¿Por qué los submarinos se hunden en el agua y los barcos no?

La Danza Submarina: ¿Por qué un submarino se hunde y un barco no?

La imagen de un barco surcando las olas y la de un submarino desapareciendo bajo la superficie marina, nos lleva a una pregunta fundamental: ¿por qué uno flota y el otro se sumerge? Ambos están hechos de metal, ambos se enfrentan a la inmensidad del océano, pero sus destinos en el agua son radicalmente distintos. La clave de este misterio acuático radica en el ingenioso control de la flotabilidad, y en particular, en el uso de los tanques de lastre en los submarinos.

Un barco flota gracias al principio de Arquímedes. El agua ejerce una fuerza ascendente, llamada empuje, sobre cualquier objeto sumergido. Si este empuje es igual o mayor al peso del objeto, este flota. El diseño de un barco, con su casco hueco y amplio, desplaza una gran cantidad de agua, generando un empuje suficiente para contrarrestar su peso, incluso cargado. Es como una bañera llena hasta el borde: al introducir un objeto, el agua se derrama, equivalente al peso del objeto añadido.

Un submarino, a diferencia de un barco, necesita la capacidad de sumergirse y emerger a voluntad. Aquí es donde entran en juego los tanques de lastre. Imaginemos estos tanques como los pulmones del submarino. Cuando se desea sumergir, se abren las válvulas de estos tanques, permitiendo la entrada de agua. Este ingreso de agua aumenta la masa total del submarino sin cambiar significativamente su volumen. En consecuencia, aumenta su densidad. Al volverse más denso que el agua que lo rodea, el empuje ya no es suficiente para contrarrestar su peso y el submarino comienza a descender.

El proceso inverso permite al submarino emerger. Para ello, se introduce aire comprimido en los tanques de lastre, expulsando el agua. Al disminuir la cantidad de agua en los tanques, disminuye la densidad del submarino. Cuando su densidad es menor que la del agua circundante, el empuje se vuelve mayor que el peso y el submarino asciende hacia la superficie. Es como si el submarino exhalara el agua, liberándose del peso extra y volviendo a respirar el aire de la superficie.

Este preciso control de la flotabilidad, mediante la gestión del agua en los tanques de lastre, es lo que diferencia fundamentalmente a un submarino de un barco. Mientras el barco se mantiene a flote gracias a su diseño inherente, el submarino baila entre la superficie y las profundidades, manipulando su densidad para conquistar el reino submarino. Es una danza de precisión, una coreografía entre el metal y el agua, orquestada por la física y la ingenieria.