O que faz um submarino implodir? »Ciência ABC

Os submarinos são maravilhas da engenharia que operam nas profundezas do oceano, suportando imensa pressão e permitindo a exploração humana sob as ondas.

Os humanos procuraram explorar e navegar no fundo do mar desde aproximadamente 300 aC. Vários métodos foram empregados para viajar debaixo d'água para pesquisas ao longo da história. Diz a lenda que a primeira tentativa de fazer um protótipo de submarino foi feita por Alexandre, o Grande.

Dito isto, aventurar-se no mar dentro de um barril de vidro dificilmente parecia um método eficaz para explorar o mundo subaquático.

Em 1578 dC, William Bourne, um oficial da marinha britânica, criou um navio com estrutura de madeira coberto com couro impermeável que poderia ser remo debaixo d’água. O primeiro submarino oficialmente documentado, denominado “Tartaruga”, foi criado durante a Guerra da Revolução Americana em 1776. Foi no final do século XIX que os submarinos eventualmente evoluíram para embarcações práticas com o desenvolvimento de sistemas de propulsão e tecnologias mais avançadas.

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Os submarinos são projetados de forma que mantenham a mesma pressão dentro de seus cascos que a pressão atmosférica ao nível do mar.

Isto faz com que nos perguntemos: por que é tão importante manter essa pressão correspondente? Se a pressão interna for significativamente diferente da pressão externa, pode exercer uma quantidade não natural de tensão no casco, levando a falhas estruturais, fugas ou mesmo implosão.

Quando um submarino está na superfície, os tanques de lastro ficam cheios de ar, tornando a embarcação menos densa que a água e permitindo-lhe flutuar. Porém, quando o submarino precisa submergir, ele libera ar dos tanques de lastro e o substitui por água, aumentando a densidade da embarcação. A pressão interna de um submarino é regulada pelo equilíbrio entre a pressão da água exercida no casco e a pressão do ar no seu interior.

Quando um submarino mergulha mais fundo, a pressão da água aumenta, comprimindo a pressão do ar dentro do casco. Assim, para equalizar a pressão dentro de um submarino durante a subida ou descida, os tanques de lastro são inundados ou bombeados de acordo. Todos os submarinos também possuem sistemas internos chamados “esferas de pressão” para evitar que a pressão interna do ar se torne muito grande.

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É evidente que os “cascos de pressão” são estruturas importantes dentro de um submarino, mas quais são exatamente as suas funções?

O casco pressurizado é a principal estrutura estanque que confere resistência ao esqueleto principal de um submarino. Ele é construído de forma que possa suportar a pressão externa exercida pelas profundezas do oceano para proteger a tripulação e os sistemas internos.

Uma das tarefas mais importantes que os engenheiros precisam ter cuidado ao projetar um submarino é garantir que os cascos pressurizados sejam resistentes a vazamentos. Deve suportar a pressão hidrostática externa sem colapsar ou deformar, mantendo ao mesmo tempo a integridade geral do casco de pressão.

Os submarinos normalmente usam recipientes geradores de oxigênio para produzir oxigênio a bordo. Um recipiente é preenchido com uma mistura de clorato de sódio e pó de ferro que, ao ser aceso, sofre uma reação química e libera gás oxigênio.

Como não há acesso direto à atmosfera, os submarinos precisam armazenar oxigênio respirável suficiente para longos períodos debaixo d’água. Dentro dos submarinos está instalado um sistema que gera oxigênio a bordo e o armazena para uso posterior.

Debaixo d'água, um dos métodos de geração de oxigênio é, obviamente, a eletrólise da água! A eletrólise divide a água em moléculas de hidrogênio e oxigênio e depois armazena oxigênio em tanques de alta pressão. Também é possível transportar cilindros de oxigênio a bordo. Esses cilindros armazenam oxigênio em alta pressão, o que pode fornecer oxigênio respirável para as pessoas dentro do submarino.

No entanto, devido a limitações técnicas e à energia consumida durante o processo, a eletrólise não é um método universalmente aceito de geração de oxigênio.