Submarino Fluidos

FUNCIONAMIENTO DE UN SUBMARINO

Los submarinos están pensados para descender a grandes profundidades.
Para ello, deben ser capaces de emerger, de sumergir y de flotar en la superficie. Todo esto lo consiguen alterando su peso y su densidad, gracias a un sistema de tanques, con el que pueden almacenar tanto aire como agua.
Estos pueden situarse cerca del centro de gravedad del submarino, odistribuirse por el buque para evitar afectar su estabilidad.

Para emerger utilizan el aire comprimido, expulsando agua de los tanques de lastre, a través de unas válvulas, es decir el aire comprimido permite que el agua salga del estanque disminuyendo la densidad media del submarino. Todo esto se consigue gracias a la existencia de presiones que permiten el ingreso de aire, esto se rige bajo elprincipio de pascal.

El principio de Pascal nos dice que “la presión ejercida en cualquier parte de un fluido incompresible y en equilibrio dentro en un recipiente de paredes indeformables, se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido”, es decir la presión es igual a una misma altura y no influyen en él la forma del submarino ni la densidad delfluido.

Cuando el submarino llega a la superficie, los tanques de lastre se vacían por completo. Para la inmersión, el agua entra por las válvulas inferiores y el aire va saliendo por las superiores.

Cuando el submarino se sumerge actúa un casco interior llamado Casco Resistente el cual esta construido para resistir las presiones del agua.

En todo este proceso en el cual el submarinoasciende y desciende se ve involucrado un nuevo principio, el principio de Arquímedes que nos dice que: Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.” Esta equidad es la que mantiene a flote el submarino.

a)El proceso alternativo esta basado físicamente en el cambio de energía, en el cual lapropulsión debe ser mayor a la flotabilidad. Esto se obtiene a partir de la energía generada por las corrientes de aguas que posteriormente y gracias a las turbinas de agua son transformadas en energía mecánica, esta ultima ayuda al submarino a emerger a propulsión, es decir ejercer fuerza para producir movimiento. Un ejemplo de mecanismos alternativos son los sumergibles, que a diferencia de submarinono tienen tanques de lastre y Muchos de ellos funcionan conectados por un «cordón umbilical» a un buque que les suministra aire y electricidad.

b) Imagínese que una empresa alienígena lo contrata para fabricar submarinos que puedan sumergirse en los lagos de mercurio de su planeta. ¿Qué modificaciones debería hacer, o que nuevos parámetros debería tomar en cuenta, para poder utilizar en dichasituación, su submarino?

Por el principio de Arquímedes sin tomar en cuenta las propiedades químicas del mercurio, sino mas bien viéndolo como un fluido acontecería lo mismo que en el agua es decir, el volumen de fluido que se desplaza al entrar en éste, provocado por la fuerza del peso del submarino sería igual al empuje del mercurio manteniéndose así a flote sin problema alguno.

En elmismo planeta tierra, se presentan variaciones de densidad, vale decir un barco o submarino de la misma masa y volumen, se va a hundir mas o menos y esto va a depender de la densidad del mar en el que esta moviéndose, que se va a ver afectada por sus niveles de salinidad.

Con lo anterior y asumiendo la considerable superioridad de densidad del mercurio con respecto al agua, los parámetros a cambiarson:

Adaptar el material externo del casco (que se caracteriza por ser el material mas denso en un submarino) en la construcción del submarino, ya que este es el que estará en contacto con el fluido que en este caso es el mercurio, y además debe soportar la presión que le ejercerá el fluido al ir descendiendo, por lo tanto se eligen materiales con mayor densidad como el oro, el platino etc....