La Habitabilidad en un Submarino.

Hay que pensarque un submarino no es más que una nave hermética que navega bajo el agua y esa situación de hermetismo forzado obliga a unas consideraciones especiales para garantizar la salud de su tripulación. El hecho de evitar la entrada de agua del exterior en una nave de estas caracteristicas, hace que se puedan acumular sustancias poco deseables en su interior.
Desde la época de la Kriegsmarine, la cocina de la flota submarina ha sido la mejor de toda la Armada, siendo muy mimada e intentando que fuera variada y fresca, la cual cosa intentaba favorecer el hecho de tener a una tripulación apretada y encerrada detro de esas "latas de sardinas". Ya se vió la importancia de mimar la psique de esa tripulación, cosa que en los submarinos actuales se sigue teniendo en cuenta, a más de tener salas de juegos o de proyecciones de películas. Más rudimentariamente los U-boote, cuando podian, ponian música en los altavoces o la radio de su país.
Otro de los problemas es la de los gases acumulados, hay que pensar que de forma normal, la tripulación exuda sus olores, más los de la cocina y los de los WC (con sus limitaciones de espacio e intimidad) y a parte la expulsión de CO y CO2 que en concentraciones del 5% pueden ser mortales. Es por ello que ya desde la época de Monturiol, se usan toda una serie de mecanismos para la absorción y expulsión de esos gases.
Además del lógico consumo de oxígeno (que no debe bajar del 15%) por lo que requiere desde botellas de oxígeno concentrado, a sistemas de ventilación y constantes renovaciones de aire "viciado", así como la presencia de diversos ventiladres a lo largo del submarino para facilitar la circulación correcta del aire por toda la nave.Todo esto no quita que desde siempre se ha considerado a los submarinistas como gente muy especial. ¡Y no es para menos!.
Para tener una idea, basta recordar que el submarino nuclear USS Triton hizo en inmersión la vuelta al mundo, todo un recor que tuvo que tener muy en cuenta el estado de su tripulación.

Nacho Padró

Algunos Sensores Básicos en Submarinos.

MANÓMETRO:

Los manómetros nos indican la presión del agua marina y con una simple deducción nos permiten conocer la profundidad. Generalmente hay un tipo de manómetro muy sensible que mide una escala de profundidad muy reducida (de superficie a cota periscópica), mientras que otro de menor capacidad de discriminación determina un espectro mucho más amplio: desde la superficie hasta la profundidad máxima

INCLINOMETRO:

Son indicadores de inclinación que detectan la desviaciones de los ejes de la nave en relación con la horizontal. Se componen de una columna vertical conectada a un pequeño tanque; este sistema contienen una cierta cantidad de agua. Así, las inclinaciones producen fluctuaciones en el nivel de agua de la columna, que está graduada para poder apreciar la magnitud de las oscilaciones.

BARÓMETROS:

Los Barómetros proporcionan la medida de la presión interna del submarino. Los submarinos con Snorkel presentan un barómetro especial que mide 250 milibares por debajo y por encima del nivel normal, pues las fluctuaciones de presión son muy importantes.

DENSÍMETROS:

Basado en el principio de Arquimedes, este sensor nos permite conocer la flotabilidad del submarino a partir del agua que lo envuelve. Un densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical. El densímetro se introduce gradualmente en el líquido para que flote libremente y verticalmente. A continuación se observa en la escala el punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del densímetro. Los densímetros generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la densidad específica.

 

  Nacho Padró

El Ojo Acústico del Submarino: el Sonar.

Considerado como el "Ojo Acústico" del submarino, se usa para la localización y orientación de obstáculos debajo del agua. Se basa en el principio básico del reflejo del sonido en una superficie sólida que produce una variación de su trayectoria.
El funcionamiento del Sonar se basa en un Transductor que transforma la energía eléctrica en sonora gracias al fenómeno de la pizoelectricidad de algunos materiales, como el cuarzo, que al vibrar por el paso de una corriente eléctrica produce ondas sonoras y al revés, si recibe una vibración sonora es capaz de convertirlo en impulso eléctrico. Este impulso es recogido por un transmisor y amplificado para ser oído por el Operador de Sonar..
Normalmente los submarinos presentan dos sonares: uno a proa y otro en el vientre de la nave que se usa para medir la distancia a la que se halla el fondo. El alcance del sonar es limitado (un máximo de 10 km) aunque se puede variar la frecuencia:los sonidos de alta frecuencia dan imágenes nítidas de los objetos reflectores, pero por contra son de alcance inferior, mientras que por el contrario, los sonidos de baja frecuencia dan imágenes poco nítidas pero tienen un alcance superior.
Todo esto siempre que no haya alteraciones por diferencias de densidad en el agua, pues al atravesar las clinas de densidad se producen distorsiones y enormes desviaciones de la trayectoria del sonido, lo que puede ayudar a crear "Areas de Sombra" para no ser detectado.

                                                                                                                   Cámara de Sonar del USS Dolphin.

Nacho Padró

El Ojo Electromagnético del Submarino: el Radar

Al radar se le considera el "Ojo Electromagnético" del submarino. El principio de su funcionamiento se basa en la transmisión de ondas electromagnéticas que se desplazan a gran velocidad, reflejándose al encontrar un obstáculo en su camino y volviendo al emisor indicando se esta manera la presencia de un obstáculo (por el retorno), la posición (por el lado por el que retornan las ondas) y la distancia a la que se encuentra (calculando el tiempo que las ondas tardan en hacer el viaje de ida y vuelta).

