Profundidades operativas y de ruptura de sumergibles

Estrategia y tácticas de combate. Acciones de guerra de los submarinos.

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minoru genda
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Profundidades operativas y de ruptura de sumergibles

Mensajepor minoru genda » Mar Jul 29, 2008 1:39 pm

Bien el tema por si mismo tiene su interés pues todos conocemos como opera un sumergible o un submarino.
Como preámbulo decir que los sumergibles estadounidenses tenían como límite de seguridad el porcentaje de 1 a 1´5 , o lo que es lo mismo si la profundidad operativa normal estaba en 100 metros se suponía que la profundidad de ruptura estaba a partir de los 150 metros
El caso de los sumergibles alemanes, en la segunda guerra mundial y durante su época dorada los ataques a los convoyes se hacían en agrupamientos, esto es un sumergible detectaba un convoyy avisaba a todos los demás sumergibles que se encontraran en la zona para concentrarse en torno a él y atacar desde varios puntos a la vez creando una especie de caos y confusión, el ataque se solia llevar a cabo en la oscuridad de la noche y con los sumergibles navegando y atacando en superficie, la táctica es archiconocida como "manadas de lobos".
Durante el ataque podía darse el caso de que un sumergible fuera avistado o detectado por los escoltas y era entonces cuando dicho sumergible llevaba a cabo la inmersión para escapar de sus enemigos. En situaciones normales el sumergible no iba mucho más allá de la profundidad conocida como operativa que era la máxima a la que un sumergible o submarino se podia sumergir con garantías absolutas de que no iba a tener ningún problema, pero en casos de extrema necesidad dicho sumergible podía superar esa profundidad operativa con un importante margen de seguridad dependiendo del tipo de sumergible o submarino y dependiendo de la nacionalidad del mismo.
Como orientación decir que la prifundidad de ruptura (momento en el que el casco comienza a sufrir los efectos de la presión era para los sumergibles y submarinos alemanes de 2,5 veces la profundidad operativa, esto es, los sumergibles alemánes tipo II, VII y IX tenían como profundidad operativa los 100 metros lo que significa que podían llegar hasta los 250 metros de profundidad como máximo, profundidad a partir de la cual el casco resistente podía aplastarse y romperse.
Esta circunstancia era así en teoría pues perfecciones o defectos constructivos o podían ser causas para que esa profundidad de destrucción del submarino, fuera algo inferior en el primer caso o superior si se diera el segundo caso. Se saben casos en los que algún sumergible superó la profundidad de ruptura en unos cuantos metros, pero obviamente nunca se sabrá ningún caso en el que el sumergible sufrió una ruptura antes de esa profundidad aunque se supone que se debió de dar alguno.
En cuanto a la profundidad operativa deberíamos distinguir entre esa profundidad de seguridad máxima que era normal y la que verdaderamente entendemos por operativa que es aquella a la cual un sumergible podía atacar a otros buques bajo el agua y que estaba limitada por la profundidad periscópica y andaba en torno a unos 25 metros.
Aclarado un poco este punto sobre profundidad operativa de ataque pasemos al problema de ir más allá de la profundidad operativa (los 100 metros de profundidad) en realidad un sumergible o submarino que se sumerge puede empezar a sufrir los problemas derivados de la inmersión por las causas que siguen a partir del momento en que todo él queda bajo el agua queda
Ese problema esencial viene dado porque como ya queda claro por las explicaciones dadas las presiones son mayores cuanto mayor es la profundidad a la que un sumergible navega y eso limita mucho el uso de las bombas de achique y el tiempo de regreso a la superficie en caso de emergencia.
Menciono las bombas porque son elementos esenciales en el achique de tanques (además del soplado, método éste que es el empleado para volver a la superficie en caso de que aparezca la citada emergencia). Como orientación decir que la bomba principal de un sumergible tipo VII bombea entre 1,3 y 1,46 litros de agua por minuto a una profundidad de 15 metros pasando a bombear “solo” entre 500 y 900 litros por minuto a 105 metros que son cantidades en ambos casos insignificantes si tenemos en cuenta que el agua que entra por una pequeña vía de agua las supera con creces. El bombeo puede ser complementado con ayuda de la bomba auxiliar que yiene una capacidad inferior y a la profundidad de 105 metros solo bombea 300 litros por minuto
Las leyes de física también se deben tener en cuenta y por ellas podemos comprobar que a partir de ciertas profundidades un pequeño agujero supone un gran problema y la cantidad de agua que entra por ese pequeño agujero no es la misma a 10 metros de profundidad que a 50 metros por poner un ejemplo. Para éste caso vemos que las bombas de achique tienen su importancia pues el agua que entra en el compartimento habitable (interior del casco resistente) debe ser achicada con ayuda de las bombas no siendo posible el soplado que solo se hace para sacar el agua de los tanques de lastre.
En su momento hice un pequeño estudio sobre la cantidad de agua que podía entrar por una vía de agua y llegue a la conclusión que un achique con bombas en un sumergible era prácticamente imposible más allá de los 50 metros para vías de agua relativamente pequeñas la explicación es sencilla, mientras aumenta la profundidad aumenta el caudal de agua que entra por la vía de agua y disminuye el caudal de la bomba de achique que sufre esa circunstancia porque la presión exterior en aumento contrarresta la presión de trabajo de la bomba.
El trabajo breve lo podéis ver en éste enlace.
http://www.u-historia.com/uhistoria/for ... as+de+agua
Las conclusiones que se pueden sacar de todo lo comentado son que:
1) A mayor profundidad mayores son las tensiones a las que se ven sometidas todas las estructuras y puntos de unión entre el casco resistente destinado al alojamiento y trabajo de la tripulación y las estructuras exteriores, por ejemplo podemos citar las uniones de los tubos lanzatorpedos en los mamparos del casco o estructura externa con el cono de proa o popa que cierra el casco resistente.
2) La tensión entre ambas estructuras puede dar origen a roturas como también pueden romper las uniones en las estructuras de la Vela y escotillas (Torre y Puente) debemos considerar que el sumergible por efecto de la tensión producida por la presión se ve sometido a grandes esfuerzos transversales y longitudinales que deforman su casco y modifican sus medidas y volúmenes .
3) Cualquier accidente que suponga tener una vía de agua hacia el interior del casco resistente es más grave cuanto mayor sea la profundidad a la que se encuentre el sumergible o submarino debido a las dificultades que entraña achicar el agua con ayuda de las bombas por las diferentes causas más arriba citadas.
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Mensajepor Andrés Darío Cardozo Höhn » Mar Jul 29, 2008 1:51 pm

