06 mayo 2024

Las baterías del submarino: clave para su funcionamiento

 El submarino es una de las mayores maravillas de la ingeniería naval, capaz de sumergirse a grandes profundidades y navegar por debajo de la superficie del mar. Su capacidad de desplazarse de manera silenciosa y oculta ha sido de vital importancia en diversas contiendas marinas a lo largo de la historia. Pero, ¿cómo logran los submarinos sumergirse y mantenerse en movimiento bajo el agua?

Principio de flotabilidad y hundimiento

El principio de Arquímedes es la base fundamental que permite a los submarinos sumergirse y emerger del agua. Este principio establece que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desplazado por dicho cuerpo.

En el caso de los submarinos, utilizan un sistema de tanques llamados lastres para controlar su flotabilidad. Estos tanques se llenan de agua para aumentar la densidad del submarino y lograr su hundimiento. Por el contrario, se expulsa el agua de los tanques y se inyecta aire a presión para disminuir la densidad y permitir que el submarino emerja a la superficie.

las baterias del submarino - Cómo está compuesto el submarino

Antes de la década de 1950, los submarinos utilizaban propulsores diésel-eléctricos para funcionar, lo que requería la absorción de oxígeno y la expulsión de dióxido de carbono. Esto obligaba a los submarinos a subir a la superficie periódicamente para realizar esta maniobra. Sin embargo, en la actualidad, los submarinos utilizan combustible y reactores nucleares para generar vapor de agua y mover sus generadores de energía, lo que les permite permanecer bajo el agua durante largos períodos de tiempo sin necesidad de emergencia.

Diferencias entre submarinos, sumergibles y minisubmarinos

A lo largo de la historia, se han desarrollado diferentes tipos de vehículos subacuáticos con distintos objetivos. Mientras que los submarinos se utilizan principalmente con fines militares y de exploración oceánica, los sumergibles y los minisubmarinos tienen aplicaciones más específicas.

las baterias del submarino - Cuál es la historia del submarino

Los sumergibles son vehículos más pequeños que los submarinos y requieren de una nave nodriza para llegar al lugar de inmersión. Estos se utilizan principalmente para la investigación científica y las expediciones turísticas al fondo marino. Por otro lado, los minisubmarinos se diferencian de los submarinos tradicionales por su tamaño y peso reducidos. Estos suelen utilizarse para misiones de rescate, exploración de aguas poco profundas y estudios científicos de áreas específicas.

Composición y funcionamiento de las baterías del submarino

Las baterías son uno de los componentes clave en el funcionamiento de un submarino. Estas proporcionan la energía necesaria para alimentar los sistemas eléctricos, como los motores y las bombas, así como para mantener el suministro eléctrico a bordo durante las inmersiones prolongadas.

Las baterías de los submarinos modernos son generalmente baterías recargables de plomo-ácido o baterías de níquel-cadmio. Estas baterías se cargan utilizando los generadores de energía del submarino cuando está en la superficie. Durante las inmersiones, las baterías suministran la energía necesaria para mantener el funcionamiento de los sistemas eléctricos.

La capacidad de las baterías de los submarinos es crucial para su operación. Una mayor capacidad de las baterías permite una mayor autonomía y tiempo de inmersión. Esto es especialmente importante en submarinos nucleares, que pueden permanecer sumergidos durante meses sin necesidad de emerger para recargar las baterías.

  • ¿Cuál es la diferencia entre un submarino y un sumergible?
  • ¿Cómo se controla la flotabilidad de un submarino?
  • ¿Qué tipo de baterías se utilizan en los submarinos?
  • ¿Cuál es la autonomía de un submarino?

Las baterías son un elemento fundamental en el funcionamiento de los submarinos, proporcionando la energía necesaria para mantener los sistemas eléctricos en funcionamiento durante las inmersiones. La capacidad de las baterías es crucial para la autonomía y tiempo de inmersión de los submarinos, permitiéndoles realizar misiones prolongadas sin necesidad de emerger. El desarrollo y mejora de las baterías ha sido clave en el avance de la tecnología submarina y ha permitido la exploración de las profundidades del océano y el desarrollo de submarinos más eficientes y autónomos.

El enorme robot-submarino no tripulado Manta Ray de DARPA llega al mar

 

El prototipo «Manta Ray», un vehículo submarino no tripulado (UUV, por sus siglas en inglés), desarrollado por Northrop Grumman, ha completado con éxito sus pruebas a escala real en el agua. Estas se llevaron a cabo frente a la costa del sur de California durante los meses de febrero y marzo de 2024. Esta iniciativa marca un avance significativo en la tecnología de vehículos submarinos, destacando su potencial para operaciones marítimas sostenibles y de larga duración.

Desempeño hidrodinámico demostrado

Durante las pruebas, el «Manta Ray» demostró un excelente rendimiento hidrodinámico en el mar, operando de manera sumergida utilizando todos los modos de propulsión y dirección disponibles: flotabilidad, hélices y superficies de control. Estas características permiten al UUV maniobrar y desplazarse de forma eficiente en diversos entornos submarinos, optimizando su capacidad para llevar a cabo misiones variadas sin impactar negativamente los espacios marítimos.