Presenta el inconveniente que el agua debilita mucho las ondas, por lo que se utiliza en superficie, para lo cual se instala sobre un mástil retráctil, excepto el Radar de Tiro que se coloca sobre el periscopio.

Nacho Padró

El Ojo del Submarino: el Periscopio.

El Periscopio es el Ojo del submarino. Los hay de dos tipos: el Periscopio de Ataque, delgado para que sea poco detectable, y el Periscopio de Navegación, más grueso y con mejores características de luminosidad. Estos artilugios no sólo se utilizan para detectar objetos de superficie, también pueden ser usados para la orientación mediante un sextante, con un sistema láser, medir distancias, sacar fotografías y aumentar las imágenes.
Los primeros periscopios utilizaban dos espejos, uno en la ventana superior y otro delante del observador. Si bien el sistema básico funcionaba, tenía el inconveniente que los dos espejos no podían estar demasiado separados si se quería garantizar la nitidez, la cual cosa limitaba la longitud del periscopio a cerca de un metro.

Para conseguir llegar a los 15 metros de los modelos actuales se coloca un prisma reflector en la ventana superior que dirige la luz hacia el interior del tubo, donde un conjunto complejo de lentes evitan la pérdida de nitidez y antivibraciones y la dirigen hacia un segundo prisma reflector que dirige la imagen hacia el observador.
Unos cuantos tubos de bronce de diferentes diámetros, uno dentro del otro, permite recoger y extender el periscopio.
De diferentes modelos, encontramos periscopios monoculares y binoculares (si se mira por uno o dos ojos) y panorámicos (donde hay varias ventanas que alcanzan todo el horizonte y mediante un espejo se hacen converger todas las imágenes en una sola).
Para evitar que el periscopio sobresalga demasiado de la superficie, con el consiguiente riesgo de ser detectado, por las olas o pequeños fallos en el control de profundidad, los periscopios tienen un mecanismo de compensación, con el cual, aunque el submarino varíe ligeramente de profundidad, este se encuentra siempre a la misma altura, motivo por el que el observador, en ocasiones, se puede ver obligado a arrodillarse para poder seguir el ascenso y descenso del periscopio.

 Nacho Padró

La Propulsión Nuclear en los Submarinos.

En 1946 se empezó a plantear seriamente la utilización de la energía nuclear para la propulsión submarina. Las ventajas frente al motor Diésel-Eléctrico son considerables: no requiere oxígeno para la reacción de fisión permitiendo a la nave largos periodos de inmersión, la cantidad de energia a partir del uranio es enorme en comparación (1kg de uranio puede proporcionar tanta energía como el equivalente a 2.000 Tm de petróleo) y como el reactor tarda varios años en agotarse, goza de una gran autonomía operativa. Por contra estaba el coste de la instalación, el peso del reactor y la necesidad de aislar el reactor por la peligrosidad de las reacciones internas.

Un reactor atómico es como una caldera que usa uranio-235 enriquecido para generar calor, por medio del bombardeo de neutrones suficientemente energéticos en su interior que provocan la fisión (división) de átomos de uranio, una enorme cantidad de calor y diversas radiaciones (entre ellas más neutrones que mantienen la reacción en cadena).

Los reactores nucleares tienen un núcleo constituido por barras de uranio y asociadas a ella también barras de material absorbente de radiaciones, como el grafito. Estas barras de grafito actúan como sistema de control, ya que si cubren totalmente el núcleo de uranio, la reacción se detiene y si se retiran completamente, la reacción alcanza su nivel máximo.

En los reactores de los submarinos, la gran cantidad de calor se aprovecha para calentar agua a presión, que también refrigera el núcleo. Una bomba se encarga de hacer circular ese agua y la conduce hacia un generador de vapor. Allí el calor se transfiere a otro sistema de agua donde se produce el vapor que servirá para mover las turbinas, generando electricidad. Se emplean dos sistemas de circulación porque el sistema primario se vuelve radioactivo al circular por el núcleo y no se puede usar directamente en las turbinas.

Los materiales que componen el reactor presentan la característica de poder trabajar manteniendo su integridad bajo radiación muy intensas y que a la vez no absorvan muchos neutrones, que frenarían la reacción. Debido a su enorme peso, requieren submarinos de gran tonelaje (caso a parte es el submarino nuclear de bolsillo NR1 para 10 personas). 

El USS Nautilus fue el primer submarino y actualmente los modernos submarinos nucleares pueden navegar a más de 600.000 km sin repostar uranio y con unas velocidades de hasta 30 nudos en inmersión.

Nacho Padró

Los Snorkels.

El Snorkel es un largo cilindro que permite aspirar el aire y expulsar por dos tubos independientes los gases producidos por los motores Diésel y que se han de expulsar. Como sobresale muy poco por encima de la superficie para disimular al máximo el riesgo de detección, presenta una válvula automática en la parte superior emergida que cierra el tubo cuando hay oleaje fuerte o fallo en los timones de profundidad del submarino, evitando la entrada de agua. Esta válvula puede permanecer cerrada durante un par de minutos sin necesidad de parar los motores Diésel, aunque durante ese breve tiempo se puede producir una bajada de presión en el interior de la nave quepueden afectar a la tripulación.

