La mayor semejanza eran, como bien sabían los expertos en submarino los de la clase Walrus de los Países Bajos
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| El DIA (La Herradura) |
El 14 de noviembre de 2022 la población de La Herradura en Chile se despertó con una fotográfía impactante en el diario “El Día”: en portada se veía un submarino rodeado por bañistas con kayaks y padel surf que en algún caso lograron subirse a su cubierta.
También llegó la noticia con las imágenes a otros muchos puntos de Chile y del extranjero. Muchos pensaron que se trataba de un paso mas de la prometida INTEGRACIÓN entre la Fuerzas Armadas Chilenas y su pueblo.
La visita formaba parte de un recorrido planificado que, partiendo de su base en Talcahuano, recorrería diferentes puertos chilenos y también alguno extranjero. Según informó el capitán marítimo de La Herradura, la “tourné” incluía a Peral Harbor (Hawai, EE.UU.) para participar en los ejercicios RIMPAC liderados por los EE.UU. que se realiza cada dos años, en este evento internacional los submarinos convencionales (Diesel-Eléctricos) latinoamericanos suelen hacer de falso enemigo para ver como los localizan o no los submarino nucleares USA.
Con relación al difusor de la vela esta fue tal vez la primera que se conseguía fotografiar por personal civil a tan poca distancia, hemos hecho alguno dibujos para entender mejor la cuestión.
Vista cenital del submarino y con el difusor remarcado en el recuadro rojo. Elaboración propia a partir de toma aérea, Lezo System, Disnaval n.v. (Vicent Fuster).
Vista aérea de l submarino en navegación.
Simplificación del difusor y su situación en la parte superior del escape de la vela. Elaboración propia: Ostap Y. (Disnaval n.v.)
ANALISIS MORFOLOGICO DEL DIFUSOR DE CALOR DE LA EXHAUSTACION SITUADO EN LA VELA DEL SUBMARINO CHILENO SS GENERAL O'HIGGINS
Aspecto exterior del difusor de calor de gases de exhaustación del O'Higgins
hipótesis de funcionamiento de mezcla agua de mar con gases de exhaustaxión
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| El DIA (La Herradura) |
Lo que no paso sin llamar la atención de los numerosos visitantes que lograron acercarse al buque sumergible era la nueva protuberancia que presentaba en la vela (torreta) del submarino en la parte popel (atrás) y superior de la vela. Una especie de pico de “Pájaro Loco/Loquillo” diferente a todo lo que estamos acostumbrados a ver en materia de submarinos con solo una excepción que luego explicaremos.
Las fotos que se habían publicado hasta ese momento (2018) y desde que el O'Higgins acabó su "refit" en 2016 eran lejanas y no permitían apreciar bien el nuevo apéndice y por tanto su función: , se apreciaba el apéndice de la vela, pero era imposible apreciar en ella si se trataba de mejorar la hidrodinámica, de expeler los gases de escape por debajo de el o por dentro del mismo. Lo primero y lo segundo era comun a muchos modelos de submarinos presentes y pasados, lo segundo no tanto.
Visto desde cerca lo del O'Higgins se parecia un poco mas al pico del PAJARO LOCO/LOQUILLO que a cualquier cosa conocida excepto un caso.....
La vela del submarino O'Higgins después de la transformación con el difusor de calor
EL PAJARO LOCO/LOQUILLO, Warner Broos, Ben Hardaway, Walter Lantz.
La mayor semejanza eran, como bien sabían los expertos en submarino los de la clase Walrus de los Países Bajos y en este caso sí se conocía bien la razón de semejante accesorio: mezclar las frías aguas del mar del Atlántico Norte (con corrientes árticas) con los gases y aguas de exhaustación de los motores diesel para enfriarlos y evitar la localización del submarino, especialmente por medios aéreos con detectores infrarrojos de calor.
Batiburrillo Submarino (detalle)
Razón y Fuerza.
