Submarino

 Nota: Se procura a empresa brasileira de comércio eletrônico, veja Submarino (empresa).

Um submarino da Classe Virgínia, da marinha dos Estados Unidos.

Submarino é uma embarcação especializada para operar submersa, tendo sido largamente usada pela primeira vez na Primeira Guerra Mundial, sendo empregada por todas as grandes marinhas atualmente. Submarinos civis e submergíveis são usados com fins científicos tanto na água doce quanto salgada para trabalhar em profundidades muito grandes para mergulhadores humanos.

Os submarinos englobam uma vasta gama de tamanho de embarcação. Desde embarcações de duas pessoas que são utilizadas para explorar a superfície marinha por poucas horas até os submarinos nucleares norte americanos da Classe Ohio, os quais permanecem submersos por metade de um ano e carregam mísseis nucleares suficientes para destruir centenas de cidades. Há também submarinos especializados em resgate de submarinos e pequenos submarinos movidos por uma pessoa elaborados para competição entre as universidades. Um velho mecanismo para uso em exploração de águas profundas, salvamento, construção e recuperação é o sino de mergulho (veja também: submarino tartaruga).

A palavra submarino era originalmente um adjetivo que significava sob o mar. Algumas firmas que faziam montagem submarina mas não parte de submarinos chamaram este trabalho de engenharia submarina. Submarino como um nome que significa parte de uma embarcação submersível originou-se como uma redução do termo barco submarino, e livros mais antigos, como Vinte Mil Léguas Submarinas, usavam estes termos.

Submarinos militares

Submarino Hunley, da Marinha dos Estados Confederados, o primeiro submarino em todo o mundo a conseguir afundar com sucesso um navio de guerra inimigo (17 de Julho de 1863) na Guerra Civil Americana.

F1, primeiro submarino da Marinha do Brasil.

Concepção artística de um SSBM (submarino nuclear lançador de mísseis balísticos) classe Ohio convertido para SSGN.

USS Nautilus (EUA, 1954) primeiro submarino com propulsão nuclear.

Existem mais submarinos militares em operação do que civis. Os submarinos são úteis militarmente porque são difíceis de serem localizados e, quando abaixo da superfície, são difíceis de se destruir. Um grande esforço é empregado no projeto de um submarino para possibilitá-los atravessar a água tão silenciosamente quanto seja possível, de forma a prevenir sua detecção (o som viaja na água muito mais fácil do que a luz, isto significa que o som de um submarino é sua característica mais fácil de ser detectada). O meio mais fácil de localizar um submarino é escutar a água e procurar por sons ou pela falta deles, alguns submarinos cancelam seus sons tão bem que eles criam uma área de silêncio em sua volta. Se um submarino permanecer escondido, ele é capaz de atacar de muito perto.

Os três primeiros submarinos da Força de Submarinos da Marinha do Brasil, da Classe Foca e denominados F1, F3 e F5, construídos em La Spezia (Itália) foram comissionados em 17 de Julho de 1914. Atualmente, marinha brasileira possui 7 submarinos: O Tupi (S-30), o Tamoio (S-31), o Timbira (S-32), o Tapajó (S-33) e o Tikuna (S-34) Riachuelo (S-40) S Humaitá (S-41)( em fase de testes). Os quatro primeiros são submarinos da classe Tupi ( IKL-1400 ton ) e o último da classe Tikuna (a construção do Tapuia fora cancelada). Todos são uma versão do submarino alemão U-209. Porém, o governo brasileiro está em processo de aquisição de novos 5 submarinos, sendo 4 Scorpène, franceses, e 1 submarino nuclear. Ambos os modelos serão produzidos no Brasil, com parceria da França. Acredita-se que estarão todos prontos até 2020.

