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Para entender cómo funciona un submarino es imprescindible tener claro el principio de arquímedes. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado. Por lo tanto, un submarino en el dique seco, tiene un peso determinado. |
Pero ahora bien (Y aquí viene lo que tanto nos gusta). Si alguien grita: "Alaaaarrrrmmmmm". Unos compartimientos llamados genéricamente tanques de lastre, se llenan de agua. (luego iremos al detalle del funcionamiento) El agua inunda entonces espacios hasta entonces ocupados por aire.
Como disminuye la cantidad de fluido desalojado, disminuye el empuje vertical y hacia arriba. Pero como el submarino sigue pesando virtualmente lo mismo que pesaba antes (menos el aire que había en los tanques de lastre)... se hunde!
Sin embargo, como no queremos eso, lo que haremos será volver a darle flotabilidad al submarino por lo que inyectaremos en los tanques de lastre aire a alta presión de nuestros tanques de aire comprimido. (un tipo IX llevaba repartidos en 6 grupos 22 botellones de aire comprimido parecidas a las botellones de oxigeno de los soldadores capaces de retener aire a alta presión hasta el punto de licuación. Cada botellón tenía una capacidad de aprox. 460 litros. No confundir con los 12 botellones de oxigeno respirable - cada uno de 150 litros licuados a alta presión- para respiración de la tripulación. Además había otro botellón de 200 litros para el arranque de los diesel.)
Cuando hayamos conseguido desalojar suficiente agua, el peso del submarino será equilibrado con el empuje y el submarino quedará nivelado.
A esto se le llama flotabilidad neutra.
Cabe decir que la flotabilidad neutra era terriblemente difícil de conseguir, por lo que normalmente el submarino quedaba con algo de flotabilidad negativa o positiva. Esto se contrarrestaba con el movimiento del submarino y el efecto que el agua al pasar por el casco tenía en los planos de profundidad.
Minúsculas correcciones en dichos planos eran suficientes para mantener una auténtica flotabilidad neutra. La responsabilidad del movimiento vertical del submarino era del ingeniero jefe. Los ingenieros jefes habilidosos eran capaces de conseguir flotabilidades neutras casi perfectas con muy poco o ningún uso de los planos.
Los capitanes de U-boot eran altamente reacios a permitir traslados de los ingenieros jefes que eran "finos" en su manejo de la flotabilidad.
Si ahora quisieramos volver a ascender o descender hay dos maneras de hacerlo. Una con los hidroplanos, la otra (que es la que nos ocupa) volviendo a cambiar el desplazamiento de agua cambiando el volumen de agua en los tanques de lastre y por lo tanto cambiando la relación peso/empuje.
Un submarino llevaba una enorme cantidad de tanques. Algunos dentro del casco de presión y otros fuera. De popa a proa y capacidades (en metros cúbicos)
Estos datos corresponden al U490, un tipo IX modificado para poner minas. |
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Los U-boot estaban diseñados para que con los tanques de lastre principales llenos de agua, el submarino se mantuviera en inmersión, pero con una ligera flotabilidad positiva (por lo que eventualmente, si no interviene nada más para mantenerlo sumergido, acabaría llegando a la superficie). Estos tanques, estaban completamente abiertos al mar por debajo y tenían una serie de valvulas en la parte superior.
Además de los tanques de lastre principales, que normalmente están o llenos o vacíos, hay varios tanques de lastre que hacen las funciones de ajuste (compensación) y que están dentro del casco de presión: Tanques de flotabilidad de proa y popa, tanques de compensación, Tanque de inmersión rápida (también conocido como tanque negativo) y los tanques de emergencia, que eran tanques de uso polivalente combustible/agua.
Para sumergirse deprisa, el tanque de inmersión rápida es muy importante: Inundando este tanque (con los tanques principales de lastre inundados) el submarino adquiere flotabilidad negativa. Una vez bajo el agua, se debe volver a bombear aire dentro de este tanque para restaurar una flotabilidad neutra. De ahí su pequeño tamaño. Es importante para romper efectivamente el equilibrio de flotabilidad neutra y es pequeño para que no se tenga que gastar demasiado aire para volver a llenarlo.
