
Ingeniería ambiental en los submarinos
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Mantener una atmósfera respirable en un submarino es un desafío de ingeniería que implica reciclar el aire constantemente para imitar la atmósfera terrestre. Para que la tripulación sobreviva durante meses bajo el agua, los sistemas deben cumplir dos funciones críticas:
generar oxígeno fresco y
eliminar los gases tóxicos.
Obtención de Oxígeno (O2)El oxígeno se genera principalmente mediante un proceso químico impulsado por la energía del submarino:
Electrólisis: Es el método principal. Utiliza la electricidad (generalmente proveniente del reactor nuclear) para romper las moléculas de agua de mar (H2O). En este proceso, el hidrógeno se separa y se expulsa al mar, mientras que el oxígeno puro se libera en el interior para que la tripulación lo respire.
Velas de Clorato: En caso de un fallo en el suministro eléctrico, se utilizan "velas de clorato". Al quemarse, estas velas inician una reacción química que libera oxígeno sin necesidad de fuentes externas de energía.
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Eliminación de Dióxido de Carbono (CO2)El CO2 exhalado por la tripulación puede ser mortal si se acumula. Para gestionarlo, se utilizan máquinas llamadas depuradores (o scrubbers):
Uso de Aminas: Estas máquinas emplean aminas líquidas para atrapar el gas. El aire "sucio" pasa a través del líquido frío, el cual se adhiere químicamente al CO2 y permite que el aire limpio regrese al ambiente.
Reciclaje del sistema: Una vez saturado, el líquido se calienta para que suelte el CO2 atrapado, el cual es bombeado fuera del submarino. Esto permite que la sustancia química se reutilice una y otra vez.
Control de Humedad y Filtrado de Contaminantes.La purificación del aire no se limita al oxígeno y al dióxido de carbono; también requiere controlar otros elementos:
Deshumidificadores: La tripulación exhala vapor de agua constantemente. Potentes deshumidificadores recogen litros de agua del aire cada día para evitar la corrosión del equipo y la aparición de moho.
Quemadores Especiales: Se utilizan para tratar el monóxido de carbono (CO), convirtiéndolo en dióxido de carbono (CO2), el cual puede ser eliminado posteriormente por los depuradores de aminas.
Filtrado de otros gases: El sistema filtra aceites de las máquinas, vapores de la cocina e incluso el hidrógeno que desprenden las baterías para mantener la seguridad.
La
producción de agua dulce es el eslabón que cierra el ciclo de autosuficiencia de un submarino.
Recuperación por DeshumidificaciónUna fuente constante, aunque secundaria, de agua proviene de la propia tripulación. Los deshumificadores recogen litros de agua del aire diariamente, la cual proviene del vapor exhalado por los marineros.
Desalinización:Destilación por calor: Los submarinos nucleares aprovechan el calor residual del reactor para hervir el agua de mar. El vapor resultante, libre de sal y minerales, se condensa para crear agua destilada de alta pureza.
Ósmosis Inversa: Otros sistemas utilizan bombas de alta presión para forzar el agua de mar a través de membranas semipermeables que retienen la sal y dejan pasar solo el agua dulce.
La
gestión de los residuos es, otro pilar fundamental para la habitabilidad en un espacio cerrado.
Gestión de Residuos Sólidos En un submarino no se puede simplemente "sacar la basura". El espacio es limitado y cualquier acumulación puede generar olores y riesgos sanitarios.
Compactación: La mayoría de los residuos sólidos (plásticos, restos de comida, envases) se comprimen en unidades de compactación de alta presión para reducir su volumen al mínimo.
Unidad de Eliminación de Basura (TDU): Los submarinos cuentan con una especie de "esclusa de basura" llamada TDU (Trash Disposal Unit). Los residuos compactados se colocan en tubos metálicos lastrados con pesas para asegurar que, al ser expulsados al exterior, se hundan directamente hasta el fondo del océano y no floten, lo que evitaría ser detectados por el enemigo.
Gestión de Residuos Líquidos El manejo de las "aguas grises" (lavabos, duchas, cocina) y "aguas negras" (inodoros) sigue un protocolo estricto:
Tanques de Almacenamiento: Todos los desechos líquidos se recogen en tanques sanitarios internos.
Expulsión Controlada: Una vez que los tanques alcanzan cierto nivel, el contenido se bombea fuera del submarino. En situaciones de combate o sigilo, esto se evita para no generar ruido o dejar rastros térmicos/biológicos que puedan ser seguidos.