A Marinha Portuguesa foi uma das primeiras do mundo a dispor de submarinos, recebendo o primeiro (o NRP Espadarte) em 1913. Possui atualmente dois submarinos, ambos da classe Tridente: o NRP Tridente e o NRP Arpão. São uma versão do submarino Alemão U-214. O Tridente entrou em operação a 8 de setembro de 2010 e é um dos submarinos mais modernos do mundo, com raio de acção de 12 000 milhas náuticas e 60 dias de autonomia a 8 nós. O Arpão entrou ao serviço no primeiro trimestre de 2011.

Submarinista

Submarinista é o termo que designa os tripulantes de um submarino militar, ou pessoas capacitadas a exercer esta atividade. Executando atividades nas profundezas dos mares, tais como patrulhas e exercícios militares.

No Brasil os submarinistas são formados pela Marinha do Brasil, no Centro de Instrução e Adestramento Almirante Áttila Monteiro Aché. Em Portugal, os submarinistas são formados na Escola de Submarinos, dependente da Esquadrilha de Submarinos e instalada na área da Base Naval de Lisboa.

Submersão e navegação

Fases do procedimento de submersão.

A: emerso
B: submergindo
C: submerso1 e 6: hidroplanos estabilizadores de popa e proa

Tanques:

2a: para equilíbrio longitudinal traseiro2b: de água para o torpedo de popa
3a: lastro para emersão rápida3b: auxiliar e para flutuação negativa.3c: lastro para submersão rápida
4: de lastro principal
5a: água para o torpedo de proa
6: para equilíbrio longitudinal frontal
7: tanque de proa.

Processo de submersão/emersão.

Funcionamento de um batiscafo (submersível para mergulhos ultraprofundos).

Torre do submarino nuclear francês Casabianca; note os planos de navegação, camuflagem, periscópio, janelas e portas.

Todos os navios de superfícies, como também um submarino na superfície, tem condições de flutuação positivas, pesando menos do que a água que ele desloca. Para submergir hidrostaticamente, um navio deve ganhar uma flutuação negativa, ou aumentando seu próprio peso ou diminuindo o deslocamento de água. Para controlar seu peso, os submarinos são equipados com tanques lastro, o qual pode ser preenchido com água ou esvaziado com ar pressurizado.

Para submersões em geral ou afloramento na superfície, os submarinos usam os tanques da frente e a popa, chamado de Tanque de Lastro Principal ou (TLP), os quais são abertos e completamente completados com água durante a submersão, ou completamente preenchidos com ar pressurizado para vir à tona. Sob condições de submersão, os TLP são geralmente mantidos cheios, então em muitos submarinos estes tanques são simplesmente uma seção do espaço interno do casco. Para um controle mais preciso e rápido da profundidade, os submarinos usam pequenos Tanques de Lastro de Controle ou TLC, também chamados de tanques duros (hard tanks) devido sua habilidade para se opor a altas pressões. O acréscimo de água nos tanques de controle pode ser controlado ou para refletir mudanças nas condições externas ou para mudança da profundidade de submersão. Os tanques de controle podem ser localizados próximos ao centro de gravidade do submarino, ou separados ao longo do corpo do submarino.

Quando submerso, a pressão da água nas paredes do submarino pode alcançar 3 MPa para submarinos de aço e no máximo de 10 MPa para submarinos de titânio como os Komsomolets, enquanto a pressão interna ao mesmo permanece a mesma. Estas diferenças resultam em uma pressão de compressão no casco, os quais diminuem de tamanho. A densidade da água também aumenta, a salinidade e pressão são maiores, mas isto não é compensado pela compressão do casco, então a flutuação diminui com a profundidade. Um submarino submerso está em um equilíbrio Instável, tendo a tendência de afundar ou de vir à tona. Manter uma profundidade constante requer uma operação constante dos tanques de controle de profundidade.

Submarinos com uma condição de flutuação neutra não são intrinsecamente estáveis no balanceamento. Para obter o balanceamento desejado, os submarinos usam tanques de balanceamento traseiros e dianteiros. Bombas podem mover água entre estes tanques, alterando a distribuição do peso e além disto criando um momento para girar o mesmo para cima e para baixo. Um sistema similar é algumas vezes usado para manter a estabilidade.