El Schnorkel (según los alemanes) o Snort (según los ingleses), aunque pensemos lo contrario no es un invento alemán. Ya en el siglo XIX, el pionero americano Simon Lake, instaló un dispositivo similar en su Argonaut.
También lo hicieron los japoneses con su Nº6 en 1.910 con el resultado de que se inundó, en el transcurso de unas pruebas, y fallecieron todos los tripulantes. En 1.926, el ingeniero Pericle Ferretti, del Genio Navale italiano, inventó un tipo de “mástil aspirador diesel” que se experimentó con éxito en el submarino H3, siendo posteriormente abandonado. La primera propuesta del Dr. Walter, en Octubre de 1.933, para la producción de un submarino de alta velocidad incluía una instalación para introducir aire del exterior mientras el submarino se encontraba bajo la superficie del agua a través de un mástil telescópico.
La razón para esto último era que el submarino, cuyo casco tenia forma de pez sin ningún tipo de superestructuras, se mantuviera a ras del agua incluso a bajas velocidades.
Al mismo tiempo, el Tte.-Comandante J.J. Wichers, de la Real Marina Holandesa, sacó la patente de un mástil extensible para facilitar el uso de los motores diesel aunque el submarino estuviera sumergido.

Wichers fue mejorando el concepto progresivamente y planeó colocar en el extremo superior del mástil, una cabeza con una válvula y un flotador esférico como parte de un dispositivo intermedio que amortiguara las variaciones de presión.
En el interior propuso colocar un contenedor de aire especial que estuviera conectado al mástil y a unas botellas de oxigeno
El primer submarino en tenerlo instalados fue el O19, quien junto con el O20, tenían los mástiles con válvulas en la cabeza y un motor que usaban para subirlos y bajarlos. El mástil de expulsión de gases no era retráctil. El O19 uso su mástil durante la guerra contra Japón pero no se sabe si pudo llevar a cabo viajes sumergido utilizando este dispositivo.
Los submarinos del O21 al O27 tenían una instalación mejorada en la cual podían subir y bajar manualmente el mástil de expulsión de gases. Hacia 1.940 todos estos procesos se hacían ya automáticamente.
Tanto los alemanes como los ingleses supieron de este tipo de instalaciones gracias a los submarinos capturados o entregados, pero no mostraron ningún interés en particular.

La instalación de schnorkels en otros submarinos empezó, de forma experimental, durante el invierno de 1.943/1.944.

Los 20 primeros submarinos del Tipo VIIC provistos de schnorkel fueron ordenados en Agosto de 1.943. Para Septiembre del mismo año, se encargo al Arsenal Naval de Kiel y a la Kriegsmarinewerft de Wilhelmshaven, la producción de 100 schnorkels para los Tipo VIIC en servicio y 40 para los Tipos IXC y IXD. Además, se acelero el programa de fabricación e instalación de estos en todos los submarinos disponibles pero, debidos a retrasos en la producción, se formo un cuello de botella en esta que no se solucionó hasta el verano de 1.944.

A partir del verano de 1.944, los submarinos que disponían de este dispositivo, iban comunicando más y más éxitos, incluso en zonas en las que los ingleses se jactaban que estaban “libres de U-Boot”.

La mas básica demanda operacional era la de poder usar el periscopio de observación mientras se usaba también el schnorkel por lo cual había que asegurar que cuando esto ocurriera, no sufriera vibraciones el periscopio. Para esto se desarrollo el schnorkel Oelfken. 

Este estaba situado en un contenedor de forma aerodinámica con un tubo hueco través del cual podía pasar el periscopio cuando el schnorkel se hubiera izado y estuviera en una posición fija. Solo la cabeza con las lentes sobresalían de la cubierta exterior del schnorkel.

Al final de la guerra, solo dos submarinos del Tipo VIIc adoptaron este tipo de schnorkel al cual también se le dotó de una cabeza con una válvula electro-neumática. Se calcula que podría haber alcanzado velocidades, a profundidad schnorkel, de entre 10 y 11 nudos.

Nacho Padró a partir de un excelente Artículo realizado por Jesús Díez para U-historia.com

Notas sobre Hidrodinámica y Diseño de Submarinos

Por sus condiciones y funciones diferentes, la hidrodinámica de un submarino y de un sumergible, es diferente. Una nave que navegue preferentemente en emersión (sumergible) ha de vencer la resistencia debida a las olas del mar y de su propio avance. Mientras que una nave de inmersión (submarino) de las olas ni se entera (cuando hay un huracán en superficie, un submarino situado a 80m de profundidad sólo experimenta ligeros balanceos de 8º).  Para el sumergible, es vital poder disponer de una gran eslora (longitud total proa-popa) para disminuir el desequilibrio de las olas, ya que así puede disponer de una quilla alargada.

Por el contrario, la principal resistencia que ha de vencer un submarino viene dada por el rozamiento del agua sobre la superficie del submarino, siendo la forma de pez la más adecuada para minimizar esa fricción que depende principalmente de la viscosidad del agua. Por ello, los submarinos acostumbran a presentar un gran diámetro y una eslora corta, a fin de disminuir su coeficiente Superficie (S)/Volumen (V).

También se produce un tipo de resistencia especial producido por los remolinos que se dan a proa y popa ante el avance de la nave y producidos por la forma de esta, por ello se intenta que los apéndices ofrezcan la menor resistencia posible (en algunos submarinos, los timones de proa se pueden retirar)

Por lo que se observa en la naturaleza, se sabe que la relación entre la longitud (l) y la anchura o diámetro (d) es muy importante y nos da un índice que al acercarse a 0,20 se minimiza la resistencia al rozamiento. El coeficiente d/l de los sumergibles se aproxima al 0.09 y el de los submarinos al 0,11.

Una idea de la importancia de la eliminación de estructuras externas a la forma del submarino es el hecho que estas dificultan el avance de los submarinos. Cuando un periscopio se halla totalmente desplegado incrementa la resistencia en un 30% lo que puede llegar a equivaler a unos 4 nudos.

