Educación y ciencia

Cómo funciona un submarino diesel eléctrico

Escrito por chris stevenson | Traducido por enrique pereira vivas
Cómo funciona un submarino diesel eléctrico

Muchas clases de submarinos diesel-eléctricos fueron utilizados tanto en la primera como en la segunda guerra mundial.

Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Los submarinos han sido objeto de diseños experimentales y de investigación desde la primera aplicación del hombre con motores sumergibles antes de la década de 1900. La primera práctica submarina diesel-eléctrica fue iniciada por el científico alemán Rudolf Diesel en 1909. El diseño de Rudolf implementó el uso de un motor de combustión interna de diesel que se ejecutó en la superficie para cargar grandes bancos de baterías y darle energía a los motores eléctricos que impulsaron a los submarinos. El submarino diesel-eléctrico, aunque eventualmente fue eliminado por la variante de propulsión nuclear, contenía una serie de sistemas que hacían que fuera una opción popular para los usos comerciales, pero sobre todo por los militares durante la Segunda Guerra Mundial.

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Cascos

Los submarinos tienen cascos gruesos de presión interior, largos y cilíndricos y construidos de acero. El casco interior grueso protege a los ocupantes, la maquinaria y los sistemas de la presión de agua del mar alto cuando el buque se sumerge a grandes profundidades. Un casco exterior rodea el casco interno y tiene un diseño más aerodinámico que le permite pasar a través del agua con la menor cantidad de fricción. El casco exterior, aunque es mucho más ligero que el interior, también sirve como un dispositivo de seguridad en caso de impacto trasero o penetración. Los cascos de los submarinos son siempre herméticos. Diferentes compartimentos dentro del casco están separados por escotillas herméticas o puertas.

Los tanques de balasto

Los submarinos pueden cambiar de una flotabilidad positiva, lo que les permite flotar hacia arriba, a una flotabilidad negativa, lo que les permite hundirse, a la flotabilidad neutral, que los mantiene estables en la columna de agua. Cuando el agua es bombeada a los tanques de balasto a lo largo de los lados del casco, el submarino se hunde. Para subir, unos grandes motores de compresor fuerzan el aire en los tanques de balasto, disipando el agua y dándole al barco una flotabilidad positiva. La flotabilidad neutra se alcanza cuando el aire y el agua en el interior de los tanques de balasto alcanzan la misma densidad con el agua de mar afuera.

Motores diesel

Varios motores diesel proporcionan el voltaje necesario para cargar las baterías de los grandes motores eléctricos que se utilizan para la propulsión bajo el agua. Los motores le dan potencia a los grandes generadores eléctricos, los cuales a su vez cargan las baterías. Los motores diesel, que utilizan una mezcla de aire-combustible para funcionar, necesitan aire exterior introducido en las cámaras de combustión. Los tubos de respiración se utilizan en la profundidad del periscopio o esnórquel para tomar aire fresco cuando el submarino se mueve justo debajo de la superficie. Los motores diesel no se ejecutarán bajo el agua sin una fuente de aire fresco para la combustión. El combustible diesel tiene un punto de inflamación inferior y es mucho más económico para correr en los submarinos que los motores de gasolina.

Aviones y timones

Los submarinos utilizan aviones de buceo, aletas grandes y horizontales, para controlar el movimiento arriba y abajo en el agua. Saca tu mano por la ventanilla de un vehículo en movimiento, e inclínala hacia arriba o hacia abajo. Al igual que tu mano, el submarino se levantará o se hundirá como el ángulo hacia arriba o hacia abajo de los aviones de buceo cambien. Un ángulo mayor produce un descenso más rápido. Los aviones de buceo funcionan cuando el submarino avanza bajo el agua y pierden efectividad cuando se reduce la velocidad o se detiene. Los timones en la parte posterior del submarino proporcionan un movimiento lateral, que se utiliza para girar hacia la izquierda o hacia la derecha. Los timones funcionan al igual que en cualquier barco, proporcionando ángulos de giro superficiales o profundos.

Propulsión eléctrica

Los submarinos utilizan potentes motores eléctricos para girar los ejes de hélices múltiples, o "tornillos". Los motores eléctricos sólo pueden funcionar cuando las baterías tienen suficiente carga, que es proporcionada por los generadores que se ejecutan por los motores diesel. La propulsión eléctrica total control proporciona un tiempo de funcionamiento suave, silencioso y económico mientras la nave está sumergida. Los motores eléctricos no emiten humos nocivos o emisiones, y pueden funcionar a diferentes velocidades. Las hélices están unidas a los ejes de transmisión principales a través de una serie de engranajes, y éstos proporcionan el empuje a través del agua, tal como una hélice de un barco.

Maniobras de combinación

Los submarinos pueden hacer muchas combinaciones de maniobras mediante el uso de sus superficies de control y el motor, ya que ocupan un entorno tridimensional. Pueden hacer un viraje ascendente a ambos lados por el soplado del balasto, utilizando la función de los aviones inmersión y la aplicación de la acción del timón. Ellos pueden tomar el balasto y usar los aviones de buceo y el timón para hacer un giro descendente. Los submarinos pueden sentarse en el fondo marino, con un balasto negativo, con los motores y los controles en un punto detenido. Una ascendencia de emergencia se realiza soplando todo el balasto con los aviones de buceo completamente hacia "arriba" y con las rpm máximas del motor.

Tripulación

Los submarinos no pueden funcionar sin un equipo para monitorear y ejecutar los muchos sistemas a bordo. Los submarinos diesel-eléctricos son autosuficientes, ya que llevan la comida, el agua, las disposiciones de higiene y otros suministros. Los depuradores y sistemas de ventilación eliminan el dióxido de carbono, y los sistemas de control ambiental proporcionan comodidad. Los submarinos tienen un rango que depende de la cantidad de combustible que necesitan para llegar de un punto a otro, y el importe de las provisiones necesarias para mantener a una tripulación completa. Las reparaciones de menor importancia, y algunas difíciles, se llevan a cabo por los mecánicos de a bordo. Las tripulaciones de los submarinos perforan constantemente para cualquier emergencia en el mar.

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