Cómo funciona un submarino

El submarino es una aplicación directa y avanzada de la hidrostática. Para flotar, el submarino debe pesar menos que el agua que desplaza. Para sumergirse, debe pesar más. Esto se consigue mediante los tanques de lastre, que son grandes cavidades situadas entre el casco interno (donde vive la tripulación) y el casco externo. Cuando el submarino quiere bajar, deja que el agua entre en estos tanques por unas válvulas inferiores, expulsando el aire por arriba. Cuando quiere subir, inyecta aire comprimido a gran presión para "soplar" el agua hacia afuera. Además, los submarinos utilizan planos de inmersión (pequeñas alas laterales) para controlar su profundidad y ángulo mientras se mueven, de forma similar a como un avión usa sus alerones.

1. Flotabilidad positiva (Superficie) En superficie, los tanques de lastre están llenos de aire. El submarino pesa menos que el volumen de agua que desplaza, por lo que flota como cualquier otra embarcación. 2. Flotabilidad negativa (Inmersión) Para sumergirse, se abren las válvulas (ventilas) superiores del lastre. El aire escapa y el agua del mar entra por debajo. El submarino se vuelve más pesado y se hunde. 3. Flotabilidad neutra (Crucero) El capitán ajusta la cantidad exacta de agua en los tanques auxiliares (trimado) para que el submarino pese exactamente lo mismo que el agua que desplaza. Así puede mantenerse a una profundidad constante sin esfuerzo del motor. 4. El soplado de tanques (Emerger) Para subir a la superficie rápidamente, se libera aire comprimido almacenado en botellas de alta presión hacia el interior de los tanques de lastre. El aire empuja el agua hacia el mar y el submarino recupera su flotabilidad. 5. Navegación tridimensional Mientras el submarino avanza, usa los hidroplanos. Si los inclina hacia arriba, el flujo de agua empuja al submarino hacia la superficie; si los inclina hacia abajo, se sumerge con mayor rapidez. 6. Generación de oxígeno y agua dulce Como los submarinos pueden pasar meses sumergidos (especialmente los nucleares), fabrican su propio aire mediante electrólisis del agua marina para separar el oxígeno, y usan desalinizadoras para el agua potable.

Los submarinos sirven para:

Ventajas:

Desventajas:

Ejemplo 1: Una inmersión rápida Suena la alarma de inmersión. Las válvulas se abren con un estruendo y el aire sale a chorros por la parte superior. En pocos segundos, lo que era un barco se convierte en una sombra que desaparece bajo las olas. 2. Navegación con sonar Como bajo el agua no se ve nada, el submarino emite un pulso de sonido ("ping"). El eco rebota en una roca o en otro barco y vuelve. El ordenador calcula el tiempo y determina a qué distancia y en qué dirección está el objeto. 3. El uso del periscopio El submarino se acerca a la superficie (profundidad de periscopio). Saca un tubo con espejos y lentes para ver qué hay fuera sin que el casco asome del agua. Los modernos usan cámaras digitales de alta resolución. 4. Un submarino de investigación abisal Estos no usan aire comprimido para subir porque a 4.000 metros la presión es demasiado alta. Usan motores eléctricos potentes y sueltan pesas de hierro (lastre sólido) para volver a la superficie de forma segura.