El Submarino

ubmarinos militares

Hay muchos más submarinos militares que civiles en funcionamiento. Los submarinos son muy útiles desde el punto de vista militar por ser difíciles de detectar y destruir cuando navegan a gran profundidad. Se presta mucha atención en el diseño de estos submarinos para que al desplazarse lo hagan silenciosamente y eviten su detección: el sonido viaja en el agua mucho más fácilmente que en el aire, por lo que el sonido de un submarino es su característica más fácilmente detectable. Algunos submarinos ocultan su sonido tan bien que en realidad crean una zona silenciosa a su alrededor, que también puede detectarse.

Inmersión y navegación[editar]

Vela del submarino nuclear francés Casabianca; adviértanse los planos de inmersión, los mástiles camuflados, el periscopio, los mástiles de guerra electrónica y la puerta.

Todos los barcos, así como los submarinos en superficie, están en situación de flotación positiva, pesando menos que el volumen equivalente de agua desplazada (de acuerdo con el principio de Arquímedes). Para sumergirse de un modo puramente hidrostático, (sin ayuda mecánica), un buque debe ganar flotación neutral (peso igual a empuje), bien incrementando su propio peso o disminuyendo el desplazamiento de agua (volumen). Para controlar su peso, los submarinos están equipados con depósitos de lastre, que se pueden llenar con agua tomada del exterior o con aire a presión.

Para sumergirse o emerger, los submarinos usan los depósitos de proa y popa, llamados depósitos principales, que se abren y se llenan completamente de agua para sumergirse o se llenan de aire a presión para emerger. Durante la inmersión, los depósitos principales suelen permanecer inundados, lo que simplifica su diseño, por lo que en muchos submarinos estos depósitos son simplemente una sección del espacio entre los cascos. Para un control manual más rápido y preciso de la profundidad, los submarinos disponen de unos depósitos más pequeños para el control de profundidad, capaces de soportar presiones más altas. La cantidad de agua en estos depósitos se puede controlar, tanto para responder a cambios en las condiciones exteriores, como para cambiar la profundidad de inmersión. Dichos depósitos pueden situarse cerca del centro de gravedad del submarino, o distribuirse por el buque para evitar que afecten a la escora.

En inmersión, la presión del agua sobre el casco del submarino puede alcanzar los 3 MPa (unos 300 metros de profundidad) en los submarinos de acero y hasta los 10 MPa (1000 m) en los de titanio, como los Komsomolets, permaneciendo constante la presión interior. Esta diferencia provoca la compresión del casco, lo que disminuye el desplazamiento. La densidad del agua también se incrementa, pues la salinidad y la presión son mayores, pero esto no compensa la compresión del casco, así que la flotabilidad disminuye con la profundidad. Un submarino sumergido está en equilibrio inestable, teniendo tendencia a caer hacia el fondo o flotar hacia la superficie. Mantener una profundidad fija exige la operación continua de los tanques de control de profundidad.

Para mantener la escora deseada, los submarinos usan tanques de escora especializados a proa y popa. Las bombas trasladan agua entre ellos, cambiando la distribución del peso y creando así un momento que gira el buque hacia arriba o hacia abajo. Un sistema parecido se usa a veces para mantener la estabilidad.

El efecto hidrostático de los tanques de lastre variable no es la única forma de controlar el submarino bajo el agua. La maniobra hidrodinámica se logra mediante varias superficies, que pueden ser giradas para crear las correspondientes fuerzas hidrodinámicas cuando el submarino se desplaza a la suficiente velocidad. Los planos de popa, situados cerca del propulsor y orientados por lo general horizontalmente, sirven para el control de la inclinación longitudinal del submarino, y son de uso común, a diferencia de otras superficies de control de las que pueden carecer algunos submarinos. Los planos de inclinación en la torreta y los de popa en el cuerpo principal, ambos también horizontales, se sitúan más cerca del centro de gravedad y son utilizados para controlar la profundidad con menos efecto sobre la inclinación.

Cuando un submarino realiza una emersión de emergencia, se usan simultáneamente todos los métodos de control de la profundidad y la escora para propulsar al buque hacia arriba. Dicha emersión es muy rápida, por lo que el submarino puede incluso saltar parcialmente fuera del agua.

Los submarinos modernos tienen un sistema de guía inercial para navegar bajo el agua, pero el error de deriva se acumula inevitablemente con el tiempo. Para contrarrestarlo, se usa periódicamente el GPS para obtener una posición exacta. El periscopio (un tubo retráctil con prismas que permite ver sobre la superficie sin emerger) sólo se usa ocasionalmente, debido a que su rango de visibilidad es corto. Los submarinos modernos tienen «mástiles optrónicos» en lugar de periscopios de tubo ópticos que penetran en el casco. Estos mástiles tienen que seguir subiéndose a la superficie, pero emplean sensores electrónicos para la luz visible y la infrarroja, telémetro láser y dispositivos de vigilancia electromagnética.

Cascos[editar]

El HMS Astute en su presentación. Puede verse el casco con la forma típica ahusada.

Los submarinos modernos suelen tener forma ahusada. Este diseño, usado ya en los submarinos más primitivos, fue diseñado en forma de cuerpo de ballena 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.

Una torreta, llamada vela, que sobresale en la parte alta del submarino alberga los periscopios y los mástiles electrónicos, que pueden incluir radio, radar, armas electrónicas y otros sistemas. 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.

Doble casco[editar]

Todos los submarinos y sumergibles modernos pequeños, así como los más antiguos, tienen un único casco. Los submarinos grandes suelen tener un casco adicional externo, o partes de éste. Este casco externo, que en realidad constituye la forma del submarino, se denomina casco exterior o casco ligero, pues no tiene que soportar ninguna diferencia de presión. Dentro del casco exterior hay un casco más fuerte o casco de presión, que soporta la diferencia entre la presión del mar y la atmosférica normal del interior.

A pesar de que la primera vez en aplicarse fue en el Ictíneo I, de Monturiol, fue ignorado durante mucho tiempo. Luego, en la época de la Primera Guerra Mundial, se advirtió que la forma óptima para soportar la presión entraba en conflicto con la forma óptima para navegar y minimizar la resistencia del agua, complicando las dificultades de fabricación aún más el problema. Éste fue resuelto bien adoptando una forma de compromiso, bien usando dos cascos con formas diferentes: uno interno para soportar la presión y otro externo con la forma óptima para navegar. Hasta finales de la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los submarinos tenían una cubierta parcial adicional en su parte superior, la proa y la popa, hecha de metal delgado, que se inundaba durante la inmersión. Alemania fue más lejos con el tipo XXI, el predecesor de los submarinos modernos, encerrando completamente el casco de presión dentro del ligero, optimizando, sin embargo, éste para la navegación submarina como no lo había hecho diseño anterior alguno.

Tras la Segunda Guerra Mundial, las estrategias se dividieron. La Unión Soviética cambió sus diseños, basándolos en los últimos desarrollos alemanes. Todos los submarinos pesados soviéticos y rusos posteriores a la Segunda Guerra Mundial se construyeron con una estructura de doble casco. Los submarinos estadounidenses y de la mayoría de los demás países occidentales conservaron su estructura de casco simple. Seguían teniendo secciones de casco ligero en la proa y la popa, que albergaban tanques de lastre principales y proporcionaban una forma hidrodinámicamente óptima, pero la sección principal del casco cilíndrico tenía una sola capa de chapa.

Aunque ya no son necesarios por la diferencia de formas, el diseño de doble casco sigue teniendo cierto número de ventajas. Los refuerzos anulares y

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