Muy interesante, Minoru. ¿Y los submarinos japoneses cómo andaban de inmersión?
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Mensajepor minoru genda » Mar Jul 29, 2008 4:21 pm

Andrés Darío Cardozo Höhn escribió:Muy interesante, Minoru. ¿Y los submarinos japoneses cómo andaban de inmersión?

No se exactamente cual era el criterio proporcional entre profundidad operativa y profundidad de ruptura lo que si sé es que los sumergibles japoneses eran algo inferiores a los alemanes y estaban en un plano similar a los estadounidenses, pero nos podemos dar una idea de que no andaría mucho más allá del criterio adoptado por los estadounidenses de 1 a 1,5 el motivo es que el criterio es el mismo que se usa para pruebas de resistencia en todos los aparatos por el cual las pruebas fiables se encuentran aproximadamente un tercio más allá de la resistencia que en principio deben soportar tubos y estructuras sometidos a presión esto significa que si por ejemplo una estructura o un tubo deben aguantar una presión de 6 kilos por lo general en las pruebas se les hace soportar aproximadamente un tercio más que supondrían una presión en torno a 9 kilos. A los sumergibles y según los datos que he consultado se les dió como resistencia a la ruptura los porcentajes (dependiendo del país o fabricante) adoptados por los estadounidenses (1 a 1,5) o de los alemanes (1 a 2´5)
Por si alguien pse pregunta o me pregunta por los británicos creo que debieron adoptar el de los estadounidenses.
En realidad el método que menos riesgos implica es el de 1 a 1,5 pues aunque pudieran resistir a una cota más profunda de incluso 1 a 2 o ya en un caso extremo de 2,5 ningún comandante que tuviera como límite 1,5 se aventuraría a llegar a 2,5 veces la profundidad operativa y eso sin contar que el acero usado en la construcción de sumergibles estadounidenses era de tan buena calidad o incluso mejor que el acero usado por los alemanes, pero también debemos decir que los diseños no eran iguales y eso también influia en la resistencia estructural.
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Mensajepor Åkerberg » Mar Jul 29, 2008 7:56 pm

Hola!
Sólo añadir a lo aportado por Minoru:

www.u-historia.com -> Técnica -> Artículos técnicos -> Profundidades operacionales Uboot...

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Mensajepor tigre » Mar Jul 29, 2008 10:00 pm

Gracias nuevamente por las aclaraciones minoru :wink:. Saludos. Tigre 8) .
Irse a pique, antes que arriar el pabellón. Alte G. Brown.