Por último es importante que el casco esté libre de organismos marinos para que la forma sea lisa y no con alteraciones que aumenten el rozamiento. Para evitarlo, todos los submarinos llevan pinturas antiincrustantes que poseen sustancias tóxicas para los organismos incrustantes.

Nacho Padró

Maniobras de Control de Flotabilidad.

Cuando se introduce un cuerpo en un líquido, este se hunde hasta que ha desplazado una cantidad de líquido igual a su propio peso (Principio de Arquímedes). Los objetos más densos que el agua se hunden. La densidad es el cálculo de la masa por el volumen que ocupan [D= M/V] y puede verse afectada por varios factores que alteran la flotabilidad. Hablamos de flotabilidad positiva cuando la densidad del cuerpo es inferior a la densidad del líquido y eso provoca que flote; por el contrario se habla de flotabilidad negativa cuandi la densidad es superior y el cuerpo se hunde. Se llama flotabilidad neutra cuando las densidades del líquido y el cuerpo son semejantes y el cuerpo se halla entre dos aguas.

El control de la flotabilidad de un submarino se efectúa mediante los llamados Lastres o Tanques de Regulación que son tanques con válvulas que permiten la entrada o salida de agua para aumentar la densidad del submarino y que permiten incorporar o extraer el volumen de agua equivalente a un 2,5-3% del peso del submarino. Por ello se utilizan para los pequeños reajustes de variación por densidad o presión. Para pasar de la inmersión a la emersión, se usan los Tanques de Lastre Principal que presentan una capacidad del 10-40% del peso de la nave .

Para variar la profundidad, el submarino utiliza, junto a los tanques de lastre principal, a los Timones de Profundidad, de los cuales suele haber un par a proa y otro par a popa, a babor y a estribor






Nacho Padró

Algunos Principios Científicos asociados a un Submarino.

Principio de Arquímides: Todo cuerpo sumergido en un fluido, experimenta un empuje equivalente al peso del volumen del fluido desalojado. Así un submarino bajo el agua sufre de dos fuerzas: su peso que tira para abajo y el empuje hacia arriba. A una profundidad determinada, ambas fuerzas se igualan y el cuerpo queda entre dos aguas. Cuando un submarino navega en superficie, presenta todo el volumen entre la línea de flotación y la vela en superficie y ha de pesar lo mismo que el agua que desaloja y para ello sus tanques de lastre suelen estar llenos de aire. Para descender, se llenan de agua, incrementando así el peso del submarino: al ser mayor el peso que el empuje, se sumerge. Para hacerlo bien el volumen del agua que entra en los tanques ha de ser el preciso para compensar el aumento de empuje provocado por la inmersión que la parte que quedaba fuera del agua (línea de flotación a vela).

Una vez sumergido tiene que equilibrar el peso y el empuje para estabilizarse a una profundidad determinada, regulando para ello el volumen de agua de los tanques de lastre. Para emerger, el submarino vacía los tanques de lastre inyectándoles aire comprimido haciendo que el empuje sea dominante sobre el peso y ascendiendo.

Densidad de las aguas por Temperatura: Un submarino que navegue del Ecuador hasta la Antártida se encontrará en su trayecto aguas de diferente densidad (cada vez más al ser más frías). Progresivamente, el volumen aumenta y la nave tiende a flotar. El empuje aumenta en l medida en que el agua tiene una mayor densidad. En el ecuador hay una importante diferencia de densidad entre las aguas superiores cálidas y las frías de profundidad. En los polos, la diferencia térmica entre el fondo y la superficie es menos acentuada. Las variaciones bruscas de temperatura se llaman Termoclinas, y cuando un submarino atraviesa una termoclina, se produce un rápido aumento del empuje y ha de incorporar un volumen de agua suficiente para compensarlo .

Densidad de las Aguas por Salinidad: Aunque de manera no tan marcada, la variación de salinidad también provoca variaciones en la densidad. En algunas zonas, como el estrecho de Gibraltar, hallamos a cierta profundidad una capa de mayor densidad, de tal manera que el submarino puede descender hasta esa capa y descansar encima. Si quiere entrar en ella habrá de incorporar considerables cantidades de agua en los tanques .

La Presión: Es la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo por unidad de superficie. Teniendo en cuenta que el submarino se halla rodeado de agua y que sobre él hay una columna de agua con su correspondiente peso, a grandes profundidades, la elevada presión que soporta llega a comprimir ligeramente su casco resistente, provocando que su volumen disminuya y que se desplace menor cantidad de agua, disminuyendo el empuje, ganando el peso y empujando el submarino hacia el fondo. Para compensarlo se expulsa un volumen determinado de agua de los tanques.

El Peso: Durante un viaje, esta fuerza que nos impulsa hacia el centro de la Tierra y que equivale a la masa del submarino, va variando ya que el submarino consume combustible, alimentos, agua potable.... y para compensarlo, habrá de incorporar un peso de agua equivalente al peso perdido.

Resistencia del Fluido: Cualquier cuerpo que se desplace en un medio experimenta una fuerza contraria al movimiento. Esta fuerza se denomina Resistencia. Cuando un submarino navega en inmersión ha de ir abriéndose camino a través de las partículas del líquido, apartándolas. Este es el tipo elemental de resistencia por rozamiento, que una forma hidrodinámica ayuda a minimizar.

Nacho Padró

Estructura General del un Submarino Convencional.

