Submarino

Un submarino es un barco que puede sumergirse, navegar bajo el agua y volver a la superficie cuando su tripulación lo decide, metiendo agua en tanques para hacerse más pesado y expulsándola para aligerarse. Cornelis Drebbel probó en el Támesis, desde 1620 aproximadamente, el primero del que se cuenta que navegó bajo el agua: una barca de remos cubierta, estanca gracias a cuero engrasado.

Qué es

Un submarino es un buque capaz de sumergirse bajo la superficie, navegar bajo el agua y volver arriba cuando su tripulación lo decide. Un barco flota porque pesa menos que el agua que desplazaría si estuviera sumergido del todo. Para sumergirse, un submarino tiene que pesar tanto como esa agua, o algo más, y para subir tiene que volver a ser más ligero, sin cambiar de forma. Lo consigue dejando entrar agua en unos tanques y expulsándola después.

Necesita además un casco que siga siendo estanco y no se aplaste cuando el agua aprieta más con la profundidad, un modo de avanzar y gobernar bajo el agua, y aire para la tripulación. Los primeros submarinos iban a remo o movidos con manos y pies, llevaban solo el aire encerrado a bordo y permanecían abajo unas pocas horas como mucho. Los siguientes funcionaron con motores y baterías, y un submarino nuclear produce su propio aire y puede quedarse sumergido mucho más tiempo.

El Brandtaucher, construido en Kiel en 1850 por Wilhelm Bauer con los talleres de Schweffel & Howaldt, era un submarino antiguo movido por personas. Su casco de chapas remachadas, con forma de foca rolliza, tenía ventanillas, una escotilla arriba y una hélice y un timón a popa. Dentro, dos hombres caminaban en dos ruedas tan altas como una persona, que hacían girar la hélice, mientras un tercero gobernaba. Para sumergirse se dejaba entrar agua en el fondo del casco, y unas bombas de mano accionadas con palancas la vaciaban después. Un peso de hierro fundido que podía deslizarse de proa a popa mantenía el barco nivelado. Las fuentes discrepan sobre el metal: chapa de hierro según la mayoría, acero según el Deutsches Museum.

Cómo funciona

El peso del submarino y el del agua que desplaza deciden si sube o se hunde. En superficie, sus tanques de lastre están llenos de aire. En muchos buques modernos esos tanques se encuentran entre el casco resistente interior, donde vive la tripulación, y un casco exterior más delgado. Cada tanque tiene válvulas de ventilación arriba y aberturas abajo.

Para sumergirse se abren las válvulas en lo alto de los tanques de lastre: el aire escapa y el mar entra por debajo.

Para sumergirse, la tripulación abre las válvulas de ventilación. El aire escapa hacia arriba, el agua entra por las aberturas inferiores y el barco se hunde hasta pesar más o menos lo mismo que el agua que desplaza. Después se ajustan unos tanques de asiento más pequeños, a proa y a popa, bombeando agua de uno a otro o al mar, para que no suba ni baje y se mantenga horizontal. Los timones de profundidad, aletas cortas a proa o en la vela y a popa, inclinan el barco hacia arriba o hacia abajo cuando avanza, un poco como lo harían unas alas. Para emerger se cierran las válvulas y se sopla en los tanques aire comprimido, guardado en botellas resistentes. Este expulsa el agua por las aberturas inferiores y el barco sube.

El agua aprieta más cuanto más baja el barco: una atmósfera más cada 10 m de agua de mar, aproximadamente. El casco interior tiene que resistir esa presión en cada centímetro cuadrado, y su sección es redonda porque un cilindro o una esfera reparten la carga de manera uniforme. Su espesor y su material fijan la profundidad a la que puede llegar. El agua que se mueve libremente dentro del barco es un peligro en sí misma: corre hacia el extremo más bajo y agrava la inclinación. Eso ocurrió en la inmersión del Brandtaucher del 1 de febrero de 1851, cuando entró agua, corrió hacia popa y el peso de asiento se deslizó con ella.

Un motor que toma su aire de la atmósfera no puede funcionar en un casco cerrado bajo el agua. Los primeros barcos usaban la fuerza muscular. Desde 1900 aproximadamente, la mayoría llevaba en superficie un motor de gasolina, más tarde un diésel, que también cargaba las baterías, y bajo el agua un motor eléctrico. Desde la Segunda Guerra Mundial, el esnórquel, un tubo de admisión de aire y otro de escape que asoman sobre las olas, permitió hacer funcionar los diésel en inmersión a cota periscópica. Un reactor nuclear no necesita aire, y el aire de la tripulación se produce entonces a bordo.