Pero la pregunta es evidente: que tienen los Países bajos en común con Chile y a su vez no tienen Indonesia o la India (luego veremos porque citamos a estos países): la respuesta es AGUAS MUY FRIAS. En el caso holandés (mas frías) porque sus aguas naturales de navegación están a su noroeste en el Atlántico Norte y reciben corrientes del Ártico y en el caso de Chile porque la corriente de Humbolt empuja las aguas profundas, mas frías, en dirección oeste-este y sur-norte y las hace emerger en las costas chilenas haciendo que las aguas, tanto costeras como de su área de influencia térmica, estén varios grados por debajo de lo que correspondería a su altitud si tuviesen otra orientación.
Las tuberías de exhustación (gris claro) se dirigen a la parte superior y popel de la vela, a la altura de la base de la vela, al pie del tronco de escape, se encuentra la válvula de exhaustación húmeda Riva Calzoni. Ortuzar Maturana, Raul. CF Armada de Chile (detalle de parte).
Riva Calzoni S.P.A.: Valvula de exhaustación para submarinos. Clase Agosta/Galerna) (ARMADA ESPAÑOLA),
VALVULAS HÚMEDAS PARA EXHAUSTACIÓN DE SUBMARINOS RIVA CALZONI (GRUPO HARRIS 3)
Con relación al sistema para disipar el calor de los gases de escape en el momento de la construcción de estos submarinos nos remitimos a las palabras del Capitán de Fragata de la Armada Chilena e Ingeniero Naval, Raul Ortuzar Maturana, en su escrito...
RENOVACIÓN SCORPÉNEs CHILE:
La Armada de Chile ha acometido recientemente trabajos de renovación de sus submarinos Scorpene con el objetivo declarado de “retomar las capacidades que tenían en origen” después de unos cuantos años en servicio, en el tema que nos ocupa se ha instalado un apéndice de buen tamaño en la zona superior de la zona popel de la vela y que con toda seguridad tiene como objetivo el mezclar con agua los gases de exhaustación, previamente mezclados con agua también en la válvula húmeda de la casa Riva Calzoni (Nota: en origen, ignoro si esta válvula permanece aún o ha sido sustituida en la renovación).
Los trabajos fueron realizados por la empresa nacional de construcción naval ASMAR en sus instalaciones de Talcahuano con asesoramiento técnico de Naval Group. Participaron entre otros la empresa francesa ECA en los sistemas de gobierno y sus consolas
BREVE NOTA HISTÓRICA SOBRE LA EXHAUSTACIÓN DE GASES EN SUBMARINOS.
Desde que se desarrolló el Snorkel como forma de tomar aire para el motor diesel sin necesidad de sacar la vela del agua, para evitar la localización visual y después por radar , se aprovecho este apéndice para expulsar el aire viciado con ayuda de la presión de los gases de escape de los motores/generadores diesel, esto evitaba los problemas y accidentes que podría presentar un escape libre bajo el agua si la válvula de no retorno se estropeaba o por error se quedaba abierta.
Esquema de entradas de aire y exhaustación de aire viciado y gases de un Uboot aleman. El numero 20 corresponde a la válvula de exhaustación, al pie del tronco de salida de gases a través del snorkel.
La cosa se complico cuando se descubrieron las cámaras / detectores de infrarrojos que captan la temperatura de la superficie de los objetos presentándosela al usuario en forma de tonos de gris (mas claro=mas caliente) o en colores (mas cálido el color= mas caliente). Desde ese momento era fácil localizar a los submarinos desde el aire incluso en días nublados o de noche mediante la emisión de calor de los escapes del motor. Los ingenieros empezaron a tener que complicarse un poco mas la vida con este tema.
Lo mismo ocurre con los gases que expele el sistema de exhaustación de un submarino, por ello los que están concebidos para navegar preferentemente por aguas frías suelen utilizar válvulas de exhaustación húmedas, estas válvulas tienen como misión evitar que entre agua al sistema de tubos que canalizan los gases cuando no se están utilizando de salida pero además en el caso de las válvulas húmedas mezclan los gases con agua de mar para bajar la temperatura, a cambio son mas complejas, costosas y susceptibles de averiarse con posibles consecuencias graves, es un equilibrio complicado entre las necesidades de mantener el sigilo en la firma térmica del buque y el complicar su mantenimiento, cada país debe optar por el que mejor se adapte a sus zonas de patrulla y previsible uso.