Innovación en montaje y despliegue

Según el Dr. Kyle Woerner, gerente del programa Manta Ray para la DARPA, las pruebas confirmaron que el vehículo está listo para avanzar hacia operaciones reales tras ser ensamblado rápidamente en el campo a partir de secciones modulares. «El transporte modular a través del país, el ensamblaje en campo y el despliegue posterior demuestran una capacidad única para un UUV de gran tamaño», explicó Woerner. Este proceso no solo facilita la logística y reduce los costos de implementación, sino que también evita la congestión en espacios valiosos de los muelles en instalaciones navales.

Eficiencia y Capacidad de Carga

El diseño del «Manta Ray» incluye varios compartimientos de carga de diferentes tamaños y tipos, lo que le permite adaptarse a una amplia variedad de misiones navales. La eficiencia del vehículo se ve potenciada por su capacidad de moverse mediante el planeo impulsado por flotabilidad, lo cual conserva energía que de otro modo se gastaría durante el tránsito.

Próximos Pasos y Desarrollo Continuo

La DARPA está colaborando con la Marina de EE. UU. para las siguientes etapas de pruebas y transición de esta tecnología. Adicionalmente, otro colaborador del proyecto Manta Ray, PacMar Technologies, continúa con las pruebas de su sistema de cosecha de energía a escala completa durante el año 2024, lo que podría representar otro avance en la autonomía y sostenibilidad de los UUVs.

El prototipo Manta Ray establece un precedente en la evolución de los vehículos submarinos no tripulados, con un enfoque en la duración y alcance de las operaciones, así como la capacidad de carga. Esta tecnología no solo promete mejorar la eficiencia y efectividad de las misiones navales, sino también contribuir significativamente a la preservación de nuestros ecosistemas marinos, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y conservación marítima.

Vía www.darpa.mil

El tiburón fantasma será la pesadilla de los mares. Es un submarino autónomo indetectable por el enemigo

 Australia es uno de los países que más está creciendo en los últimos años. Su poder militar no es uno de los más avanzados, por lo que está incrementando el presupuesto en Defensa para reducir cualquier probabilidad de sufrir un ataque. En este contexto, una de las tecnologías que más interés ha despertado en el Gobierno de Albanese, Primer Ministro del país, ha sido el conocido como tiburón fantasma o Ghost Shark. El objetivo de este submarino será pasar desapercibido frente a los radares del potencial enemigo

Ghost Shark o tiburón fantasma, un submarino autónomo sondeado ya por el Ejército de Australia

Australia confía en la incorporación a la Marina de un submarino que podría escapar del registro de los radares. El primer prototipo de esta increíble máquina de guerra es ya una realidad y, en un principio, se cree que su principal finalidad sería la realización de labores de vigilancia, de acuerdo con el Ministerio de Defensa de Australia. Es un proyecto que implicará a un total de 42 empresas, por lo que la industria del país se verá reforzada a través de esta implicación estatal.

Una de sus principales características es su capacidad para poder operar de forma autónoma gracias a un avanzado sistema de sensores y centralita. De esta manera, puede ser programado para recorrer largas distancias sin llevar una tripulación en su interior. Esta capacidad para circular de forma completamente autónoma lo convierte en un producto diferencial frente a la tecnología que hay actualmente en el mercado. A ello, además, hay que añadir su principal cualidad, el hecho de pasar desapercibido frente a las líneas enemigas.

Este proyecto forma parte del plan del Ministerio de Defensa de Australia, el cual pretende desembolsar hasta 7.200 millones de dólares en la actualización de la flota destinada a la guerra submarina a lo largo de los próximos años. Este proyecto permitirá actualizar los sistema de defensa y, al mismo tiempo, garantizar a este país como uno de los más preparados para este tipo de combates. Al contrario de lo que ocurrió con el submarino de fabricación casera Titán, este modelo dispone de una serie de medidas de seguridad de última generación.

Tampoco nos estamos refiriendo al Tiburón Fantasma como uno de esos submarinos que ya se pueden adquirir en el mercado por algo más de medio millón de dólares, sino que nos encontramos ante una obra de ingeniería que realizará trabajos de exploración a gran profundidad para psar desapercibido frente a los países enemigos. Su desarrollo aún se encuentra en pleno proceso, por lo que resulta más prudente ser comedido acerca de sus potenciales capacidades, las cuales se conocerán en una etapa de construcción más avanzada.

Este submarino chino con propulsión láser podría alcanzar la velocidad del sonido

 China parece estar abriendo nuevos horizontes con el desarrollo de submarinos impulsados por láseres. Este avance, reportado por el South China Morning Post, surge de investigaciones realizadas en la Universidad de Ingeniería de Harbin. La idea de esta propulsión innovadora surgió hace dos décadas en Japón, pero es ahora cuando se está materializando.


Esta tecnología utiliza un láser de dos megavatios, transmitido a través de fibras ópticas microscópicas que envuelven el submarino. Este mecanismo genera plasma en el agua, provocando una onda de detonación que impulsa la nave hacia adelante con una fuerza impresionante, hasta 70 000 newtons.


