SUBMARINO

Un submarino es un tipo especial de buque capaz de navegar bajo el agua además de la superficie, gracias a un sistema de flotabilidad variable. Usados extensamente por primera vez en la Primera Guerra Mundial, en la actualidad forman parte de todas las armadas importantes.

El término «submarino» comprende una amplia gama de tipos de buque, yendo desde los pequeños para dos plazas, que sirven para examinar el fondo del mar y sumergirse pocas horas, hasta los nucleares, que pueden permanecer sumergidos durante año y medio y portar misiles nucleares capaces de destruir varias ciudades. Hay también submarinos especializados, como los de rescate submarino.

Los submarinos civiles suelen ser mucho más pequeños que los militares, porque se debe aprovechar el espacio. Los turísticos suelen operar en áreas de recreo tropicales o en otras zonas con aguas claras y buena visibilidad. La mayoría de ellos tiene una capacidad de entre 25 y 50 pasajeros, llegando a efectuar diez o más inmersiones diarias. Su diseño deriva del de los submarinos para investigación, contando con grandes portillas para que los pasajeros disfruten de las vistas y situando sistemas mecánicos importantes fuera del casco para ahorrar espacio interior, a pesar de lo cual éste suele ser escaso. La mayoría de ellos funciona con baterías eléctricas y son muy lentos.

Comúnmente, por «submarino» se entiende un buque que funciona en la superficie y bajo el agua por sí mismo. Los buques subacuáticos con movilidad limitada, destinados a permanecer en el mismo lugar durante la mayor parte de su tiempo de uso, como los usados para rescate, investigación o salvamento, suelen denominarse sumergibles. Los sumergibles suelen ser llevados a su zona de operación por barcos comunes o grandes submarinos y tienen una autonomía muy pequeña. Muchos sumergibles funcionan conectados por un «Cordón umbilical» a un buque nodriza submarino, buque de superficie o plataforma que les suministra aire y electricidad.

Las batisferas son sumergibles que carecen de sistema de propulsión y se usan para inmersiones muy profundas. Un predecesor de la batisfera, la campana submarina, consistía en una cámara con el fondo abierto que se hacía bajar en el agua. Los batiscafos son sumergibles autopropulsados para inmersiones muy profundas que dependen de un barco nodriza en la superficie como el sumergible "Alvin" usado para la investigación del famoso hundimiento del Titanic.

Un desarrollo bastante reciente son los pequeños sumergibles operados por control remoto, usados para trabajos en aguas demasiados profundas o peligrosas para los buceadores, por ejemplo, en reparaciones de cualquier tipo, resultando mejor que los demás submarinos.

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.

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 hidrostáticamente sin ayuda mecánica, un buque debe ganar flotación neutral peso igual a empuje, bien incrementando su propio peso o disminuyendo el desplazamiento de agua. Para controlar su peso, los submarinos están equipados con tanques de lastre, que pueden llenarse con agua tomada del exterior o aire a presión.

Para sumergirse o emerger, los submarinos usan los tanques de proa y popa, llamados tanques 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 tanques principales suelen permanecer inundados, lo que simplifica su diseño, por lo que en muchos submarinos estos tanques 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 tanques de control de profundidad más pequeños, capaces de soportar presiones más altas. La cantidad de agua en estos tanques puede controlarse tanto para responder a cambios en las condiciones exteriores como para cambiar la profundidad de inmersión. Dichos tanques pueden situarse cerca del centro de gravedad del submarino, o distribuirse por el buque para evitar afectar 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 1000m 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.

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.

Los submarinos militares suelen dividirse en submarinos de ataque, diseñados para actuar contra barcos enemigos, otros submarinos incluidos, y submarinos estratégicos equipados con misiles balísticos, diseñados para lanzar ataques contra objetivos terrestres desde una posición oculta. La división en estos tipos alude a su papel más que a su construcción, siendo ambos parecidos sobre todo si los primeros se destinan a atacar flotas lejanas en tamaño, armamento y otras características.

Los submarinos de ataque pueden ser divididos en dos tipos generales: nucleares o diésel-eléctricos. Los primeros son más rápidos y grandes, y tienen más potencia de fuego y mayor autonomía que los segundos. Dependiendo de la misión típica a la que se destinen, los submarinos diésel-eléctricos son a veces más adecuados para misiones en aguas poco profundas o costeras. Para acortar la distancia entre estos dos diseños muy diferentes, varias armadas han empezado el desarrollo de buques de propulsión anaeróbica, que pueden usarse como los diésel-eléctricos pero con un tiempo de inmersión mayor.

También han sido desarrollados diversos submarinos militares especializados. En la Segunda Guerra Mundial, los japoneses usaron submarinos como sus clase I-400 a modo de plataforma para lanzar aviones de ataque marítimo. Los alemanes construyeron sus submarinos tipo XIV para servir como buques de aprovisionamiento para otros submarinos. Los submarinos enanos se han usado para sabotaje y espionaje, especialmente por las armadas japonesa y británica por ejemplo, cinco de ellos fueron usados por Japón en el ataque a Pearl Harbor. Durante los primeros años de la Guerra Fría, se desarrollaron submarinos de vigilancia de radar como el USS Triton a distancias mucho más largas que los demás buques.

Un lejano ancestro del submarino es probablemente la barca cosaca del siglo XVII llamada chaika ‘gaviota’, que fue usada bajo el agua para misiones de reconocimiento e infiltración. Chaika podía ser cerrada y sumergida fácilmente de forma que la tripulación podía respirar bajo ella como en una campana submarina moderna e impulsarla caminando por el fondo del río. También se usaban lastres especiales y tubos para tomar aire del exterior.

El primer sumergible de cuya ejecución se tiene información fidedigna fue construido en 1620 por Cornelius Jacobszoon Drebbel, un holandés al servicio de Jaime I de Inglaterra. Estaba propulsado por medio de remos, si bien su naturaleza exacta es objeto de cierta controversia: algunos afirman que era simplemente una campana remolcada por una barca. Dos tipos mejorados fueron probados en el Támesis entre 1620 y 1624.

Aunque los primeros vehículos sumergibles eran meras herramientas para exploraciones subacuáticas, a los inventores no le costó mucho advertir su potencial militar. Las ventajas estratégicas de los submarinos fueron expuestas por el obispo John Wilkins de Chester ya en 1648.