A este respecto es interesante reseñar el articulo que dedico la revista especializada en defensa de lengua española INFODEFENSA con fecha 31 de diciembre de 2018:
“LA ARMADA DE CHILE AVANZA EN LA RENOVACIÓN DE SUS MEDIOS NAVALES Y AÉREOS”
(...) SUBMARINO CLASE SCORPENE:
La Fuerza de Submarinos finalizo en 2018 el primer programa mundial de recuperación integral de submarinos de la clase Scorpene. Este programa, efectuado en las instalaciones de ASMAR TALCAHUANO permitió recobrar las capacidades nominales originales de diseño de los submarinos SS-23 General O'Higgins y SS-22 General Carrera que estaban en servicio en la Armada de Chile desde la primera década del siglo XXI.
El trabajo realizado por el astillero nacional abarcó la recuperación completa del casco, motores eléctricos y diésel, activación y remplazo de las baterías además de la revisión y recuperación de todos los componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos, ópticos e hidráulicos que poseen estas plataformas de combate construidas por Naval Group (¿.y Navantia?)
El primer refit se realizó en el SS-23 General O'Higgins y finalizó en 2016. Por su parte el SS-22 General Carrera finalizó este programa en el segundo semestre de 2018. Cabe destacar que el S-23 General O'Higgins INCORPORÓ UN DISIPADOR DE CALOR PARA REDUCIR LA FIRMA TERMICA GENERADA POR LOS GASES DE ESCAPE DIFICULTANDO LAS TAREAS DE DETECCIÓN DE SENSORES TÉRMICOS EMBARCADOS EN AERONAVES.”
VIERNES, 18 DE MAYO DE 2018
Infodefensa: El SS O’Higgins Incorpora Un Sistema de Disipación de Calor
Infodefensa./ noticiasffachile.blogspot.com
Si comparamos la modificación con la de los otros países que adquirieron submarinos Scorpene veremos que solo la India le puso a su vela un pequeño resalte longitudinal para generar una cierta turbulencia que ayudase a mezclar el agua y los gases a mayor temperatura con el medio acuático del entorno.
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| Naval News, HI Sutton. |
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- POSTDATA (25/05/23) SUBMARINOS SCORPENE DE BRASIL:
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En el caso de los submarinos Scorpène de Brasil se ha optado por la misma solución que en los indios: la exhustación se produce por el centro de la torreta y sale por unas tubería que va hacia la popa mitad fuera y mitad dentro de la carcasa de la vela con lo que se produce un cierto enfriamiento de los gases. En el caso brasileño esta solución se añadió después en una de sus carenas y de hecho no aparece en la tabla de diferencias de modelos de Scorpène que publicó HI Sutton en 2021.
Botadura Submarino S40 Riachuelo (DIC2018)
Ceremonia de Incorporación del submarino Riachuelo (SEP2022)
EXPLICACIÓN SOBRE EL FUNCIONAMIENTO DE LA CÁMARAS IR (INFRARED O INFRAROJAS)
Para seguir comprendiendo el porque de la colocación de los apéndices difusores en submarinos de un par de países con aguas frías debemos comprender bien cual es el funcionamiento de los sistemas de detección de objetos mediante el calor.
Las emisiones del espectro que denominamos IR (Infrarojas) van de longitudes de onda de 0,75 a 1.000 micrómetros (desde el rango visible hasta los microondas) y nos indica lo caliente o fría que esta la superficie, y por tanto también el objeto al que estamos enfocando
Alguien podría decir: los gases de salida del motor están a la misma temperatura en un determinado submarino que navegue por aguas brasileñas que en otro de su misma clase que lo haga por aguas holandesas, por tanto la necesidad de enfriar los gases seria la misma: GRAN ERROR. Para comprenderlo debemos saber que lo que hacen los sistemas de detección mediante infrarrojos, tanto operados por un ser humano como los que emplean inteligencia artificial no es solo por la temperatura de un objeto, que también, sino por el contrate de temperatura de ese objeto con su entorno, para entendernos: si calentamos una sartén a 80 grados será mucho mas fácil distinguirla si la ponemos en la nieve del circulo polar ártico a -20° C. que si la ponemos en la arena de un desierto a +60° C. El gradiente de temperatura entre el objeto y su entorno es lo que nos permitirá detectar un objeto o persona por su temperatura.
