Resumen

Desde el siglo XVl se tiene conocimiento de los primeras sumersiones por artefactos que dieron paso a lo que hoy en día seguimos asombrados ya sea para diversión o incluso para destrucción, el submarino se ha convertido hoy día en pieza imprescindible de la ingeniería, ciencia y tecnología, no obstante, el uso bélico por el cual ha destacado por ser una de las armas más letales, el servicio y uso de estos navegantes es fundamental para el desarrollo, crecimiento y conocimiento por la vida misma. Nos adentraremos a la comprensión del funcionamiento de estas “joyas de la ingeniería”.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

A pesar de que los submarinos  pueden sumergirse y emerger de los mares y que son considerados un  transporte relativamente seguro, se han documentado casos de negligencia y accidentes, inclusive de condiciones catastróficas.

Antecedentes

La historia de los sumergibles y submarinos es centenaria, pues desde el Siglo XVI el hombre comenzó a pensar seriamente en diseñar uno de estos navíos.

En el año 1798, el estadounidense Robert Fulton construyó en Francia el primer sumergible en incorporar dos sistemas separados de propulsión: una vela mientras navegaba en la superficie y una hélice con una manivela mientras estaba sumergido. También llevaba grandes frascos de aire comprimido que permitían a sus dos tripulantes permanecer sumergidos durante cinco horas.

En 1900, los diseñadores resolvieron el problema de propulsión con el uso de acumuladores y motores eléctricos.

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En 1904, el submarino francés Aigette fue el primero en ser construido con un motor diesel para su propulsión en la superficie y un motor eléctrico para las operaciones bajo el agua. El diesel es un combustible menos volátil que el petróleo usado hasta entonces y pronto fueron reemplazados los antiguos motores.

En las décadas siguientes, hubo muchas mejoras en el diseño de los motores diesel y eléctricos, un aumento en la capacidad de sus acumuladores, el desarrollo de sofisticados sistemas de disparo de torpedos y un perfeccionamiento de la tecnología del sonar para filtrar los ruidos naturales del mar y otras interferencias.

Otro importe avance tecnológico fue el radar, desarrollado en la década de los 30 para detectar aeroplanos, que junto con el sonar fue instalado en todos los submarinos aliados durante la II Guerra Mundial para poder detectar ataques marinos y aéreos.

Durante los años posteriores aparecieron submarinos con mayor autonomía, pero los motores diesel y eléctrico permanecieron como sus únicas fuentes de propulsión hasta que en los años 50 apareció la energía nuclear, lo más parecido a la mágica fuerza que impulsaba al legendario Nautilus del Capitán Nemo en la novela «20,000 Leguas de Viaje Submarino» de Julio Verne.

El nombre «nuclear» o «atómico» se refiere a la forma de propulsión de los submarinos y no al tipo de armamento con el que cuentan, el cual puede ser de misiles nucleares, pero que comúnmente es de explosivos convencionales como los torpedos.

Un submarino nuclear funciona con un reactor que usa como combustible uranio, un metal radioactivo. El reactor genera calor por un proceso llamado fisión, que ocurre cuando los átomos del uranio se separan. El calor generado es usado para calentar agua y producir vapor, que hace girar los motores y generadores eléctricos, de la misma manera en que lo hacen las calderas que queman combustibles derivados del petróleo.

La seguridad es un punto crucial, por lo que el reactor está rodeado por un escudo que reduce casi totalmente los niveles de radiación. De hecho, un tripulante de un submarino recibe menos radiación a bordo que una persona que se asolea en la playa.

Los submarinos de la II Guerra Mundial no podían avanzar a su máxima velocidad, 10 nudos, durante más de una hora, ya que debían economizar energía y no podían permanecer bajo el agua más de un día, porque tenían que recargar sus baterías. Llevaban combustible diesel para menos de 90 días y no podían bajar a más de 100 metros de profundidad.

La energía nuclear permite a los submarinos navegar a una velocidad de más de 25 nudos, sumergirse a más de 250 metros y operar bajo el agua por un periodo indefinido de tiempo. No deben subir a la superficie para recargar su energía, pues el combustible nuclear dura décadas y cuentan con equipo para fabricar oxígeno y mantener el aire limpio de contaminantes.

Mientras que las naves anteriores eran «sumergibles», es decir, buques torpederos dedicados a realizar sus misiones sobre las aguas del mar pero con posibilidad de sumergirse por breves períodos de tiempo, el modelo nuclear es el primer «submarino» verdadero, capaz de navegar por las profundidades del mar sin necesidad de emerger, limitado sólo por la duración de sus provisiones o a la capacidad de aguante de sus tripulaciones.

Otro avance tecnológico fue la instalación de una televisión submarina a bordo del submarino nuclear Nautilus, de gran ayuda para no depender exclusivamente del periscopio.

En los años siguientes, el submarino fue perfeccionado con el diseño de un nuevo casco en forma de lágrima que reduce tanto el ruido como la resistencia del agua, además de permitir mayor velocidad y maniobrabilidad.

Dentro de un submarino, que puede medir lo mismo que un campo de futbol, pero de tres pisos de altura, hasta 140 tripulantes trabajan y conviven durante meses, viajando por todo el mundo bajo la superficie del mar. Sin embargo, a diferencia del Capitán Nemo, carecen de ventanas y no pueden ver nada del aún misterioso mundo marino.

Objetivo

Informar, explicar y demostrar el funcionamiento de los submarinos.

Justificación

Comprender como y porque la sumersión, inmersión y maniobrabilidad de tan enorme y pesado artefacto; y conocer los riegos y consecuencias de en caso de accidente.

Hipótesis

Si conocemos las características y funcionamiento de los submarinos podremos comprender una parte de la ciencia y tecnología que impera en estos increíbles “monstros” marinos.

Método (materiales y procedimiento)

Para comprobar el funcionamiento del submarino necesitamos los siguientes materiales:

• Una botella plástica de 600ml.
• 2 Globos
• de silicón frio
• 1 Manguera de plástico
• 1 Pecera
• Agua
• 1 Placa de metal
• 1 Esponja
• Trozos de madera

Procedimiento:

1. Se toma el envase plástico y se realizan cortes y perforaciones para ensamblar y pegar las partes correspondientes del submarino.
2. Cortar la manguera colocar a la bomba de inflado y al globo, se pasa a través de la tapa y boquilla del envase y se sella.
3. Se llena de agua el contenedor donde habrá de realizarse la demostración.
4. Coloca el submarino dentro del contenedor para prueba inicial de flotabilidad y sumersión.

Galería Método

Resultados

Pude comprobar que con los materiales requeridos logré el objetivo, de investigar o saber el funcionamiento de los submarinos.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El experimento nos pudo explicar y mostrar el funcionamiento de los submarinos ya que algunas personas que quisieran investigar sobre un submarino, no sabrían como es que se hunde o flota.

Bibliografía

National Geographic

Discovery Channel

El mundo de Beakman

Libro “20000 Leguas de viaje submarino” Julio Verne

http://www.monografias.com/trabajos82/como-funcionan-submarinos/como-funcionan-submarinos.shtml

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography