Los submarinos de la Armada Argentina presentan en este momento una falencia muy grave: No pueden monitorear los porcentajes parciales de oxígeno (02), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (C02) y nitrógeno (N2). Afortunadamente, el hundimiento de un submarino es un hecho poco frecuente. No obstante, la posibilidad existe, y la falencia enunciada en el párrafo anterior no permitiría realizar un escape seguro y controlado, poder realizar una operación de rescate de la tripulación, y un posterior tratamiento del personal accidentado. Viendo la necesidad de paliar esta deficiencia, y debido al carácter humanitario que reviste este tipo de operaciones en la actualidad, en este artículo se presentan los problemas que ocasionan concentraciones inadecuadas de los gases mencionados anteriormente al ser humano, ante los comandos y organismos responsables del control de submarinos y buceo.
Situación actual de los submarinos argentinos.
A los fines de mantener la composición de la atmósfera interna del submarino dentro de valores respirables, es necesario monitorear la presión en el interno y las presiones parciales del: oxígeno (O2), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y del nitrógeno (N2).
Las tres unidades submarinas argentinas poseen equipos fijos medidores de oxígeno y dióxido de carbono que informan los porcentajes de esos gases existentes en la atmósfera, independientemente de la presión en el interno, siendo necesario para obtener sus presiones parciales, el uso de tablas. Al informar porcentaje del gas presente en la atmósfera en lugar de su presión parcial, estos equipos no cumplen con las exigencias necesarias para decidir el momento en el cual se debe escapar del submarino, o para iniciar una operación de rescate de la tripulación de un submarino atrapado en el fondo acorde a lo establecido en la STANAG1 1320.
Esta información es además imprescindible para las tareas de rescate del personal de un submarino siniestrado que no puede retomar a la superficie por sus propios medios o para decidir el momento en el cual la dotación deberá iniciar un escape.
Legislación nacional.
Aunque no existe una legislación pertinente al trabajo realizado a bordo de los submarinos en la Argentina, podríamos tomar como la que más se adecúa a la que reglamenta las normas mínimas permisibles en ámbitos laborales comunes, Esto nos dará un apoyo casi legal de las necesidades de contar siempre con dalos concretos e instantáneos.
Según el Ministerio de Trabajo y Seguridad Social de la República Argentina, en su Decreto N° 351/79 Anexo III, se estipulan los valores de concentración máxima permisible para contaminantes químicos.
Las concentraciones máximas permisibles (CMP) se refieren a concentraciones de sustancias en aire y representan condiciones por debajo de las cuales se cree que la mayoría de las personas pueden exponerse repetidamente día tras día sin sufrir efectos adversos. Los valores CMP-CPT (Concentración máxima permisible ponderada en el tiempo) hacen referencia a concentraciones de sustancias que se encuentran en suspensión en el aire.
Estos valores limites se deben usar como directrices para la implementación de prácticas adecuadas. Aunque no se considera probable que se produzcan efectos adversos graves para la salud como consecuencia de la exposición a concentraciones límite, la mejor práctica es mantener las concentraciones de toda clase de contaminantes atmosféricos tan bajas como sea posible. Ver tabla 1
Asfixiantes simples. Gases o vapores inertes:
Cierto número de gases o vapores cuando se hallan presentes en el aire en altas concentraciones actúan fundamentalmente como asfixiantes simples sin otro efecto fisiológico significativo. Para cada asfixiante simple no puede recomendarse umbral límite alguno, debido a que el factor determinante es el oxígeno disponible. En condiciones normales de presión atmosférica (es decir, equivalentes a una presión parcial de oxígeno (pO2) 135 mm Hg) el contenido mínimo de oxígeno debe ser del 18% expresado en volumen. Las atmósferas deficientes en O, no originan signos adecuados de alarma y la mayoría de los asfixiantes simples son inodoros.
Requisitos internacionales.
Si bien nuestra Armada no está obligada a cumplir con requisitos de marinas u organismos extranjeros, para la Organización Tratado del Atlántico Norte (OTAN), los submarinos deben poseer ciertos parámetros estandarizados para que en caso de algún desastre submarino (DISSUB) puedan ser rescatadas sus dotaciones por medios de esta organización.
