¿Qué hace que un submarino implosione? » Ciencia ABC

Los submarinos son maravillas de la ingeniería que operan en las profundidades del océano, soportando una presión inmensa y permitiendo la exploración humana debajo de las olas.

Los humanos buscaron explorar y navegar bajo el mar desde aproximadamente el año 300 a. C. Se emplearon varios métodos para viajar bajo el agua con fines de investigación a lo largo de la historia. Cuenta la leyenda que el primer intento de realizar un prototipo de submarino fue realizado por Alejandro Magno.

Dicho esto, aventurarse en el mar dentro de un barril de cristal no parecía un método eficaz para explorar el mundo submarino.

En 1578 d.C., William Bourne, un oficial naval británico, construyó un barco con estructura de madera cubierto con cuero impermeable que podía remar bajo el agua. El primer submarino oficialmente documentado, llamado "Tortuga", fue creado durante la Guerra de la Revolución Americana en 1776. Fue a finales del siglo XIX cuando los submarinos finalmente evolucionaron hasta convertirse en embarcaciones prácticas con el desarrollo de sistemas de propulsión y tecnologías más avanzadas.

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Los submarinos están diseñados de manera que mantengan la misma presión dentro de sus cascos que la presión atmosférica al nivel del mar.

Esto hace que uno se pregunte, ¿por qué es tan importante mantener esa presión coincidente? Si la presión interna es significativamente diferente de la presión externa, puede ejercer una cantidad antinatural de tensión en el casco, provocando fallas estructurales, fugas o incluso implosión.

Cuando un submarino está en la superficie, los tanques de lastre se llenan de aire, lo que hace que el buque sea menos denso que el agua y le permite flotar. Sin embargo, cuando el submarino necesita sumergirse, libera aire de los tanques de lastre y lo reemplaza con agua, aumentando la densidad del buque. La presión interna de un submarino está regulada por el equilibrio entre la presión del agua ejercida sobre el casco y la presión del aire en el interior.

Cuando un submarino se sumerge más profundamente, la presión del agua aumenta, comprimiendo la presión del aire dentro del casco. Así, para igualar la presión dentro de un submarino durante el ascenso o el descenso, los tanques de lastre se inundan o se bombean en consecuencia. Todos los submarinos también tienen sistemas internos llamados "esferas de presión" para evitar que la presión del aire interna sea demasiado grande.

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Es evidente que los “cascos de presión” son estructuras importantes dentro de un submarino, pero ¿cuáles son exactamente sus funciones?

El casco de presión es la principal estructura estanca que proporciona resistencia al esqueleto principal de un submarino. Está construido de tal manera que puede resistir la presión externa ejercida por las profundidades del océano para proteger a la tripulación y los sistemas internos.

Una de las tareas más importantes de las que los ingenieros deben tener cuidado al diseñar un submarino es asegurarse de que los cascos de presión sean resistentes a las fugas. Debe hacer frente a la presión hidrostática externa sin colapsar ni deformarse, manteniendo al mismo tiempo la integridad general del casco de presión.

Los submarinos suelen utilizar botes generadores de oxígeno para producir oxígeno a bordo. Un recipiente se llena con una mezcla de clorato de sodio y polvo de hierro que, cuando se enciende, sufre una reacción química y libera oxígeno gaseoso.

Dado que no hay acceso directo a la atmósfera, los submarinos necesitan almacenar suficiente oxígeno respirable durante largos períodos bajo el agua. En el interior de los submarinos está instalado un sistema que genera oxígeno a bordo y lo almacena para su uso posterior.

Bajo el agua, uno de los métodos para generar oxígeno es, por supuesto, ¡la electrólisis del agua! La electrólisis divide el agua en moléculas de hidrógeno y oxígeno y luego almacena oxígeno en tanques de alta presión. Definitivamente también se pueden llevar cilindros de oxígeno a bordo. Estos cilindros almacenan oxígeno a alta presión, lo que puede proporcionar oxígeno respirable a las personas dentro del submarino.