Casi todos los submarinos actuales presentan una estructura de doble casco: un casco interno de acero, resistente a la presión y que resguardaría los elementos vitales del submarino (tripulación, maquinaria y equipos especiales).Un segundo casco, menos resistente, cubre total o parcialmente el casco resistente de acero. El espacio que hay entre ambos cascos se halla dividido en varios compartimentos que se pueden llenar o vaciar: son los tanques de lastre principales, que permiten la emersión-inmersión del submarino. Entre los dos cascos se aloja asimismo el combustible. Entre los tanques de lastre secundarios podemos encontrar: tanques de nivelación de popa y de proa, tanques de aceite, de agua sucia, de agua dulce, de regulación, de compensación de torpedos de combustible de compensación y otros
Algunos submarinos presentan un único casco, resistente a la presión, en cuyo interior se instalan los tanques (minisubmarinos de ataque o los submarinos nucleares).
Los submarinos modernos suelen tener forma ahusada. Este diseño, usado ya en los submarinos más primitivos, se inspiró en el cuerpo de las ballenas y reduce significativamente el arrastre  hidrodinámico sobre el submarino bajo el agua, pero empeora su comportamiento frente al oleaje e incrementa el arrastre en superficie. Dado que las limitaciones de los sistemas de propulsión en los primeros submarinos militares le obligaban a operar en superficie la mayoría del tiempo, el diseño de sus cascos era un compromiso. Debido a las bajas velocidades subacuáticas de estos submarinos, normalmente muy por debajo de 10 kt (18 km/h), el mayor arrastre bajo el agua se consideraba aceptable. Sólo al final de la Segunda Guerra Mundial, cuando la tecnología permitió operaciones submarinas más rápidas y prolongadas y la mayor vigilancia aérea enemiga obligó a los submarinos a permanecer sumergidos, volvieron los diseños de los cascos a tener forma ahusada, reduciendo el arrastre y el ruido. En los submarinos militares modernos, el casco exterior está recubierto por una gruesa capa de goma especial o placas anecoicas para absorber el sonido y hacer más silencioso el submarino
En la parte central, separada de los compartimentos de proa y popa y separados por unos mamparos, se colocan las baterías, debajo de las cámaras de gobierno y de mando del barco. En estas cámaras se hallan instalados los sistemas de control remoto de los motores, los cuadros eléctricos y los sistemas de regulación de los tanques, los equipos de orientación y de gobierno de la nave, los controles de los timones, y los de detección y dirección de tiro y el control de los diferentes sensores del submarino.

Por encima de la parte central y sobresaliendo del casco, encontramos la Vela, una estructura no resistente que envuelve a la Torreta (la estructura interna y resistente que se encuentra ligada al casco) y que es hidrodinámica y que tiene la función de proteger a la torreta, los mástiles y los apéndices de esta zona del buque, alojando los peroscopios, el radar, el snorkel y las diferentes antenas. Mientras que la torreta se utiliza para embarcar, desembarcar y salir al exterior navegando en superficie, la vela tiene una plataforma que hace las funciones de puesto de mando cuando el submarino navega en emersión. En muchas clases primitivas de submarinos, la sala de mando se ubicaba en esta torreta, conocida como «torre de control». Sin embargo, desde entonces la sala de mando se ha ubicado dentro del casco del submarino. No debe confundirse dicha sala con el «puente», que es una pequeña plataforma abierta situada en lo alto de la vela y usada para observaciones oculares mientras se opera en superficie. Puede haber también una plataforma cerrada adicional bajo ésta con ventanas y limpiaparabrisas para el mal tiempo.
En el compartimento de proa y siempre en el interior del casco, se hallan los equipos de la dotación: cocinas, duchas, WC, literas de marineros y de suboficiales, armarios, zonas de relax... En el espacio que hay en proa entre los dos cascos se disponen los tubos lanzatorpedos y el sonar.
A popa y en el interior del casco resistente se hallan situados los mecanismos propulsores: motores Diesel, eléctricos, engranajes de los timones, combustible...

Nacho Padró

El SA-42 de la Base Naval de Mahón.

Navegando por las aguas del Puerto de Mahón pude acercarme a la estación naval del Puerto de Mahón y realizar una foto al submarino de ataque tipo Foca que se encuentra, aunque no en un buen estado de conservación, expuesto. Como se puede ver al ampliar la foto se trata del SA-42 que fue donado a la Estación Naval, es de suponer que como recuerdo por haber sido la Base de la 2ª Flota Submarina, tras Cartagena, durante la Guerra Civil.

La Clase Foca fueron unos submarinos de asalto (SA)  fabricados por la Empresa Bazan para la Armada española a partir de las ayudas de ingenieron alemanes que aprovecharon sus experiencias en la ingenieria submarina alemana tras la II WW.

Este grupo de ingenieros encabezados por el Dr. Erich Vollbrecht aportó una gran cantidad de material microfilmado sobre el tema. Así pues, la Empresa Nacional Bazán comenzó a diseñar un minisubmarino partiendo del modelo alemán Seehunde. Este minisubmarino llevaría en España la denominación Foca, que es la traducción literal del alemán.

La propulsión se realizaba mediante un motor diésel de la marca Pegaso de 125 CV y un motor eléctrico Cenemesa (patente Siemens) de 110 CV.

Gracias a los 2 kg/cm² de presión de los gases de escape, estos minisubmarinos podían sumergirse con el motor diésel encendido, lo que les permitía una inmersión del orden de 6 segundos antes de apagar los motores diésel y empezar a funcionar con los eléctricos. Además, disponían de un sistema de apagado automático del motor diésel por debajo de la cota de 10 metros, pudiendo llegar a una cota de inmersión máxima de 80 metros, y de 40 metros con los dos torpedos

La tripulación, formada por dos personas, no podía ponerse de pie, lo que limitaba su autonomía a no más de 50 horas. El armamento consistía en dos torpedos tipo G7e montados en el exterior del sumergible, lo que ocasionaba un notable desequilibrio tras el disparo de uno de ellos.