En base a esta necesidad se desarrolló el concepto de la Oficina de Coordinación Internacional de Escape y Rescate Submarino, llamada ISMERLO2. El objetivo principal de la ISMERLO es establecer los procedimientos relacionados a este tipo de operaciones y establecer la normativa internacional necesaria para que las Armadas que cuentan con submarinos y que necesiten realizar una eventual operación de escape y rescate submarino puedan estar preparadas para cumplir con la estandarización producto de la consulta, el consenso y la coordinación de las naciones que operan submarinos.
La norma establecida por la OTAN está regida por las publicaciones ATP-10 "Manual de Requerimientos e Instrucciones para la Ejecución de un Rescate Submarino Internacional con los recursos de rescate de la U.S. Navy" y ATP-57 " Manual de rescate de Submarinos", Este último, es el manual al que los comandantes de diferentes nacionalidades deben referirse para efectuar las coordinaciones de esfuerzo necesarias para concretar la ayuda ante un rescate que involucra todos los recursos disponibles por la ISMERLO.
Para que nuestra Armada pueda participar activamente en este programa, donde podamos optar a ser asistidos con estos equipos y sistemas en el momento menos deseado de un posible desastre submarino a algunas de nuestras unidades, se deben cumplir una serie de requisitos que permitan que la ISMLRLO a través del SMERWG3, certifique a nuestros submarinos y nuestra Armada, para poder llevar a cabo en forma conjunta con todos estos países una posible operación de escape o rescate de la tripulación de un submarino hundido. Entre estas consideraciones tenemos: la modificación de las escotillas de los submarinos con los estándares establecidos según la norma STANAG 1297 que permita su acoplamiento con los vehículos de rescate, la certificación de aeropuertos, capacidad de las carreteras, equipamiento en los puertos (grúas, equipos especiales de manejo de container, profundidades mínimas), cumplir con ciertos procesos administrativos y de control tales corno convenios de permisos diplomáticos, convenios de coordinación policial/ militar de asistencia al arribo de la fuerza de rescate y convenios de coordinación con autoridades portuarias y aeroportuarias entre otros. Adicionalmente son necesarios algunos sistemas y equipos que sirvan de apoyo a la fuerza de rescate y ayuden a garantizar la supervivencia del personal a bordo durante un siniestro.
¿Por qué monitorear la atmósfera?
Condiciones normales que debe tener una atmósfera respirable:
a) El porcentaje normal de oxígeno (O2) en el aire atmosférico es del 21 %*. Este es el nivel normal al que está adaptado el sistema respiratorio humano. Si este porcentaje baja, no se ve afectada la vida en forma inmediata, pero se nota el aire enrarecido, el respirar exige un esfuerzo y la persona puede sentirse embotada.
Por debajo del 17%, ya la concentración adquiere niveles peligrosos, comenzando a producirse desmayos. Con una concentración del 10% se produce la muerte celular. Por lo expuesto, en nuestros submarinos se considera corno normalmente admisible una concentración del 18%, antes de que sea necesario renovar el aire interno.
El cubaje de un submarino TR 1700 es de 1300 m3 De esta cantidad, sólo un 21 % es oxígeno, pudiendo deducirse así:
V TA= vol. total de aire en el compartimiento = 1300 m3 = 1300000 1
Vox = vol. total de oxígeno en el compartimento = 13000001 x 0,21= 273 0001
La equivalencia entre metros cúbicos y litros responde a que normalmente, los consumos respiratorios humanos se expresan en unidades de capacidad. Ahora bien, la cantidad de oxígeno realmente disponible para que la dotación pueda sobrevivir adecuadamente será solamente de un 3% del volumen total de aire, pues es la diferencia necesaria para disminuir la concentración de oxígeno desde el 21 % al mínimo admisible de 18%. Por lo tanto:
VOR = volumen de oxígeno respirable = 13000001 x 0,03 = 39 0001
Conociendo que el consumo promedio de oxígeno por hombre es de 24 litros por hora6 en condiciones normales sin actividad física, podremos determinar el tiempo necesario para que la concentración de oxígeno descienda al 18% (que denominaremos Ti) de la siguiente manera:
CO = consumo de oxígeno de la dotación (39 hombres) = 24 l/h x 39 = 936 l/h
Cabe destacar que los submarinos clase TR 1700 poseen dos compartimentos estancos, por lo tanto, ante alguna inundación está en condiciones de sellar una de estas secciones y la dotación permanecer en la restante.
Esto nos daría un:
Ttotal= 21 h 10 min aproximadamente 7 Como podemos apreciar, este es un tiempo bastante corto en relación a los que se manejan en una operación de salvamento.
b) Analizaremos ahora otro gas presente en el aire atmosférico y de importancia para la supervivencia humana: el dióxido de carbono (CO2).
El contenido normal de este gas en la atmósfera varía entre el 0,02% y el 0,04%. Si estos valores aumentan comienzan a producirse trastornos en el cuerpo humano, entre ellos cefaleas, vaso dilatación periférica, somnolencia, etc. Niveles por encima del 2% son peligrosos, considerándose que se produce una intoxicación severa al 5%; si la concentración aumenta al 9% se producen desmayos, y al 25% la muerte. A bordo de nuestros submarinos se considera como máximo aceptable un nivel del 1 %.
El dióxido de carbono es un producto normal del proceso respiratorio. Cada persona adulta produce un promedio de 30,6 litros por hora de este gas, realizando la actividad normal y habitual en navegación*.
Para controlar la concentración de este gas a bordo, se cuenta con absorbedores de CO2 constituidos por recipientes plásticos (canisters) rellenos de cal-soda. Eista sustancia es un absorbente natural del C02 y está compuesta por un 90% de hidróxido de sodio y un 10% de hidróxido de calcio. Dichos recipientes se colocan en un dispositivo especial acoplado al sistema de ventilación, haciendo que el aire circulante pase a través de ellos, depositándose allí el C02. Una vez iniciado este proceso, tarea que debe hacerse antes de que el CO2 alcance el 0,8%, la concentración del mismo en el aire comenzará a estabilizarse y no sobrepasará el 1%.
El procedimiento de regeneración se lleva a cabo colocando en el dispositivo 6 canisters por vez, se deja pasar el aire por ellos durante 6 horas, y luego se invierten la entrada y salida, haciendo que el aire circule ahora en sentido inverso por los mismos durante otras 6 horas. Al cabo de ese tiempo, la cal soda estará saturada.
O sea que podemos considerar que un grupo de 6 canisters tiene un tiempo de utilidad de 12 horas.
Suponiendo que la regeneración se inicia dentro de estos parámetros (ej.: al llegar al 0,3-0,4%) y con una cantidad de 180 canisters disponibles (reserva normal en cada sección del submarino TR 1700) dispondremos de un tiempo total en capacidad de absorber CO2 (T abs.) de:
T abs. = cantidad de grupos de canisters x duración de cada grupo
O sea que se lograría mantener el nivel de CO2 por debajo del 1% durante un periodo aproximado de 15 días.
c)Debemos hacer notar que seguramente durante el DISSUB no se contará con energía eléctrica a bordo disponible para el funcionamiento de los ventiladores que hacen circular el aire, hecho bastante probable, por lo tanto, el aire no sería recirculado, surgiendo los siguientes problemas:
Dióxido de Carbono: el aire no pasará por los filtros de cal-soda, por lo que su concentración aumentará sin control, llegando al 2% en aproximadamente 13 horas, siendo en este caso el factor determinante de la supervivencia.
Hasta aquí el análisis de las variaciones en la atmósfera del submarino siniestrado, obteniendo los distintos tiempos de autonomía que han surgido de las relaciones establecidas.
¿Por qué puede cambiar la condición anterior?
Las averías que llega a sufrir un submarino, pueden resultar de explosiones, colisiones, fallas de material u otras causas. Cualquiera fuera, debe suponerse que la inundación de alguno de los compartimentos, impedirán al submarino salir a superficie por sus propios medios (situación agravada en submarinos sin subdivisiones estancas).
Demorarse en los tiempos de accionar, implica la reducción del contenido de oxígeno, con la consecuente elevación de anhídrido carbónico en el ambiente, lo que da por resultado una disminución de la vitalidad de la tripulación.