Última imagen de la temperatura de la superficie del mar Fte.: Centros Nacionales de Predicción Ambiental procesado por McIDAS de SSEC
Por ese motivo el oficial chileno que escribió el informe sobre las especificaciones técnicas del pedido de construcción hablaba de “diferencia de 10° C entre la temperatura del agua a la entrada del circuito y del de salida”. No les preocupaba tanto la temperatura absoluta como la relativa.
Bola del sistema optrónico multiespectral (cámara diurna mas zoom, cámara visión nocturna con intensificador (FLIR) y visión IR (Térmica), Telémetro laser. Montada en morro de helicóptero antisubmarino de un buque de los Países Bajos
En los submarinos convencionales, al ser la propulsión diesel eléctrica la mayor fuente de calor son los motores-generadores de gasoil y, en el exterior de su casco, las emisiones de gases de los mismos así como la expulsión del agua de mar necesaria para enfriarlos. Por ello para hacer mas difícil su detección todos los países que los operan y los propios diseñadores y fabricantes intentan buscar sistemas para hacerlos mas sigilosos en el momento de la carga de baterías que es su talón de Aquiles en cuanto a detectabilidad.
Esquema característico de propulsión diésel-eléctrica (5)
Imagen característica de un buque sin sistemas de supresión IR (10)
Imagen IR de un buque de superficie sin medidas de disipación del calor, la zona mas clara corresponde a la chimenea de escape de gases del motor diesel. Crédito imagen: Thomson J.
Simulación de visualización de una pantalla de visor nocturno con intensificador de luz ”FLIR” y firma térmica de una embarcación de recreo en un sistema con cámara multiespectral.
Lo mismo ocurre con los gases que expele el sistema de exhaustación de un submarino, por ello los que están concebidos para navegar preferentemente por aguas frías suelen utilizar válvulas de exhaustación húmedas, estas válvulas tienen como misión evitar que entre agua al sistema de tubos que canalizan los gases cuando no se están utilizando de salida pero además en el caso de las válvulas húmedas mezclan los gases con agua de mar para bajar la temperatura, a cambio son mas complejas, costosas y susceptibles de averiarse con posibles consecuencias graves, es un equilibrio complicado entre las necesidades de mantener el sigilo en la firma térmica del buque y el complicar su mantenimiento, cada país debe optar por el que mejor se adapte a sus zonas de patrulla y previsible uso.
RENOVACIÓN DE LOS SUBMARINOS SCORPENE CHILENOS (O'HIGGINS Y CARRERA)
“INFORME: DIFUSOR DE GASES DE EXHAUSTACIÓN DEL SUBMARINO O'HIGGINS.
INTRODUCCIÓN:
Según informantes de validez contrastada la renovación acometida recientemente en el submarino chileno O'Higgins incluye una modificación singular en la zona superior de la zona de escape de la vela en forma de apéndice con forma de tronco de cono achatado en su eje vertical, en mi opinión todo indica que se trataría de un difusor destinado a mezclar los gases de exahustación del motor con el agua circundante de manera que al utilizarlo a profundidad de snorkel las burbujas resultantes resulten mas frías con relación a la temperatura de salida que sin este equipo, también tienen la virtud de alejar y diseminar las burbujas y de reducir su tamaño por lo que la firma térmica del submarino es menor y mas difícil su detección por cámaras y sensores IR (Infrared/Infrarojos).
