Motores De Propulsion

Propulsión

SUBMARINOS

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 energía 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 esa 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 intensa y que a la vez no absorban muchos neutrones, que frenarían la reacción. Debido a su enorme peso, requieren submarinos de gran tonelaje (caso aparte 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.

SSK SUBMARINOS DIESEL

Desde su introducción como medio de propulsión en submarinos, el motor diesel demostró su eficacia y se convirtió en el método más utilizado para impulsar estas naves. Aunque se les denomina comúnmente como submarinos diesel, en realidad seria más correcto decir diesel-eléctrico, debido a que utilizan los dos tipos de energía.

Los primeros diseños se desplazaban por la superficie utilizando los diesel y cuando querían sumergirse detenían sus motores y conectaban los motores eléctricos para avanzar sumergidos. El tiempo que podían permanecer sumergidos dependía de la carga de sus baterías, cuando estas se agotaban se veían obligados a salir a la superficie para recargarlas. Esta limitación y la poca velocidad que estos primeros submarinos alcanzaban en inmersión suponían una desventaja operativa muy importante.

En la primera Guerra Mundial las pocas desarrolladas armas antisubmarinas contribuían al éxito de los submarinos pese a sus limitaciones. Para un submarino resultaba imposible perseguir sumergido a un barco enemigo, por tanto, sus tácticas de ataque consistían en colocarse en una posición ventajosa y aguardar a que el barco se colocase a tiro o bien realizar el ataque desde la superficie. Por tanto, el ataque contra un rápido barco de guerra era poco menos que imposible

En la segunda Guerra Mundial las características operativas de los submarinos no habían cambiado mucho, sus velocidades en inmersión eran similares aunque disponían de más autonomía sumergidos.

Desafortunadamente las armas antisubmarinas avanzaron enormemente. En primer lugar el ASDIC (sonar) podía localizar al submarino bajo el agua a cierta distancia lo que mantenía a los submarinos alejados de los destructores de escolta con estos dispositivos.

Atacar sumergido suponía arriesgarse a la detección, así que durante parte de la guerra se opto por el ataque nocturno desde la superficie, sin embargo, con la llegada del radar se imposibilito esta táctica. El cada vez más limitado submarino paso de ser el cazador a la presa. Las pérdidas de submarinos aumentaban y sus éxitos disminuían, se hacía preciso aumentar las capacidades de la nave si se querían obtener resultados.

Los alemanes diseñaron entonces un submarino totalmente nuevo el tipo XXI que utilizaba una gran cantidad de baterías que le permitían alcanzar una velocidad sumergido de 17 nudos, además le permitía periodos de inmersión muchísimo mas prolongados. Estas características unidas a la utilización del snorkel contribuirían a cambiar las patrullas de los submarinos que ahora pasaban la mayor parte del tiempo en inmersión. El snorkel es básicamente un tubo que permite tomar aire de la superficie para así poder conectar los motores diesel bajo el agua y recargar las baterías sin salir a la

Vulnerabilidad de la superficie. Este modelo XXI llego tarde para los alemanes y solo una unidad entró en servicio en la última semana de la guerra, no llegando a realizar ningún ataque.

Tras la aplicación de modernos equipos electrónicos de detección, a los submarinos y a los buques de superficie, las detecciones se realizaban a mayores distancias, los cálculos de tiro se basaban en las señales acústicas y no solo en las visuales.

Esto hizo cambiar la guerra submarina que paso a ser un mundo de sonidos donde el sigilo es una ventaja.

La aplicación de la energía nuclear con sus enormes ventajas en cuanto a velocidad y periodo de inmersión hizo pensar que los submarinos convencionales estaban obsoletos, sin embargo, el elevado coste de esta energía impedía que todas las marinas pudiesen utilizarla

Las mejoras en los submarinos diesel-eléctrico SSK continuaron, explotando al máximo sus únicas ventajas frente a los nucleares SSN, el sigilo y su capacidad de maniobra en aguas poco profundas.

Aunque los Estados Unidos construyeron sus últimos submarinos diesel en los años cincuenta, convencidos de la superioridad nuclear, hoy día se construyen más submarinos convencionales que nunca. La principal razón es el elevado coste no solo de construcción sino también de mantenimiento. Además en la actualidad las diferencias entre ambos se reducen. Están equipados con las mismas armas y tienen unos costes mucho más bajos.

Otras marinas con submarinos nucleares como los soviéticos nunca dejaron de producir modelos convencionales superando las 300 unidades. El más exitoso diseño ruso es la clase Kilo dotado de equipos de combate del más alto nivel.

El desarrollo de submarinos esta fuera del alcance de muchas marinas, que se ven obligadas a la importación. El mercado de submarinos convencionales crece rápidamente. Los países productores exportan sus diseños a naciones de todo el mundo. Entre los países exportadores tenemos a Rusia, Francia y Alemania como más destacadas.

En la actualidad se considera al modelo japonés Harushio como el submarino convencional más avanzado. Entre sus características destaca su capacidad de lanzar mísiles anti-buque SubHarpoon.

Aun con todas las mejoras aplicadas a estos submarinos, su gran debilidad es el momento en el que deben subir a profundidad de snorkel y encender sus poco sigilosos motores diesel para recargar sus baterías. En ese momento el tubo del Snorkel puede ser detectado por un radar y sus motores ser oídos por un sonar.

En los últimos años se están desarrollando tecnologías en cuanto a la propulsión que no necesitan del oxigeno, estas llamadas anaeróbicas o AIP parecen ser el futuro

El sistema MESMA aplicado a los submarinos Agosta vendidos a Pakistán consiste esencialmente en una turbina que recibe vapor a alta presión mediante la combustión de una mezcla de etanol y oxigeno liquido. Este mismo sistema será equipado en los submarinos Scorpene que España y Francia diseñan conjuntamente y que serán vendidos a Chile.

BUQUES

La primera aplicación en propulsión marina tuvo lugar en Francia, en la barcaza "Petit Pierre" allá por el año 1903 con una potencia total de 30 Cvs. Poco después llegó la locomotora diesel construida por Maschinenfabrik Esslingen la cual demostró su alta eficiencia. Los motores ya llegaban a 1.000 CVs, impulsando el convoy a 50 Km/hora.

Cualquier motor diesel comprime el aire inyectado en el interior del cilindro antes de la inyección del combustible que penetra en el cilindro pulverizado a muchísima presión (más de 1.000 atmósferas). Como el aire está muy caliente, la mezcla gaseosa se inflama inmediatamente lo cual genera una gran cantidad de calor y de gases expandidos por la alta temperatura. Este aumento de la presión es la que empuja el pistón que transmite la fuerza mecánica al cigüeñal a través de la biela.

La mayoría de los barcos tienen hoy cierto tipo de motores del barco. Los arcos de motor minúsculos y los trazadores de líneas de lujo enormes son puestos en el

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