Además, generalmente se producirá en el compartimiento seco del submarino siniestrado un aumento de la presión interna, por sobre la atmosférica normal, que puede tener valores y causas variables (ingreso de agua al compartimiento, igualación de presiones con la externa para disminuir pequeñas vías de agua, venteo al interno del contenido de botellones de aire comprimido, etc.).
Por tratarse de un ambiente completamente cerrado es notable la degradación de la atmósfera interna del submarino, hasta llegar a un punto, eventualmente, en que la vida humana seria insostenible. Esta degradación puede medirse tanto en parámetros de calidad como de cantidad del aire disponible para respiración.
Todos estos cambios de presión a que se ven sometidos los tripulantes incidirán luego en los tiempos disponibles para realizar un escape, y en la necesidad o no de ser recomprimidos en cámaras hiperbáricas luego de llegados a la superficie.
Estas variaciones de presión que seguramente ocurrirán desde el momento mismo del siniestro, son las que nos interesan estudiar.
Causas / efectos en la tripulación debido al cambio en la atmósfera interna:
El hombre, por poseer un organismo adaptado a la vida terrestre, tiene una fisiología preparada para la respiración del aire a la presión atmosférica, cuyo valor es de 1,033 kgf/cm2 en condiciones normales. Toda variación a esta presión externa influirá en mayor o menor grado sobre el funcionamiento de sus tejidos corporales.
A bordo del submarino la presión del aire en el interno aumentará por diversos factores. Debido a la diversidad de causas el aumento total de presión será difícil de cuantificar, pero debernos considerar como cierto que este incremento seguirá produciéndose hasta el momento mismo del salvamento.
El principal efecto del aumento de presión sobre el cuerpo humano, cuando la exposición a la misma es prolongada, es el que se verifica en la sangre o en los tejidos. Estos absorben una mayor cantidad de gas inerte (nitrógeno atmosférico – N2) de la que absorberían a presión normal. Si la dotación realizase un escape en estas condiciones, al disminuirse la presión (descompresión) el cuerpo irá eliminando a través de la respiración el exceso de N2. Si esta descompresión es brusca los pulmones no podrán liberar Todo el gas con la suficiente rapidez, provocando la formación de burbujas gaseosas en la sangre y otros tejidos, que de acuerdo con su número, tamaño y ubicación pueden producir una amplia variedad de síntomas: dolor, pérdida del conocimiento y hasta la muerte.
Este trastorno es conocido como la "enfermedad de la descompresión" o "embolia gaseosa". Para que la sangre llegue a saturarse a una presión determinada debe transcurrir un tiempo mínimo.
Si el individuo vuelve a la presión normal antes de que ese tiempo transcurra, el peligro de contraer embolia gaseosa será menor*. Todo lo antedicho condicionará al personal.
Como podemos apreciar la presión no será un factor determinante que influya en el tiempo de supervivencia de los náufragos encerrados en el submarino, pero será critico al momento de llegar a la superficie luego del escape.
EL ATP 57 en su capítulo seis, muestra la Tabla 2 que estipula si el escape es o no factible en el DISSUB, de acuerdo a las presiones absolutas.
Ahora bien, si la atmósfera interna no se vio afectada en el DISSUB la dotación contará para realizar la maniobra de puesta en presión para el escape, ya sea colectivo o en garita, con los tiempos que figuran en la tabla 3, para no requerir de un tratamiento en la cámara hiperbárica10.
Por lo anteriormente mencionado el jefe del Departamento Armamento, quién es el responsable de Rol de escape en los submarinos argentinos11, deberá contar con un monitoreo preciso de las presiones parciales de los gases mencionados, prestando mayor atención al O2, y tener presente los tiempos de puesta en presión.
Al momento del escape se deberá comunicar por los medios disponibles al buque de superficie si lo hubiere, las presiones parciales a las que se realiza la maniobra, para así adecuar correctamente el tratamiento médico a que será sometido el personal.
Posibles soluciones
De acuerdo a las falencias que hemos presentado, las incidencias sobre el ser humano y las reglamentaciones internacionales que son de interés ante un posible DISSUB, estamos en condiciones de afirmar que es necesario adquirir un sistema de control de atmósfera que permita medir la presión del interno y las presiones parciales de oxígeno y dióxido de carbono.
