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Mensaje: <blockquote data-quote="sebastian_porras" data-source="post: 324992" data-attributes="member: 18">Esto está publicado en un libro que escribió el Almirante Castro Madero acerca del proyecto desarrollo de un SNA (Submarino Nuclear de Ataque) para la Armada Argentina a partir de un TR-1700, hecho en 1986 y publicado en 1992, y a grandes rasgos, se necesitarían:Estudio de factibilidad del SNA (Submarino Nuclear de Ataque) ArgentinoCosto y Plazo de realizaciónSobre el tema de los costos involucrados en el desarrollo y construcción de un submarino nuclear existe una persistente confusión abonada por frecuentes enunciados por parte de personas que sólo conocen tangencialmente el estado de desarrollo de la tecnología nuclear en la Argentina. Se suma también la indefinición del tipo y desplazamiento de la nave en cuestión.Los desarrollos de las plantas de enriquecimiento de uranio, de esponja de cicronio, de elementos combustibles, de berilio, de extracción, tratamiento y purificación de minerales uraníferos han sido encarados exitosamente y muchas de esas plantas se encuentran operando.Se han elaborado y adquirido decenas de códigos de cálculo neutrónico, termohidraúlicos, de resistencia, hidrodinámicos, electromagnéticos y de diseño de todos los auxiliares de un planta nuclear.Se han construido reactores de experimentación y ensayo, circuitos de alta presión y temperatura, laboratorios de análisis de material y de corrosión químicos y físicos.Se diseñan los sistemas de control y construye en el país toda la instrumentación necesaria incluyendo sistemas expertos de última generación.Se han creado grupos de diseño en todas las áreas y la industria ha contribuido sustancialmente a la construcción de las centrales nucleares que existen en el país.Pero por sobre todo se cuenta con miles de especialistas e instituciones académicas para prepararlos.En este marco, en el aprovechamiento y optimización de estos recursos y en su profundo conocimiento, es que se puede intentar estimar los costos y tiempos necesarios para el desarrollo y construcción de un submarino nuclear.La primera pregunta es: Que submarino queremos.Sin entrar en consideraciones que escaparían al motivo de este trabajo, se define que la nave que el país puede construir con la mejor relación costo-beneficio es un Submarino de Ataque con un desplazamiento de alrededor de 2.200 ton. Y con una velocidad y profundidad de inmersión de un submarino convencional. La etapa de estudio de factibilidad puede demandar un año y su costo difícilmente puede superar los 2 millones de dólares.Todo el costo involucrado en el desarrollo, incluido el prototipo de experimentación asciende a 80 millones de dólares. Puede extenderse a 100 millones en el caso de que ciertos componentes convencionales no puedan ser adquiridos en el mercado internacional y deban por consiguiente ser desarrollados.El tiempo requerido para esa etapa es de 6 años. Puede disminuirse a costa de un mayor costo y aumento de riesgos.La construcción de la primera nave, incluyendo todos los sistemas que la definirían como operativamente apta, es de 200 millones de dólares y su plazo de construcción es de cuatro años a partir del quinto año de iniciación del proyecto. Este costo debe ser comparado con los 120 millones que el precio de un submarino convencional del mismo desplazamiento.”La construcción de un submarino nuclear requiere de tres etapas básicas que pueden yuxtaponerse en el tiempo:-    Estudio de factibilidad técnico-económica -    Desarrollo de la nave-    Construcción de la naveEn la primera etapa se define el tipo de nave de acuerdo a los requerimientos operativos que establece el Estado Mayor General Naval.Estos requerimientos podrán o no ser alcanzados técnicamente pero conforman la meta escencial del diseñador hacia la cual se debe concentrar los esfuerzos. Las desviaciones debidas a problemas de carácter tecnológico o económicos, respecto a los objetivos operativos, deben ser aprobadas por el Estado Mayor General Naval y es fundamental preservar esta separación de roles.Definido el tipo de nave, se prediseñan todos sus componentes y el sistema de propulsión y elabora la primera distribución interna. Este primer diseño permite el cálculo de los parámetros operativos básicos, efectuar los primeros cálculos estructurales y realizar el balance de pesos y momentos.Se identifican para cada equipo o sistema los problemas no resueltos a nivel del equipo de proyecto y se elaboran los programas de desarrollo correspondientes.Se evalúa los costos y los tiempos de ejecución con sus respectivas incertezas.La segunda etapa principalmente en la construcción y experimentación de un reactor prototipo en tierraRequisitos a cumplir por un reactor para propulsar al Submarino NuclearPara analizar la factibilidad de construcción de un submarino nuclear hay que tener en cuenta que el reactor debe cumplir, además de los requerimientos de tener uno instalado en tierra, los derivados de su uso específico.1-    Debe poder operar en forma estable y confiable montado en una plataforma sometida  a movimiento aleatorio en sentido longitudinal y transversal.2-    Debe operar con apartamientos de la vertical de hasta 45 grados en cualquiera de sus ejes.3-    Debe poder ser instalado en un