Entre sus características, destacaba la escotilla de acceso con cubierta transparente.

Pese a su elevado coste de mantenimiento y a los problemas originados por las baterías (generación de gases de hidrógeno), ambas unidades fueron operativas entre los años 1963 y 1967, realizando un total de 50 salidas el SA-41 y 28 el SA-42. Se conservan las dos unidades producidas. El SA-42 en la Estación Naval de Mahón y el SA-41 en la Base Isaac Peral en Cartagena., aunque en Wikipedia aparece al reves.

Nacho Padró

Joyas Submarinas

La prestigiosa marca de joyeria THOMAS SABO tiene una colección muy amplia de joyas dedicadas a temas de moda, tal y como queda reflejada en su página web. La sorpresa me la encontré paseando por Cales Fonts (Menorca) y observar lo siguiente:

Al fijarme un poco más pude ver la representación de un submarino en forma de collar, con dos enormes ojos de buey (poco apropiado para grandes profundidades), una hélice enorme en la parte posterior y que era poco efectiva. Veamoslo más cerca:

Como se puede ver han tenido el detalle de poner un periscopio y algo parecido mirando a proa. La joya en sí es bonita (no pregunteis el precio, no me atreví) y la verdad es que nunca me imaginé encontrarme un submarino como joya... ¿de donde habrán sacado la inspiración?.... quizás pueda tener una pista:

Se parece un poquito ¿verdad?. Aunque si asombrado me quedé con el submarino, al mirar un poco más mi sorpresa fue mayúscula y mi aplauso a la casa Thomas Sabo es por su imaginación, finura y belleza en las obras de joyeria que ejecutan.

Nacho Padró

Playmobil y el Mundo Submarino.

Que los famosísismos Clicks de Playmobil son una delicia y que han logrado representar una variedad enorme de ambientes (desde un circo, campos de fútbol, estaciones de policía...) y épocas (romanos, egipcios, vikingos y mis favoritos: los piratas) no es ningun secreto. He podido constatar con alegría que han hecho todo un especial del mundo submarino, todo un reto del que se han salido con notable acierto.
En el Apartado de MUNDO SUBMARINO lo han centrado en la investigación científica, la cual cosa los honra. Y en ella podemos observar submarinistas, buzos, buzos con tiburón, Ballena con lancha y Barco de investigación, pero lo que se lleva la palma son el Submarino de investigación y el Minisubmarino.

El Minisubmarino es un modelo de submarino monoplaza con cabina sumergible que se puede abrir y acoplar al barco de investigación gracias a la polea que este posee. Presenta hélices para el movimiento horizontal y dos focos superiores para la iluminación  y dos motores. Lo más logrado es la piza extensible que tiene.

El Submarino de Investigación Blue Planet SUB-U1: Presenta un diseño muy acorde con los típicos submarinos de investigación tripulados (ver otras entradas del blog).

A destacar el poder ser tripulado por dos personas, como los más modernos, las dos hélices laterales que se pueden mover para el desplazamiento y una trasera para el desplazamiento rápido en horizontal, los motores inferiores, la enorme cúpula de cristal para la visualizción, aunque eso le restaría poder hacer grandes profundidades, las dos pinzas (¿demasiado enormes?) para la manipulación, posiblemente de restos de gran tamaño, supongo que dos cámaras... vamos toda una delicia para jugar e imaginarte siendo un explorador subacuático.

Todo un acierto de la empresa Playmobil que desde aquí aplaudimos.

Nacho Padró

Notas sobre el ICTINEO II de Narcis Monturiol (1864)

El Ictineo II sustituyó a su hermano menor, con 17 metros de eslora, 3 metros de manga y 29 metros cúbicos de capacidad en el casco de presión en lugar de los 7 del primer modelo. Fue botado también en el puerto de Barcelona, el 2 de octubre de 1864.

Para construir este Ictineo II, Monturiol contó con la colaboración de Joan Monjo i Pons, un técnico en construcción naval y un profesional eficiente. Además de ser de mayor tamaño que el primero, tenia introducidas algunas innovaciones y perfeccionamientos, gracias a la experiencia acumulada con el anterior.

Poseía una estanqueidad total gracias a los dos cascos.

Aunque utilizaba también la energía humana para impulsar la nave, Monturiol se percató muy pronto que había de encontrar y aplicar otros sistemas. Como se puede apreciar, el Ictíneo II tenía unas dimensiones mayores, pensando en su utilización como buque industrial y de exploración-recogida de coral. En las primeras pruebas se presentaron problemas de estanquiedad, lo cual determinó que la profundidad máxima sería de 30 m. Lo más grave, sin embargo, era la lentitud de movimientos, tanto en superficie como, sobre todo, sumergido. La fuerza motriz también era humana: mientras que el primer Ictíneo era movido por hasta cinco personas, ahora se había pensado en 16, pero no se consiguió más velocidad. Esta importante limitación llevó a tomar una decisión muy difícil: sustituir el motor humano por un motor mecánico. Monturiol descartó el motor de gas y el de petróleo y se decidió por una máquina de vapor, probablemente porque era la más fiable mecánicamente y porque encontró un combustible -una mezcla de metales- que producía calor y no liberaba gases tóxicos, sino oxígeno. Todo indica que la investigación de laboratorio sobre combustibles y sobre respirabilidad de la cámara ictínea fue realizada con la colaboración de otro profesor de la Escuela de ingeniería industrial, Damàs Calvet, en su laboratorio privado de Sant Martí de Provençals, en Barcelona.