Si bien el trabajo no fue ideado para elegir uno u otro dispositivo que se encuentran en el mercado, sino la de poner en claro el problema ante los Organismos pertinentes, mostraremos los equipos que existen en la actualidad y son usados por otras marinas del mundo.
•El primero que presentaremos ha sido instalado en los Submarinos Clase SAURO Batch IV de la Armada Italiana, es el "ANALOX, modelo SUB Mk II P", este dispositivo es capaz de supervisar hasta seis parámetros y mostrarlos al mismo tiempo en su pantalla LCD12 retro iluminada alfanumérica. La unidad puede soportar presiones de hasta 60 bares absolutos. Fig. Nº1
Este dispositivo fue probado en el tanque de entrenamiento para escape de la marina británica. Actualmente el fabricante tiene firmado con la marina de los Estados Unidos un contrato para proporcionar a sus submarinos este tipo de dispositivo.
•El siguiente dispositivo es adoptado por la Armada portuguesa a bordo de sus submarinos clase ALBACORA (DAPHNE), es el analizador de O2, "PARAMAX OX- 101, y el "COLOREX BG 13 101 /A1" para rnonitorear el Co2. Fig. Nº2
El Parainax-101 es un analizador de oxígeno con un rango de 0-100% con la capacidad de ser ajustado para operar dentro de un 1 %. Posee en la parte trasera conectores para enlazarlo con una PC, la cual mediante un software sencillo almacena la información.
•Otras marinas como ser la de Brasil, España y Perú, utilizan los equipos de la empresa DRÁGER, que es líder en monitoreo de gases, en la fíg. Nº3 se pueden apreciar los sensores que son montados en los diferentes compartimentos del submarino para censar los gases.
Resultados y conclusiones
La gente que tripula los submarinos siente por su profesión un orgullo muy grande y a su vez cierta indiferencia con respecto a los riesgos que implica trabajar en ese medio ambiente. Merced a su diario enfrentamiento, el constante adiestramiento genera confianza y la confianza genera seguridad. Así, para una tripulación bien adiestrada y confiada, la idea de un trabajo riesgoso no se vive como un problema. La marina de los Estados Unidos tomó conciencia en el desarrollo de medios y sistemas aplicables a todo lo que se refiere a un DISSUB, recién cuando sufrieron la perdida de dos submarinos en la década del 20.
Como se ha dicho anteriormente, la probabilidad de accidentes de submarinos es hoy estadísticamente baja, debido a la rigurosa preparación del personal y al perfeccionamiento en la construcción y equipamiento de los submarinos, en los últimos noventa años hubieron más de 170 pérdidas de submarinos en épocas de paz, y el 85% de éstas ha ocurrido en aguas relativamente poco profundas. En estos accidentes, 60% de los tripulantes sobrevivió al incidente inicial. Sin embargo, la mayoría pereció después en la progresivamente deteriorada atmósfera de los submarinos y luego de realizar el escape.
De acuerdo a todo esto se llega a la conclusión de que el control de atmósfera en los submarinos es importantísimo y se considera factible sin muchas modificaciones montar a bordo de nuestras unidades submarinas, algunos de los equipos mencionados. Contar con información detallada y confiable ante un DISSUB así como de las condiciones en el lugar y en el interior del submarino, es imprescindible para que un equipo de rescate pueda realizar un preciso diagnóstico de la situación y planificar sus acciones.
De los dispositivos ya presentados, se aprecia que el que cumple con todas las especificaciones internacionales en salvamento de submarinos es el que usa la marina italiana, en sus submarinos Clase SAURO, el"ANALOX, modelo SUB Mk II P".
Se deberían instalar a bordo dos equipos por submarinos de la Clase "SANTA CRUZ", uno para cada sección estanca y otro para el submarino de la Clase "SALTA".
En el caso de los submarinos Clase "SANTA CRUZ", convendría realizar a través de los entes técnicos correspondientes de la Armada, el estudio de factibilidad de hacer llegar las señales de ambos equipos a la Consola Control de Buque, que se encuentra en el compartimiento de Comando, para que el Oficial de Inmersión tenga así constantemente el monitoreo de todo el submarino.