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Mensajepor minoru genda » Vie Ago 01, 2008 12:14 pm

Más datos sobre el tema, algunos curiosos.
La profundidad máxima a la que se podía usar el WC era de 25 metros. Ni que decir tiene que a partir de esa profundidad el que tuviera ganas debería hacerlo en un caldero y cuando el sumergible o submarino se encontraba bajo ataque o en las proximidades de algún buque de escolta estaba terminantemente prohibido usar el WC. Ya sabemos (con perdón por lo que voy a decir) que la mierda flota y eso puede delatar la posición de un sumergible.
Evidentemente el uso de calderos acababa siendo una tontería, pues durante un ataque con cargas el contenido se derramaba por los pisos y en el mejor de los casos iba a parar a la sentina con la consiguiente acumulación de olores, de los cuales un sumergible no iba sobrado.
La profundidad máxima permitida durante los entrenamientos era de 50 metros.
La profundidad máxima garantizada por los astilleros del tipo VIIC del que estoy haciendo un estudio era de entre 150 y 180 metros.
El primer sumergible que alcanzó los 170 metros fue el U 49 en noviembre de 1939.
Por último decir que las profundidades máximas alcanzadas durante ataques con cargas de profundidad llegaron a superar con creces los 250 metros
En contra de lo que se comenta por parte de algunas personas que es ni más ni menos que en el Mediterráneo los sumergibles eran visibles desde el aire a cualquier profundidad, eso no era así, en el Mediterráneo un sumergible que superara los 15 metros de profundidad no podía ser visto desde el aire.
En el Atlántico por contra era a partir de los 9 metros cuando el sumergible dejaba de verse, siendo el Mar del Norte el lugar en el que a menor profundidad dejaba de verse, 3 metros.
La profundidad estimada es aquella en la que se encuentra la parte superior del periscopio.
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Mensajepor hartmann » Dom Ago 10, 2008 5:09 pm

Hola a todos ¡¡ :-D

En realidad el método que menos riesgos implica es el de 1 a 1,5 pues aunque pudieran resistir a una cota más profunda de incluso 1 a 2 o ya en un caso extremo de 2,5 ningún comandante que tuviera como límite 1,5 se aventuraría a llegar a 2,5 veces la profundidad operativa y eso sin contar que el acero usado en la construcción de sumergibles estadounidenses era de tan buena calidad o incluso mejor que el acero usado por los alemanes, pero también debemos decir que los diseños no eran iguales y eso también influia en la resistencia estructural.


Minoru, ¿sabes qué tipo de acero usaban los Norteamericanos como acero estructural? He tratado de buscarlo pero no encuentro nada concreto, sólo de después de la segunda guerra mundial, con los tipos HY (High Yield Steel).
En el caso de los sumergibles Alemanes, solía ser el St42 o el St52 creo recordar.
:?:

Un cordial saludo :wink: :wink:

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Mensajepor minoru genda » Lun Ago 11, 2008 11:38 am

Concretamente y para submarinos y sumergibles alemanes se usaba el St 52 con un límite de estirado de 360 Newton por milímetro cuadrado a una resistencia de 520 Newton por milímetro cuadrado.
Vamos con el acero usado por los estadounidenses que fue un acero desarrollado exclusivamente para la construcción de sumergibles y submarinos. El acero usado por los estadounidenses era el acero mejorado de alta resistencia HY 80 con un límite de estirado de 550 Newton por milímetro cuadrado a una resistencia de 800 Newton por milímetro cuadrado.
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Mensajepor hartmann » Lun Ago 11, 2008 1:23 pm

Hola a todos ¡¡¡ :-D

Vamos con el acero usado por los estadounidenses que fue un acero desarrollado exclusivamente para la construcción de sumergibles y submarinos. El acero usado por los estadounidenses era el acero mejorado de alta resistencia HY 80 con un límite de estirado de 550 Newton por milímetro cuadrado a una resistencia de 800 Newton por milímetro cuadrado.


Muchas gracias Minoru :wink: , aunque siempre había pensado que los aceros especiales HY80-100-130 habían sido desarrollados despues de la segunda guerra mundial (aproximadamente en 1948-1950), en base a un hibrido o remix del HTS, STS y del acero homogeneo Vickers Terni capturado a los Italianos, y que previamente se había usado el acero estructural HTS (High Tensile Steel), como el que llevaban los cascos de los bueques militares, bastante inferior al totalmente nuevo HY y quizá algo inferior o muy similar al ST52.
¿Sabes algo más sobre esto? :?:
Un cordial saludo :wink:

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Mensajepor minoru genda » Lun Ago 11, 2008 2:37 pm