ANTECEDENTES:
La construcción y compra de los submarinos chilenos Scorpene fueron negociados entre Chile y la parte española del consorcio fabricante hispano-francés. Se trataba de un submarino especialmente concebido para la exportación con tecnología francesa y construido a medias entre un “pool” formado por España (empresa BAZÁN/IZAR, ahora NAVANTIA) que construía las popas y la parte francesa (Empresa DCNS, ahora NAVAL GROUP) que construía las proas.
Posteriormente ambas partes se ensamblaban siguiendo el mismo esquema: el “General o'Higgins" se ensamblo y puso al agua en Burdeos (Francia) y el “General Carrera" en Cartagena (España).
La vela de un Scorpene chileno en el momento de la entrega: SS-22 General Carrera (Navantia, Cartagena, España)
Ortuzar Maturana, Raul. CF Armada de Chile.
A continuación este mismo esquema se repitió con los dos submarinos destinados a Malasia.
Como dato importante a retener los destinados a Chile salieron del astillero que construyó las popas (Cartagena, España) con una válvula de exhaustación (escape de los motores y aire viciado) húmeda, de la casa italiana Riva Calzoni, que mezclaba los gases con agua circundante, mientras que los destinados a Malasia lo fueron con válvula seca (sin mezclar) . Luego veremos que las diferentes temperaturas de los mares chilenos (frías) y malasios (cálidas) tiene mucho que ver con esto.
El consorcio se disolvió en 2009 por desavenencias en las políticas comerciales entre España y Francia. Francia continuó con su comercial y técnicamente exitoso Scorpene y España inició la incierta aventura de diseñar casi desde cero un nuevo submarino que al escribir estas líneas empieza a dar sus frutos: los S-80 (Ahora S-80 Plus).
El O'Higgins fué entregado a la Armada de Chile en 2005 y el Carrera en 2006.
SISTEMAS SIMILARES:
Aunque numerosas marinas militares disponen de submarino con pequeños apéndices o planos de navegación en la misma zona en la que se ha situado el difusor de gases del O'Higgins no se trata ni mucho menos de algo de las dimensiones que me reportan submarinistas chilenos que ya lo han podido ver de cerca. El único antecedente destacable es el de la clase Wallruss de la Marina Real de los Países Bajos.
Vela de un submarino clase 209 de fabricación alemana.
Lo que es bien cierto es que al acabar la renovación del O'Higgins, en 2016, empezó la del SS-22 General Carrera, finalizada en 2018, y a este no se le incorporó el difusor de marras probablemente porque, aunque las aguas de Chile son fresquitas para darse un baño, no lo son tanto como para justificar un accesorio tan excepcional en la historia mundial de los submarino como la “nariz” en el cogote del O'Higgins.
BIBLIOGRAFÍA Y FUENTES:
- Pernas Urrutia, Julio Manuel, EFICIENCIA Y FIRMA INFRAROJA DEL BUQUE DE GUERRA, , Revista General de Marina (España), Mayo 2022.
- THOMPSON, J.; VAITEKUNAS, D.; BIRK, A. M. (2000): «IR Signature Suppression of Modern Naval Ships». Davis Engineering Ltd. Ottawa (Canadá), https://www.davis-eng.com/ docs/papers/irss_paper.pdf
- C.F. Chile Ortúzar Maturana R., Ingeniero Naval, Armada de Chile, CONSTRUCCIÓN SUBMARINOS SCORPÉNE , ELSNORKEL.COM, 20/07/2015. https://www.elsnorkel.com/2015/07/descripcion-de-la-construccion-de-los-primeros-submarinos-scorpenes-chile.html
- Garcia, Nicolas, LA ARMADA DE CHILE AVANZA EN LA RENOVACIÓN DE SUS MEDIOS NAVALES Y AÉREOS, INFODEFENSA, 31 diciembre, 2018. https://www.infodefensa.com/texto-diario/mostrar/3131031/armada-chile-avanza-renovacion-medios-navales-aereos
- https://www.diarioeldia.cl/region/2022/11/14/fotos-llegada-de-submarino-ohiggins-cautivo-los-habitantes-de-coquimbo-96082.html
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