compartimento de reducidas dimensiones.4-    Debe poder aceptar rampas de potencia elevadas.5-     Se debe poder detener el reactor y mantenerlo apagado en cualquier situación operativa, accidental o producto de una avería.6-    Se debe asegurar la refrigeración del núcleo en caso de varadura, hundimiento o abandono de la nave.7-    Las estructuras, componentes y sistemas importantes para la seguridad deben soportar las cargas dinámicas derivadas de los fenómenos naturales asociados con el ámbito marino.8-    El casco del submarino, sus sistemas y componentes deberán soportar las ondas de choque provenientes de explosiones submarinas y los efectos de colisiones, encalladuras y hundimientos, así como las cargas impuestas por un accidente que modifique presiones y temperaturas de una forma significativa para el establecimiento de tensiones diferenciables.9-    Debe permitir el menor nivel de ruido posible en las diferentes condiciones de operación.Equipamiento específico de un submarino nuclearSe debe entender que la inclusión de un reactor nuclear a bordo de un submarino, impone modificaciones y mejoras en muchos sistemas propios del submarino convencional y la inclusión de otros totalmente nuevos con el objeto de que sus ventajas sean explotadas al máximo.Se pueden citar:Sistema de Control AmbientalEl problema de control ambiental en un submarino nuclear no es del convencional consistente en la generación de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono.Dado que se debe poder navegar por tiempos muy prolongados en inmersión, se produce una contaminación en el aire debida al prolongado confinamiento. Acciones habituales de la vida diaria tales como: fumar, cocinar, lavar, limpiar, mantener los equipos, generan una serie de compuestos que se diluyen en un ambiente sin renovación. La acumulación de alguno de esos compuestos puede llegar a niveles tóxicos.Desde ya que se imponen serias limitaciones y controles sobre la utilización de ciertos productos de a bordo, tales como aerosoles y solventes, pero es imposible hacerlo para todos los señalados ya que tornaría la vida a bordo casi insoportable. Es por ello que es condición indispensable disponer de un avanzado equipo de monitoreo de la pureza del aire que se respira y de eliminación de contaminantes.Otra función que se debe cumplir a bordo a través de equipamiento adecuado es el control y eliminación de bacterias, microbios y gérmenes de ambiente. Un simple estado gripal puede desencadenar una epidemia en toda la tripulación.Sistema de Navegación  El submarino convencional aprovecha sus periódicas salidas a superficie para precisar su posición geográfica y ajustar su derrota.En el caso del submarino nuclear, esa posibilidad está restringida por su utilización operativa que lo obliga a mantenerse en inmersión. Por ello el sistema de navegación debe ser del tipo inercial y de precisión.HabitabilidadLa duración de las campañas de los submarinos convencionales están limitadas básicamente por su capacidad de almacenamiento de combustible. Suelen ser del orden de algunas semanas.Para el submarino nuclear el límite está puesto por la capacidad psíquica de la tripulación a tolerar encierros prolongados superiores a tres meses.Esto cambia drásticamente el criterio de diseño de la habitabilidad del submarino tendiendo a mayores espacios, mayor privacidad, más elementos y formas de esparcimiento y en general de mejor confort. (En el caso del TR-1700 el espacio interior es de 2.5m2  por tripulante, que es suficiente).Modificaciones en el CascoEl submarino nuclear no requiere necesariamente un casco “ad-hoc”. Sin embargo la inclusión de un reactor nuclear impone la necesidad de aumentar su eslora y una redistribución interna de los pesos. El aumento de la eslora no es debido a la necesidad de compensar por el mayor peso incorporado en el reactor y su blindaje radiológico sino principalmente para mejorar las condiciones de habitabilidad de la tripulación. Esta modificación afecta en alguna medida a:Resistencia del CascoAl modificarse la eslora es necesario un nuevo análisis estructural derivado de las nuevas tensiones a que estará sometido el casco por la presión hidrostática a las profundidades de navegación del submarino. Este análisis puede aconsejar un cambio en el espesor del casco, la forma y espacio entre las cuadernas, el posicionamiento y las dimensiones de los mamparos, la distribución de los pesos y la calidad del acero empleado.FlotabilidadEl mayor volúmen del casco por un aumento de eslora, implica un aumento de flotabilidad que debe ser compensado. Los medios para ello es a través de un redimensionamiento de los tanques de lastre, el incremento de la carga útil como sería el mejoramiento del sistema de armas o el aumento del espesor del casco, el que además tendría el beneficio de aumentar la profundidad permitida en inmersión.El cálculo debe tener la suficiente precisión para limitar el incremento de lastres fijos a no más del 10% de desplazamiento. Se debe además estimar muy bien la variación de la flotabilidad debida a salinidad de las aguas, su temperatura, la contracción del casco en función de la profundidad de inmersión, el margen de variación de las cargas no fijas y la pérdida de peso por consumo durante la travesía.Equilibrio de momentosEn un submarino, mucho más