Con la colaboración de Josep Pascual i Deop, ingeniero industrial que llegaría a ser su yerno, instaló a bordo una caldera y una máquina motriz de 6 CV de potencia, accionada por el vapor que producía la caldera. Sin embargo, como esta solución era sólo válida para la navegación en superficie, pensó en una reacción química exotérmica que produjera el calor suficiente para vaporizar el agua de la caldera cuando el Ictineo II navegara por debajo del agua. Esta reacción se producía al mezclar clorato potásico (KClO3) y limaduras de zinc (Zn) en presencia de dióxido de manganeso (MnO2). Hay que decir que, en este caso, se utilizaba una máquina motriz más pequeña.

El problema de la respiración a bordo durante las inmersiones se resolvió definitivamente gracias a un ventilador que reciclaba el aire de la cámara interior y lo hacía pasar por un purificador donde el anhídrido carbónico (CO2) desprendido por los tripulantes era eliminado al entrar en contacto con el hidróxido de calcio (Ca(OH)2). Había además un generador de oxígeno que introducía en la masa de aire reciclada una cantidad de oxígeno igual a la que los tripulantes habían consumido.

El sistema de inmersión-emersión se perfeccionó y quedó definitivamente establecido: en primer lugar se llenaban de agua las vejigas de flotación pero posteriormente (se había suprimido la hélice horizontal) entraba en funcionamiento la vejiga natatoria, que constaba de un tanque de lastre que comunicaba con otros dos -llamados tanques de presión- mediante una bomba de tres cuerpos. Estos tanques de presión se habían llenado previamente de agua, gas o aire, en proporción 1:1 y a una presión doble de la que correspondía a la profundidad que se quería alcanzar. Así pues, con las vejigas de flotación llenas de agua, sólo se había de admitir más agua en el tanque de lastre para que el sumergible iniciara la inmersión. Para detener el movimiento de descenso o volver a la superficie bastaba con abrir las espitas de los tanques de presión para que los gases a presión expulsaran parte del agua que contenían. A continuación, la bomba impulsaba el agua del tanque de lastre hacia los tanques de presión restableciendo así las condiciones iniciales. La operación podía repetirse tantas veces como fuera necesario.

El segundo Ictíneo fue construido para navegar y trabajar (estaba dotado de una garra exterior retráctil, como la actual Denise de Cousteau y el OFRS) a -50 metros de profundidad, con un coeficiente de seguridad igual a 10... ¡tres veces superior al del batiscafo! Esto quiere decir que, llegado el caso, podía sumergirse tranquilamente a más de -100 metros, con su casco resistente de madera de olivo, cilíndrico y terminado por dos conos, dos semielipsoides o dos esferas y reforzado por un revesti­miento de roble, de 6 cm de espesor, recubierto de chapa de cobre y que constituía el casco carenado propiamente dicho, que daba líneas hidrodinámicas al Ictíneo.

Nacho Padró

 

Notas sobre el ICTINEO I de Narcis Monturiol (1859).

Como llevo varios meses leyendo y revisando cosas de los Inctineos de Monturiol, escribo algunas notas sobre los dos Ictineos del insigne ampurdanés:

En 1859, Narcis Monturiol i Estarriol, botaba el primer Ictineo en el puerto de Barcelona, concretamente las primeras pruebas con el prototipo del Ictíneo se realizaron en el puerto de la Mar Vella de Barcelona el 28 de junio de 1859. El inventor catalán dio el nombre de Ictíneo a su buque submarino porque éste era, en efecto, pisciforme.

Con esta nave de 7 metros de eslora y 2,5 de manga y a pesar de ser de experimentación, se llevaron a cabo 54 inmersiones en las pruebas oficiales. Este primer Ictineo constaba de de dos cascos, uno interno llamado casco de presión y otro que tenía forma de pez y envolvía a este; la fuerza motriz era humana: de un máximo de 5 tripulantes que admitía, cuatro accionaban la hélice propulsora. Por otro lado, la inmersión se conseguía llenando de agua unos tanques llamados vejigas de flotación. Tras esta operación, la nave quedaba entre dos aguas. A continuación, una nueva hélice, en este caso horizontal, permitía efectuar los movimientos de descenso y de ascenso.

Respecto a la atmósfera de la cámara habitable y a pesar de la posibilidad de llevar a bordo oxígeno embotellado, Monturiol y sus compañeros respiraban con normalidad el aire inicialmente puro encerrado en el interior del sumergible. Cuando las condiciones físicas de los tripulantes llegaban al límite, entonces se volvía nuevamente a la superficie, operación que se conseguía expulsando el agua de la vejiga de flotación mediante una bomba de mano

Tras el éxito de la primera inmersión, Monturiol organizó una se­gunda prueba para el 23 de septiembre del mismo año, a la que invitó a las autoridades y periodistas barceloneses. El Ictíneo se sumergió majestuosamente, alcanzando una profundidad de diez metros, donde permaneció varios minutos. La misma prueba se repitió tres veces con­secutivas y, por último, el sumergible cubrió un recorrido de 500 metros en inmersión. La duración total de esta segunda inmersión, perfecta­mente regular, fue de ¡dos horas y veinte minutos!

En 1850, Monturiol, Font y Altadill fundaron una sociedad con cien mil pesetas de capital "para la construcción de un barco-pez capaz de sumergirse, emerger y navegar entre dos aguas a voluntad de sus tripulantes".

El 28 de noviembre de dicho año, efectuáronse nuevas pruebas en el puerto de la Barceloneta, ante varios ministros del Gobierno. Estas pruebas fueron continuadas en la dársena de Alicante, el 8 de mayo de 1861, ante una comisión de técnicos nombrados al efecto por el Gobierno.