Cómo hacerlo

Al soplar por el tubo, el agua sale por los agujeros de abajo y el modelo sube.

Una botella de plástico sirve de modelo funcional de un tanque de lastre. Tome una botella limpia con su tapón, unas monedas o arandelas planas, cinta impermeable, plastilina y un tubo flexible de plástico o una pajita larga. Pida a un adulto que haga una fila de agujeritos a lo largo de un lado de la botella con la punta de unas tijeras o un pequeño taladro de mano. Pegue las monedas a lo largo del mismo lado. Ese lado será la parte de abajo: el peso lo mantiene abajo, y los agujeros dejan entrar y salir el agua por el fondo.

Haga en el tapón un agujero justo del tamaño del tubo, páselo y selle alrededor con plastilina. Meta el tubo lo bastante para que su extremo interior toque la pared superior de la botella, donde se acumulará el aire. Enrosque el tapón.

Ponga la botella, con los agujeros hacia abajo, en una bañera, un barreño hondo o una cubeta transparente llena de agua, y deje que el agua entre por los agujeros mientras el aire sale por el tubo. La botella se llena y se hunde. Sople entonces suavemente por el tubo. El aire se reúne arriba, el agua sale por los agujeros de abajo y el modelo sube. Deje salir el aire por el tubo y se hundirá de nuevo. Añada o quite monedas hasta que la botella vacía flote y la inundada se hunda por poco. Mover una moneda hacia el tapón o hacia el fondo inclina el modelo, como lo haría un peso de asiento.

Seguridad: trabaje con agua que no sea más honda que la de un barreño o una bañera, y vigile siempre a los niños pequeños cerca del agua. Deje que un adulto corte el plástico. Sople por el tubo, pero no aspire nunca agua por él. Mantenga los aparatos eléctricos lejos del agua. No construya nunca nada para llevar a una persona bajo el agua, y no encierre nunca a nadie en un recipiente cerrado dentro del agua o cerca de ella.

Historia y evolución

En 1578 el inglés William Bourne describió en un libro de inventos un barco que se hundiría y subiría cambiando su propio volumen, con piezas que se metían y sacaban mediante tornillos y se hacían estancas con cuero. No dio ningún dibujo y nunca se construyó. El inventor neerlandés Cornelis Drebbel, al servicio de Jacobo I en Londres, hizo el primer barco del que se cuenta que pasó bajo el agua. Aproximadamente de 1620 a 1624 lo probó en el Támesis: una barca de remos cubierta, estanca gracias a cuero engrasado. Varios testigos la describieron, pero no queda ningún dibujo ni nota de Drebbel, y su construcción exacta se desconoce.

En 1776, durante la guerra de independencia de Estados Unidos, el sargento Ezra Lee llevó al puerto de Nueva York el Turtle unipersonal de David Bushnell. Su piloto movía dos hélices con la mano o con el pie, dejaba entrar agua en el fondo del casco por una válvula para sumergirse y la sacaba con una bomba para subir. Su intento contra el buque insignia británico HMS Eagle fracasó. El 1 de febrero de 1851, durante una inmersión de prueba en el puerto de Kiel, el Brandtaucher de Wilhelm Bauer se hundió de popa a entre 15 y 18 m de profundidad, según los relatos. Bauer y sus dos compañeros, el carpintero Friedrich Witt y el herrero Wilhelm Thomsen, esperaron horas mientras entraba el agua, hasta que la presión de dentro igualó la de fuera y pudieron abrir la escotilla y subir a nado. El casco se sacó a flote en 1887 y se conserva en el Museo de Historia Militar de la Bundeswehr, en Dresde.

El Holland de 1900 navegaba con motor de gasolina en superficie y con motor eléctrico sumergido.

El 17 de febrero de 1864 el confederado H. L. Hunley fue el primer submarino que hundió un buque de guerra enemigo, el USS Housatonic, y se perdió poco después con su tripulación. El Holland VI de John Holland, botado en 1897, navegaba en superficie con un motor de gasolina, que además cargaba sus baterías, y bajo el agua con un motor eléctrico. La Marina de Estados Unidos lo compró el 11 de abril de 1900 y lo dio de alta en octubre como USS Holland. Más tarde los motores diésel sustituyeron a los de gasolina en los submarinos estadounidenses. El 17 de enero de 1955 el USS Nautilus, primer submarino impulsado por un reactor nuclear, comunicó que navegaba con propulsión nuclear.