Pero eso no es todo: esta propulsión láser también produce un fenómeno de "supercavitación", vaporizando el agua alrededor del submarino para crear burbujas de aire. Esta capa de aire reduce drásticamente la fricción, ofreciendo teóricamente al submarino la posibilidad de superar la velocidad del sonido.
Sin embargo, a pesar de estos avances notables, la tecnología aún no está lista para equipar submarinos nucleares. Los investigadores deben superar varios desafíos, incluyendo la disipación del calor de las fibras ópticas y su resistencia en el ambiente marino, así como su integración con los revestimientos acústicos.

El equipo de Ge Yang de la universidad de Harbin ha logrado avances significativos mejorando la eficiencia de conversión de los láseres en propulsión. También han obtenido inspiración de la industria aeroespacial para optimizar el sistema, reduciendo las pérdidas de energía y minimizando las fricciones internas.


El potencial aplicativo de esta tecnología se extiende más allá de los submarinos, abriendo posibilidades para armas submarinas, misiles y torpedos, aumentando su alcance submarino gracias a la supercavitación.

No obstante, permanecen desafíos, incluyendo la gestión del calor y la durabilidad de las fibras ópticas, así como su integración en estructuras ya existentes. Además, el efecto de las burbujas de cavitación sobre la discreción de los submarinos sigue siendo una cuestión pendiente, posiblemente comprometiendo su furtividad.

A pesar de estos retos, esta tecnología no solo promete revolucionar la propulsión naval, sino que también tiene aplicaciones civiles.

Scenic Neptune II, el impresionante submarino modular para navegar a 200 metros de profundidad

 Para descubrir las maravillas del mundo subacuático, en los últimos años han proliferado todo tipo de embarcaciones que buscan ofrecer una experiencia única a sus afortunados pasajeros. Tragedias como la del Titán aparte, la creciente oferta de submarinos e incluso yates convertibles, como el Deep Sea Dreamer el Migaloo M5, hacen de este sector uno de los más innovadores de la industria naval.

El último en sumarse a esta tendencia al alza es el Scenic Neptune II, con una forma única a modo de burbuja que busca ofrecer las mejores visitas panorámicas a sus tripulantes y acaba de incorporarse a la oferta de actividades del crucero de lujo Scenic Eclipse II. Detrás de él está Triton, una de las compañías más punteras del panorama internacional, con decenas de récords del mundo y los documentales de naturaleza más espectaculares rodados a bordo de sus submarinos.

El sumergible, cuyo nombre original es Triton 660/9 AVA, debe su 'apellido' a la tecnología Advanced Versatile Acrylics, que "hace posibles cascos transparentes en geometrías nuevas e irregulares", señalan en su página web. Eso permite a los submarinos de esta compañía ofrecer el doble o el triple de volumen que los que permiten los cascos esféricos tradicionales, lo que permite aprovechar el espacio, uno de los elementos clave en este tipo de vehículos. En este caso, el volumen llega a los 6.300 litros, muy por encima de lo que hasta la fecha ofrece la competencia.

Scenic Neptune II de Triton

Sus 2,75 metros de longitud y sus 4,5 metros de anchura ofrecen una sorprendente capacidad interior, que puede acoger a hasta 8 pasajeros además del piloto. Aquí la velocidad no es la clave, apenas 3 nudos (2 km/h), ya que está pensado para disfrutar de la belleza y la calma del fondo marino. Lo más destacado es sin duda la autonomía, de más de 12 horas, y la profundidad que alcanza, 200 metros, más que suficiente para emprender todo tipo de expediciones.  

El Scenic Neptune es totalmente eléctrico, con una alimentación doble de 24 V, 4 propulsores principales de 5,5 kW y 4 propulsores de maniobra con la misma potencia. La batería principal tiene una capacidad de 57 kWh, y se encarga de sostener la potencia de desplazamiento pero también de encender la decena de luces LED externas, capaces de emitir más de 20.000 lúmenes. Además, el vehículo cuenta con el soporte vital y el depurador de oxígeno y CO2, imprescindible para adentrarse en las profundidades marinas.

El submarino Triton 660/9 AVA

El interior, revestido de cuero, es totalmente modular y puede convertirse en una mesa de casino, un comedor, un bar de cócteles... Eso sí, carece de cuarto de baño, por lo que antes de emular al capitán Nemo conviene aliviar la vejiga. En todo caso, está diseñado para que las líneas de cruceros y los turoperadores aprovechen sus capacidades y diseñen experiencias a medida.

Las primeras llegarán a bordo del barco Scenic Eclipse II, que acaba de llegar a costas australianas y está previsto que realice cruceros de lujo conectando Australia con Indonesia, Nueva Zelanda, el Pacífico Sur y la Antártida. "La claridad del casco acrílico una vez sumergido es tal que te sientes uno con el agua", aseguró Jason Flesher, director de Operaciones Discovery de Scenic en un comunicado de prensa. "El encuentro con la vibrante vida marina del Pacífico Sur y la Gran Barrera de Coral de Australia dentro del Scenic Neptune II creará recuerdos para toda la vida".