O efeito hidrostático dos tanques de lastro variáveis não é o único meio de controlar o submarino sob a água. A manipulação hidrodinâmica é feita por várias superfícies, as quais podem ser giradas para criar as correspondentes forças hidrodinâmicas quando um submarino se move a velocidade suficiente.

Os estabilizadores de popa (hidroplanos), localizado atrás do hélice e normalmente orientados na horizontal, servem para os mesmos propósitos do que os tanques de estabilização, controlando a estabilidade, e são usados freqüentemente, enquanto outras superfícies de controle não estão presentes em muitos submarinos.

Os estabilizadores da torre e da proa, ambos horizontais, são localizados próximos ao centro de gravidade, e são usados para controlar profundidade com menos eficiência que para o balanceamento.

Quando um submarino realiza uma subida de emergência, todos os métodos de estabilização e lastro são usados simultaneamente, propelindo o barco para a superfície. Como o mesmo vem a tona muito rápido, tanto que o submarino deve parcialmente pular fora da água, isto pode infligir sérios danos a alguns sistemas do submarino, principalmente a tubulação.

Submarinos modernos usam um sistema direcionamento inercial para navegar enquanto submerso, mas inevitáveis desvios de curso acumulam-se no tempo. Para contornar isto, o Sistema de Posicionamento Global irá ocasionalmente ser usado para obter-se um apurado posicionamento. O periscópio – um tubo retangular com um prisma possibilita uma visão da superfície – é somente usado ocasionalmente em submarinos modernos, pois o seu alcance de visão é muito curto. Os submarinos da classe Virginia têm um sensor fotônico ao invés do tradicional periscópio. Este sensor pode ser posicionado acima da superfície, captando luz visível, infravermelhos, laser de marcação de perímetro e monitoramento eletromagnético.

Casco do submarino

Submarinos modernos são usualmente em forma de charuto. Esta forma, já visível nos primeiros submarinos é conhecida como casco de lágrima, e foi concebida inspirada no corpo das baleias. Ela reduz significativamente o arrasto hidrodinâmico do submarino quando submerso, mas diminui sua capacidade de permanecer a tona e aumenta o seu arrasto enquanto na superfície. Desde que as limitações do sistema de propulsão dos primeiros submarinos forçavam os a operar na superfície a maior parte do tempo, o projeto de seu casco era comprometido. Devido as baixa velocidade destes submarinos enquanto submersos, usualmente abaixo de 18 km/h, o aumento do arrasto para viagens submersas era considerado aceitável. Somente mais tarde na Segunda Guerra Mundial, quando a tecnologia permitiu operações submersas mais longas e rápidas e o aumento da vigilância pelas embarcações inimigas forçou os submarinos a permanecerem submersos, os cascos em forma de lágrima voltaram a aparecer, para reduzir o arrasto e o barulho. Nos submarinos militares modernos a superfície externa do casco é coberta com uma fina camada especial de borracha que absorve o som, ou revestimento anecóico, para tornar o submarino mais silencioso.

Em azul escuro, países que operam submarinos. Em azul claro, países que já possuíram frotas de submarinos militares.

Botadura (lançamento ao mar) do USS Nautilus em 21 de Janeiro de 1954.

Uma torre montada no topo do submarino acomoda a todo o periscópio e torre de eletrônicos, a qual pode incluir o rádio, radar, contramedidas eletrônicas, e outros sistemas. Em muitas das primeiras classes de submarinos (veja historia), a sala de controle, era localizada em dentro desta torre, a qual era conhecida como a torre de comando. Desde daquele tempo, contudo, o comando passou a se localizar em dentro do casco do submarino, e a torre é mais comumente chamada de sail. O comando não deve ser confundido com a ponte, a qual é uma pequena plataforma aberta localizada no topo da torre usada para observações visuais enquanto se opera na superfície. Aquela deve ser uma plataforma adicional fechada abaixo desta com janelas e quebra vento para mau tempo.