Por último, deseo resaltar las palabras de uno de los sobrevivientes del hundimiento del submarino BAP "PACOCHA" de la Marina de Guerra de Perú, Contraalmirante (R) Ramón Arrospide Mejía.
"... Es muy común hoy en día, como en otros actos de la vida, que por ausencia de motivación, exigencias de la rutina general y limitaciones en el presupuesto se genere un compromiso peligroso al no prepararse adecuadamente para este evento, sentimiento muchas veces creado por los mismos submarinistas ante la confianza de su seguridad y eficiencia operativa, basadas en un buen material y bien entrenado personal, por la limitación que imponen las grandes profundidades en las áreas de operaciones; por la mayor profundidad de operación de los submarinos modernos u otros motivos, que crean una aparente sensación de imposibilidad de rescate y se descuidan los pasos primarios y esenciales para su propia seguridad.."
Referencias:
•1 Por sus siglas en Inglés (Standardization agreement)
•2 Por sus siglas en inglés "International Submarie Escape and Rescue Liaison Office"
•3 Por sus siglas en ingles "The Submarine Escape and Rescue Working Group"
•4 Para éste y los cálculos subsiguientes, todos los porcentajes de mezclas de gases que se utilicen estarán expresados en términos de por ciento en volumen.
•5 Se denomina así al volumen total de aire circulante que existe dentro de un submarino. En forma sencilla puede establecerse como la diferencia entre el volumen interno total del casco resistente (obtenido a partir de las dimensiones geométricas del mismo) y en volumen ocupado por lodos los elementos que se encuentran dentro de él (maquinarias, amoblamientos, tuberías, carga, armamento, etc.). Conceptualmente es similar al factor denominado PERMEABILIDAD DE VOLUMEN de compartimentos, que se utiliza para cálculos de inundación en arquitectura naval.
•6 Dato obtenido por el Centro de Medicina Subacua de la Armada Argentina, en base a la extrapolación de los valores medidos en la campaña a Norfolk (USA) realizada por el submarino AR.A "SAN JUAN", en el año 1994.
•7 Si se tiene en cuenta el compartimiento popel de un submarino TR1700 de 800 m3 de volumen.
• 8 Centro de Medicina Subácua (ARA), "Informe Técnico: Determinación de la producción de CO2 en el submarino ARA "SANTA CRUZ", Mar del Plata, 1991.
•9 Esto es así debido a que en la sangre se verificará la Ley de Henry, la cual establece que: "Todo gas en contacto con un líquido, sobre el cual no ejerce acción química, se disuelve en él en cantidades proporcionales a su presión absoluta, a la temperatura y al tiempo de exposición."
•10 ARMADA ARGENTINA, "MANUAL DE BUCEO", Pág. 22-11,Escuela de Buceo, Bs. As., 1983 •11 ARMADA ARGENT1NA, "MANUAL DE ROLES OPERATIVOS DE LOS SUBMARINOS CLASE SALTA" Cap. 2.3.3,2007.
• 12 "Por sus siglas en inglés (Display cristal liquid).
Autor: TNCUNASB Walter Darío TIGERO
Fuente;Armada Argentina – ESOA - 2009
Revista de la Unidad Académica ESCUELA DE OFICIALES DE LA ARMADA
• 1998 Egresó de la Escuela Naval Militar.
•1999 Ayudante del Jefe del Departamento Operaciones Corbeta A. R. A. "Rosales".
•2000 Jefe del Cargo Servicios y Pañoles Aviso A.R.A. "Irigoyen".
•2001 Curso de Especialización en Armas Submarinas Escuela de Oficiales de la Armada.
•2002 Capacitación en Submarinos Escuela de Submarinos y Buceo.
•2003 Dotación Complementaria Submarino A.R.A. "Santa Cruz"-Submarino A.R.A. "Salta".
•2004-05 Jefe de Navegación Submarino A.R.A. "Salta".
•2006-07 Jefe del Departamento Armamento Submarino A.R.A. "Salta".
•2008 Curso Aplicativo para Oficiales Navales Escuela de Oficiales de la Armada.
•2009 Actualmente Jefe de Operaciones Submarino A.R.A. "Salta".
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