El tanque de compensación sirve entre otras cosas, para contrarrestar la salida de torpedos (se hace entrar agua) o para la eventual inundación de alguna parte del submarino (se sopla aire para contrarrestar el peso y mantener una flotabilidad neutra). Se medía la cantidad de agua que entraba y salía con unas válvulas que tenían un dispositivo similar (aunque de más gran tamaño) al que utilizan las gasolineras para "contar" la cantidad de combustible que sale por la manguera.
Aparte de los tanques de lastre principales, que estaban abiertos al mar por su parte inferior, los demás tanques estaban cerrados. En los tanques de combustible en uso en un momento determinado, normalmente se dejaban las valvulas de comunicación abiertas para que el agua de mar rellenara el espacio dejado por el combustible usado. Como el combustible flota sobre el agua, había poco riesgo de mezclarse, pero aún así, el combustible debía ser filtrado de agua de mar antes de ser utilizado. De esta manera se mantenían siempre llenos y se podía mantener una flotabilidad determinada.
Además habían dos tanques "sanitarios" para hacer las funciones de fosa séptica y que se abrian al mar sólamente cuando el submarino estaba en superficie.
El tiempo de inmersión de un U-boat oscilaba entre los 30 segundos y los 45 segundos, dependiendo de factores como el tamaño del submarino, tripulación en las ametralladoras en el momento de dar la alarma, etc...
Para que el submarino emergiera de forma que a nadie le creciera la barba en el proceso, el paso PREVIO IMPRESCINDIBLE era vaciar los tanques de lastre. Los tanques los soplas Una vez cuando estás abajo, no sigues soplando durante todo el recorrido. En realidad, una vez que los has soplado, según asciendes, la presión del mar va disminuyendo, y ese aire se va dilatando y escapando hacia el exterior, por eso es normal la imagen del submarino que emerge en el centro de un inmenso circulo de burbujas.
Según el manual, los últimos metros de la emersión se deberían realizar con el motor diesel en marcha, expulsando sus gases a los tanques. Esta ingeniosa idea, sin duda puesta en los manuales por un ingeniero que no habría navegado mucho en submarino, no tenía en cuenta un factor importantísimo:
Los diesel consumen aire. Mucho. Por lo tanto, la succión que se creaba en el interior del submarino por el consumo de aire de los diesel era un suplicio para los timpanos de la tripulación. Si alguien ha leido Das Boot, recordará que Lothar Gunther Buchheim relata que en navegación en superficie, cada vez que una ola tapaba la entrada de aire de los diesel, éstos obtenían el aire del interior del submarino a costa de brutales y dolorosísimas distensiones en los tímpanos de los esforzados submarinistas. Y esas obstrucciones sólo duraban unos segundos... Te imaginas el tiempo para ascender los 12 metros que menciona el manual? Lo que debía soportar la tripulación? El dolor? la succión? La enorme mayoría de comandantes de submarinos evitaban en lo posible hacerle la vida dificil a una tripulación que ya pasaba suficientes penurias...
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Por otro lado, dudo que la compresión del escape de los diesel fuera capaz de vencer la resistencia de la presión del agua en inmersión a varios metros sin que se colapsara el motor. (has probado lo que le pasa a un 4x4 -O a cualquier coche en general- que pasa por algún rio donde el agua cubre el tubo de escape?? la presión del agua supera a la compresión de los gases del motor, y al no poder expulsar gases, éste se acaba calando. Por ello, muchos 4x4, tienen una "chimenea" que asciende hasta la parte de arriba del techo para la expulsión de gases.)
Obviamente un U-boot tenía más caballos de potencia que cualquier 4x4... pero seguro que la compresión del escape también tenía un límite! y además, este límite no podía ser demasiado.
La presión del agua aumenta con mucha celeridad en pocos metros.