Sin embargo, debido a limitaciones técnicas y a la energía consumida durante el proceso, la electrólisis no es un método universalmente aceptado para generar oxígeno.

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Los submarinos están diseñados para soportar enormes presiones externas; A pesar de esto, el riesgo de implosión sigue siendo una de las principales preocupaciones al construir un submarino. La implosión ocurre cuando la presión exterior del submarino excede la resistencia estructural del casco de presión del submarino, provocando que colapse hacia adentro.

Cuando el submarino opera a grandes profundidades, el agua circundante puede ejercer una inmensa presión sobre el casco de presión; cuando esa presión cruza el umbral, se vuelve insoportable para el casco de presión mantenerla. Esto hace que el casco colapse hacia adentro. Varias razones pueden contribuir a esta falla catastrófica, incluida la debilidad en la integridad estructural, fallas de diseño o incluso límites de profundidad excesivos.

El colapso repentino del casco provoca la pérdida casi inmediata de vidas en un submarino, la pérdida del submarino y varios otros peligros ambientales. Los submarinos generalmente se someten a entrenamientos y pruebas rigurosos para garantizar que no ocurra un fenómeno tan trágico.

Mantener la misma presión que la atmósfera circundante es crucial para el funcionamiento seguro de los submarinos. La regulación de la presión interna es necesaria para que los submarinos sean lo suficientemente duraderos como para soportar una fuerte presión de agua externa y proteger a la tripulación y los sistemas internos. Los sistemas de almacenamiento diseñados para almacenar oxígeno respirable garantizan un suministro continuo para misiones submarinas prolongadas.

Los cascos de presión desempeñan un papel importante a la hora de proporcionar apoyo y resistencia, mantener la integridad estructural y resistir las presiones externas de las aguas profundas del océano. La implosión, aunque rara, es una preocupación inevitable que es necesario considerar antes de decidir explorar los secretos de las aguas profundas del océano. #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz p:not( .fca_qc_back_response ):no( #fca_qc_question_right_or_wrong ):no( .fca_qc_question_response_correct_answer ):no( .fca_qc_question_response_response ):no( .fca_qc_question_ respuesta_hint ):no( .fca_qc_question_response_item p ), #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz a:no ( .fca_qc_share_link ), #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div:not( .respuesta correcta ):not( .respuesta incorrecta ){ color: #151515; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca-qc-back.correct-answer, #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_question_response_item.correct-answer { color de fondo: #abdc8c; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca-qc-back.wrong-answer, #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_question_response_item.wrong-answer { color de fondo: #f57484; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_question_response_item p { color: #151515; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz{ borde: #151515 0px sólido; radio del borde: 2px; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz botón.fca_qc_next_question { color: #151515; borde: #151515 2px sólido; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz button.fca_qc_next_question:hover { color de fondo: #FFFFFF; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz botón.fca_qc_button { color de fondo: #58afa2; sombra de cuadro: 0 2px 0 0 #3c7d73; color: #FFFFFF; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz button.fca_qc_button:hover { color de fondo: #3c7d73; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_answer_div { color de fondo: #dbdbdb; borde: #dbdbdb 0px sólido; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_answer_div.fakehover, #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz div.fca_qc_answer_div:active { color de fondo: #8dc8bf; } #fca_qc_quiz_66690.fca_qc_quiz span.fca_qc_answer_span { color: #151515; }

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Shikha ha realizado su Máster con especialización en Astrofísica en el St. Xavier's College, Mumbai (India). Cuando no está inmersa en la búsqueda de respuestas a los misterios del Universo, puedes encontrarla viendo películas, perdiéndose en las páginas de novelas que invitan a la reflexión y molestando a su gata Kelsey. Se autodenomina una buscadora de conocimiento no sólo en Astrofísica sino también en todos los ámbitos de la sabiduría.