Todos os pequenos submarinos modernos e submersíveis, como também alguns dos antigos, têm um casco simples. Todavia, para grande submarinos, a abordagem tem sido diferente. Todos submarinos soviéticos pesados são construídos com uma estrutura de casco duplo, mas submarinos norte-americanos usualmente possuem casco simples. Eles ainda têm seções suaves na proa e popa, as quais abrigam os tanques de lastro principais e proporciona uma forma hidrodinamicamente otimizada, mas a seção do casco principal, geralmente cilíndrica, tem somente uma única camada de revestimento. Existem exemplo de submarinos com mais de dois cascos, como os submarinos da classe Typhoon, os quais têm dois cascos principais para pressão e três menores para a sala de controle, torpedos e navegação, enquanto a sistema de lançamento de mísseis é localizado entre os cascos principais.

Um submarino de casco duplo é diferente de um navio de casco duplo. O casco externo, o qual dá forma ao submarino, e chamado de casco leve, e não tem que suportar nenhuma diferença de pressão. O casco leve pode ser usado para a montagem de equipamento, que se fossem ligados diretamente ao casco de pressão poderia gerar pontos de tensão nele. Uma abordagem de dois cascos também economiza espaço interno do casco de pressão, colocando-se os anéis de reforço e longitudinais do lado de fora do casco. Estas medidas permitem que o tamanho do casco de pressão, que é muito maior que o casco leve, sejam minimizadas. Também, no caso de danos ao submarino, o casco leve absorverá parte do impacto, sem comprometer a integridade da embarcação, pois o casco de pressão permanecera intacto. A maior desvantagem da estrutura de dois cascos é o significativo aumento da soldagem manual requerida para sua construção. A União Soviética tinha desenvolvido uma tecnologia de soldagem bem estabelecida e tinha bastante mão de obra barata qualificada disponível, mas o alto do custo do trabalho manual nos Estados Unidos torna mais barato a abordagem de casco simples. Outra razão para a construção de casco duplo na União Soviética era a operação no Oceano Ártico, onde os submarinos têm que quebrar camadas de gelo que podem danificar o casco.

Internamente ao casco externo há um forte casco, ou casco de pressão, o qual suporta a pressão da água do mar e a pressão interna normal do lado de dentro. O casco de pressão é geralmente constituído de chapas de aço de alta resistência com uma complexa estrutura e grande sobre-dimensionamento, sendo separado por portas estanques em vários compartimentos. Os cascos de pressão e leve formam uma estrutura tridimensional que aumenta sua resistência. O espaço inter-casco é usado para alguns equipamentos que não necessitam de pressão constante para operar.

A profundidade de mergulho não pode ser aumentada facilmente. Simplesmente tornar o casco maior aumenta o peso e requer a diminuição do peso dos equipamentos a bordo, finalmente resultando em um batiscafo.

Imagens

• 
  Submarino do século XVII construído pelo holandês Cornelius Drebbel
• 
  Submarino porta-aviões britânico HMS M2.

• 
  Batiscafo Trieste.
• 
  Lançamento do USS Albacore, o primeiro submarino moderno com casco em forma de lágrima.
• 
  Submarino nuclear soviético com
  mísseis balísticos classe Delta.

Ver também

• Carga de profundidade
• Guerra antissubmarino
• Mina naval
• Robert Fulton
• Submarino Hunley
• Submarino Nautilus
• Submarino nuclear
• Submarinos na Primeira Guerra Mundial
• Torpedo
• U-Boot
• USS Nautilus
• Guerra submarina irrestrita

Ligações externas

• submarino.net - como o submarino mergulha
• Submarinos
• Poder Naval OnLine - Sistemas AIP ou Nucleares. Qual o melhor caminho para a Marinha do Brasil?
• Poder Naval OnLine - Submarinos convencionais e nucleares de ataque
• - Meios Operacionais de Sub-Superfície da Marinha Portuguesa
• - “BARRACUDA” TERMINOU SERVIÇO ACTIVO - 2010