que en una nave de superficie, no sólo se deben compensar las fuerzas con el objeto de mantener la flotabilidad cero, sino que además debe permanecer en posición cercana a la horizontal y asegurar la estabilidad vertical, teniendo en cuenta tanto las cargas estáticas como las dinámicas, estas últimas inducidas por la resistencia al avance.En un submarino convencional, la flexibilidad para distribuir las cargas es mayor que en uno nuclear. Si bien las baterías y el combustible de la nave suman un peso sensiblemente mayor que en un reactor nuclear, el peso concentrado del reactor y su blindaje radiológico deja poca libertad al diseñador.Control de navegación y maniobrabilidadLa capacidad de una nave para obedecer al timón y a los planos de profundidad, la estabilidad dinámica, el radio mínimo de giro, el máximo ángulo de inclinación durante los cambios de dirección están íntimamente ligados a la distribución interna de masas y sus momentos asociados de primer y segundo orden.Todos estos aspectos deben ser tenidos muy en cuenta cuando se estudia la factibilidad de cambiar el tipo de propulsión en un submarino.FatigaLa intensidad y frecuencia de las vibraciones a que está sometido un casco de submarino dependen de la velocidad de navegación. La incorporación de la propulsión nuclear importa un significativo incremento de las exigencias a las que debe responder el material de casco por lo que el efecto sobre la fatiga debe ser cuidadosamente evaluado.En la actualidad la mayoría de los cascos de los submarinos convencionales se construyen con el mismo tipo y espesor de acero que el de los nucleares, incluso en la sección donde se encuentra el reactor (que lleva un blindaje radiológico) no hay mayor protección de uno sobre el otro.En esta última década se ha introducido en la construcción de submarinos de alta profundidad, especialmente de investigación, cascos de presión de titanio, de forma esférica, principalmente, por su mejor resistencia al colapsoFuente: - ‘Argentina y el submarino de Propulsión nuclear – Posibilidades y dificultades’ editado por el CARI (Consejo Argentino para las Relaciones Internacionales e impreso en el Servicio de Hidrografía Naval),  1992,  Embajador Julio C.Carasales, Vicealmirante ® Carlos Castro Madero, Capitán de Navío ® José María CohenEl acero de alta resistencia HY-80 que equipa al TR-1700 y otrosLos submarinos nucleares no requieren de un acero especial por su propulsión, sino dado que operativamente algunos tendrán que navegar a mayores profundidades, puede que requieran de aceros de mayor resistencia (high-streng), por lo que una breve historia de los mismos será necesario explicar:Anterior a 1940, los submarinos de combate eran ampliamente fabricados con aceros de bajo carbono, un material con límites de fluencia de alrededor de 32.000 psi (22,4 Kg./mm.). Entre 1940 y 1958 los aceros de resistencia a la tracción (HTS), de aleación carbono manganeso con 50.000 psi (35,2 Kg/mm ), fueron los más utilizados en estructuras de submarinos.En 1958 el acero HY-80 templado y revenido con una fluencia mínima de 80.000 psi, 56.2 (kg/mm ), fue introducido por primera vez en los cascos de submarinos. Años más tarde el HY-100, acero con 100.000 psi, 70,3 (Kg/mm ), de esfuerzo de fluencia mínimo y muy similar al HY-80 fue introducido. Hoy en día el HY-80 y el HY-100 son los aceros básicos de fabricación para casco de submarinos. En 1951 se construyó el primer buque de guerra con HY-80 el USS Albacore, y en 1952 lo sigue el USS Forrestal. A partir de 1956, comienza una amplia aplicación del HY-80.El otro acero en esta línea es el HY-130, llamado originalmente HY-140; sin embargo, más tarde se descubrió que sólo podía garantizar 130.000 psi, 91,4 (Kg/mm ), de fluencia cuando se utiliza en estructuras soldadas. En 1969, el primer vehículo de rescate submarino para grandes profundidades, DSRV, fue fabricado por la Lockheed Misile and Space Co., usando el HY-130. Este vehículo es capaz de descender hasta profundidades de 1800 mts. (6.000 pies). Es así como la Armada estadounidense ha planificado el empleo del acero HY-130 para la construcción de nuevos submarinos; también, ha desarrollado un vehículo de investigación, DSSV, capaz de descender 6100 mts. (20.000 pies) con un acero en HY-180.El objeto al cual se orienta en general el desarrollo de aceros para construcción naval es reducir el costo de construcción a través de un mejoramiento de los procesos de soldadura, los materiales, la tecnología y los procedimientos; mientras, simultáneamente, se mejora la calidad, resistencia y tenacidad del acero (es la capacidad de resistencia al impacto del material). Específicamente, existen cuatro problemas que podríamos denominar genéricos dentro de este campo y son:a)    La soldadura representa un alto costo tanto en proceso como en mano de obra.b)    La mano de obra calificada del soldador suele ser escasa o muy competitiva.c)    Los aceros de alta resistencia requieren mayores habilidades y toleran pocos defectos en las soldaduras.d) Los aceros de alta resistencia son caros y en ocasiones difíciles de obtener.Fuente: Raúl Ortúzar Maturana Capitán de Corbeta (Ach), Ingeniero Naval Mecánico. Magíster en Ingeniería Mecánica, Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso.</blockquote>

Verificación: Libertador de Argentina