Pues no, no se más solo conozco lo que te he comentado.
Si acaso añadir que el acero alemán ST 52 era al carbono y fácil de soldar.
Te comento que determinados aceros usados en construcción naval tanto ahora como por entonces requerían ciertas preparaciones, como es el caso de un acero usado en la actualidad para buques de guerra que precisa un calentamiento previo a una temperatura determinada antes de ser soldado. Se hace así porque si se suelda sin ese precalentamiento las tensiones a la que queda sometido el material en un área muy pequeña hacen que las soldaduras rajen, creo que el objetivo lógico del precalentamiento es que tras la dilatación por efecto de ese precalentamiento y por el calor aportado por la soldadura los materiales al contraerse lo hacen de un modo uniforme repartiendo las tensiones en una mayor superficie.
Estos aceros especiales suelen tener otros materiales que les confieren ciertas propiedades magnificadas como es la elasticidad, la dureza, la tenacidad.....etc.
Por lo demás poco que añadir porque para bloques de buques y estructuras solo he trabajado mayormente con aceros normales para construcción naval aunque también he trabajado con algunos de esos aceros especiales durante uno o dos años y no de contínuo.
No cito los aceros usados en maquinaria (motores, alternadores, compresores,....etc.) porque son comunes a todos los buques
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Mensajepor hartmann » Mar Ago 12, 2008 12:19 pm

Hola a todos¡¡ :-D
Muchas gracias por la aclaración Minoru :-D :wink: .
He empezado a buscar en Internet sobre los efectos de los elementos al añadirlos en el acero para mejorar sus cualidades y es muy interesante y esclarecedor. Por lo que he visto, el ST52, pesar de ser tan longevo, se sigue usando de forma habitual como acero al carbono soldable por sus excelentes cualidades incluso ahora (y es del 1936 :!: ) :shock: .
Muchas gracias otra vez Minoru (por curiosidad, ¿con que aceros especiales has trabajado? si se puede saber claro :-D )
Un saludo :-D :wink:

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Mensajepor minoru genda » Mar Ago 12, 2008 3:56 pm

Además de los aceros de diferentes calidades para construcción naval he trabajado que yo recuerde con algunos de las series AH, DH, EH,...
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Mensajepor hartmann » Jue Ago 14, 2008 12:05 pm

Hola a todos ¡¡ :-D
Además de los aceros de diferentes calidades para construcción naval he trabajado que yo recuerde con algunos de las series AH, DH, EH,...


He estado buscando datos sobre estos aceros especiales, pero no he podido encontrar nada en las tablas de clasificaciones de aceros que tengo :( . ¿Podrías indicar que características tienen porfi :P :-D ?

Por otro lado, echando un vistazo a varios libors y por Internet acerca de los aceros empleados en submarinos Norteamericanos durante la segunda guerra mundial he observado que hasta la clase Gato (incluida ésta) las planchas de acero usadas eran de acero dulce, mientras que las subclases Balao y Tench usaban unas planchas más gruesas (los apodaban "Thicker skin" o "pieles más gruesas") y de acero HTS, de mayor resistencia mecánica, similares al ST52, lo que hizo que los "Balao" pudieran tener una profundidad máxima operativa de 300 pies a 400 pies (es decir, los "Gato" podían estar a 300 pies o unos 100 metros, y los "Balao" a unos 133 metros de profundidad o 400 pies).

Indagando algo más, parece que la primera clase de submarinos que introdujo el acero HY-80 fue totalmente postguerra, los clase "Tang II" construidos entre 1948 y 1952.
Espero que haya podido ser de utilidad la nueva aportación.
Un cordial saludo :wink: :-D :wink:

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Mensajepor hartmann » Jue Ago 14, 2008 12:29 pm

Hola a todos otra vez¡¡ :-D
He metido la pata con esto :oops: :oops: :oops: :
Indagando algo más, parece que la primera clase de submarinos que introdujo el acero HY-80 fue totalmente postguerra, los clase "Tang II" construidos entre 1948 y 1952.


El primer submarino Norteamericano que introdujo el acero HY-80 en su construcción fue el experimental USS "Albacore" de propulsión AIP Diesel.
Mil perdones :oops:
Un cordial saludo :-D :wink:

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Mensajepor minoru genda » Jue Ago 14, 2008 1:39 pm

En el enlace que sigue tienes un listado de aceros con sus características y composición entre los cuales se encuentran los que te he citado.
http://www.arcelormittal.com/fce/prd_we ... anglist=ES
Otro sobre aceros para construcción naval y entre otras cosas características de los mismos.
http://normatividad.sct.gob.mx/index.php?id=865
Algunos enlaces más sobre códigos, normas...etemecé, etemecé :-D .
http://www.omeganaval.com.ar/Cod-Normas.html
http://www.sevillae.com/CHAPAST-52-3.htm
http://www.bcolombo.com.br/download/regrasbcespanol.pdf
No obstante si pones en Google acero AH-36 te salen unos cuantos enlaces más
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