Ambas pruebas fueron tan concluyentes, que las altas autoridades de la Nación prometieron al genial ampurdanés el apoyo oficial... que no llegó jamás, pese a la fe que manifiesta el figuerense en esta dedi­catoria: "Que Isabel II sea la Isabel I del mundo submarino, es el más ferviente deseo de Monturiol".

A pesar de sus amargas decepciones, y con la ayuda de varios de sus amigos -entre los que se encontraba el Gremio de Zapateros de Barcelona-, y gracias a una suscripción nacional, fundó una nueva Sociedad por acciones que reunió la suma, considerable para la época, de 1.700.000 pesetas. Así, el genial inventor pudo botar, el 2 de octubre de 1864, su segundo y último Ictíneo.

Actualmente se puede ver una reproducción de este Ictineo en la entrada del MMB de Barcelona.

Nacho Padró

El "Funda" y el "Urinator" de Dennis Papin (1692): El Sumergible con Barómetro.

Entre septiembre de 1690 y mayo de 1692, Dennis Papin (1647-1712) tiene el apoyo del Landgrave para trabajar en dos modelos de Submarinos, continuando las pruebas con el modelo de "barco que se hunde" del alemán Drebbel. El primer modelo de Papin es un cubo de hierro formado por plancha reforzadas para mantenerlo hermético y estanco, dentro del cual instala una bomba de aire que permite presurizarlo antes de su entrada en agua. La demostración, ante un jurado, se convierte en una catástrofe: el submarino es tan pesado que la grua se rompe y el aparato se daña irremediablemente, provocando la risa de la asamblea.

                                            Diagrama de Vicent Rey

Menos de un años después, Papin acaba la construcción del segundo modelo que presenta unas importantes mejoras. La descripción del Urinator se presenta en las Acts of the scholars of Leipzig : resulta un tonel ovalado como mejor forma para soportar la presión externa del agua de forma natural cuando se sumerge, presenta una bomba de aire centrífuga, conectada a dos tubos de piel mantenidos en superficie por medio de una bufeta flotante que permite refrescar el aire de dentro de la cabina, mientras un barómetro mide la diferencia de presión entre el interior y el exterior. 

                                                                                                                                      Diagrama de Vicent Rey

El Sr. Haes, un espia o amigo por correspondencia de Leibniz hizo un informe detallado de la prueba del submarino, un dia de mayo de 1692, en ella Papin, acompañado de un valeroso ayudante se sumergió y movió por las aguas del Lahn. Papin haría en 1695 un sumario de sus inventos entre los que incluía la descripción del submarino.

Nacho Padró

La Nave Cilíndrica de Roberto Valturio (1460).

En 1460, el técnico militar Robert Valturio diseñó una nave submarina bastante curiosa: cilíndrica, de madera, con dos hélices de cuatro palas accionadas a mano mediantge sendos manubrios. 

Después de trabajar desde 1438 como abreviador pontificio (redactor de breves), Valturio regresó a Rímini, su ciudad natal, y dedicó el resto de su vida a servir a losMalatesta como conciliario y embajador.
Se le apreciaba tanto que sus restos fueron colocados en uno de los nichos exteriores del templo malatestiano. En 1472 se publicó en Verona, dedicado a Sigismondo Malatesta, su De re militare lib. XII (doce libros sobre el arte de la guerra, escrito hacia 1450). Con sus 82 excelentes xilografías de máquinas e ingenios militares (posiblemente obra de Matteo'de' Pasti), fue quizá el libro ilustrado más bello que hasta entonces se hubo realizado en Italia.
El texto, además, constituía el tratamiento más completo de asuntos militares aparecido hasta la fecha, de tendencia profundamente clásica al modo humanista, pero (en contraste con las xilografías, que a menudo se dejan llevar por la imaginación) a la vez atento a las tácticas y armas del momento y profundamente práctico en su valoración de las cualidades que debe reunir un condotiero. Fue el único precedente verdadero que tuvo en el Renacimiento el Arte de la guerra.

Nacho Padró 

Submarinos nucleares en Mar del Japón.

Si se ha leido la noticia en este Blog del "Hundimiento de la fragata Surcoreana..." no sorprenderá la notica que emitió la Agencia EFE el 26/7/10 en el que se anunciaba qe Washington y Seul iniciaban unas maniobras a gran escala en el Mar del Este (Mar de Japón), la cual cosa aunebtaba la tensión en la zona. Eran unas maniobras para demostrar el poderio naval de los EEUU (quizas innecesario) y su apoyo a Corea del Sur, aunque los Nordcoreanos la han clasificado como "provocación".
Lo curioso es que la misma agencia EFE informa de la participación de 8.000 efectivos de las Fuerzas Armadas de ambos países, buques de la 7ª Flota de la Marina de los EEUU, unos 200 aviones de combate, entre ellos varios F-22 Raptor..... "y al menos un submarino nuclear".
Si se piensa con calma, se verá que la presencia de submarinos aliados en esa zona es bastante lógica y esperable. Por un lado son fuerza de apoyo de la 7ª Flota, además parece que el hundimiento de la fragata se debió a un torpedo proveniente de un submarino nordcoreano... que no fue detectado, la cual cosa no es de extrañar teniendo en cuenta que esa zona marina es una frontera muy conflictiva y el arma de sigilo por antonomasia es el submarino. Seria interesante llegar a conocer los juegos de gato-ratón que se llevarán las dos flotas submarinas, posiblemente sea mucho más interesante que la de superfcie, a la vista de todos y con resultados esperables. A pesar de todo es divertido ver el titular de "al menos", con eso ya dan una pista para los que saben.

Nacho Padró