Un motor de flotabilidad es un dispositivo que altera la flotabilidad de un vehículo u objeto para moverlo verticalmente, como en el caso de los flotadores de perfil submarinos y las boyas furtivas, o proporcionar movimiento hacia adelante (proporcionando así propulsión de flotabilidad variable ) como en el caso de los planeadores submarinos y algunas aeronaves autónomas . [1] [2]
Para aplicaciones submarinas, los motores de flotabilidad generalmente implican una bomba hidráulica que infla y desinfla una vejiga externa llena de fluido hidráulico o extiende y retrae un émbolo rígido. El cambio en el volumen total del vehículo altera su flotabilidad, lo que lo hace flotar hacia arriba o hundirse según sea necesario. [1] También se han propuesto sistemas alternativos que emplean gas obtenido a partir de la electrólisis del agua , en lugar de fluido hidráulico, [2] al igual que sistemas que bombean agua ambiental dentro y fuera de un recipiente a presión. [3]
El motor de flotabilidad es una tecnología utilizada en la investigación para la vigilancia y el mapeo submarino. Un motor de flotabilidad funciona modificando la flotabilidad del dispositivo para que el vehículo tenga flotabilidad positiva o negativa, de modo que flote o se hunda en la columna de agua. Una forma de hacerlo es inflando y desinflando una vejiga de aceite fuera del casco rígido de presión utilizando aceite almacenado dentro del casco rígido de presión. Al hacerlo, esto cambia la densidad de la embarcación en la que está instalado el motor. [4] Como resultado, un vehículo submarino autónomo , como un planeador submarino , puede ajustar repetidamente su flotabilidad sin entrada externa. Esto permite que el planeador permanezca en funcionamiento, independientemente de un buque de superficie, durante un período más largo, lo que hace que el planeador submarino sea una herramienta más viable para mapear el fondo del océano.
Un planeador submarino funciona de manera similar a un planeador de avión , en el sentido de que utiliza el flujo de agua sobre un conjunto de alas de sección aerodinámica para generar sustentación. [5] La dirección de la sustentación generada induce el movimiento hacia adelante, ya sea que el vehículo se deslice hacia abajo cuando tiene flotabilidad negativa o hacia arriba cuando tiene flotabilidad positiva. La forma en que se distribuye el peso dentro del planeador submarino ayuda con esto al colocar el centro de gravedad en o justo delante del borde de ataque de las alas. Esto promueve una pendiente de planeo eficiente y suave. El motor de flotabilidad permite que un planeador submarino continúe este proceso de planeo durante períodos prolongados al invertir la fuerza vertical que induce el planeo cuando el vehículo alcanza los límites de profundidad superior e inferior de su envolvente operativa. Sin un motor de flotabilidad, un planeador submarino podría usarse una vez y luego desplegar un paquete que flotaría hasta la superficie donde se puede recuperar, o dejar caer lastre, con el mismo efecto. Con la adición de un motor de flotabilidad, el planeador submarino se convierte en una herramienta más viable, ya que puede permanecer en funcionamiento durante más tiempo y puede reutilizarse. [4]
Un planeador submarino, al igual que un planeador de avión, pierde altitud a medida que avanza. [5] En el caso de un planeador submarino, su profundidad aumenta. Con el tiempo, cualquier planeador tocará el suelo. Con un avión planeador, esto no es un gran problema, ya que se espera que aterricen y se pueden reutilizar cuando lo hacen. Esto no es así para un planeador submarino. Si un planeador submarino aterrizara en el fondo del océano, esencialmente estaría perdido. Dado que un motor de flotabilidad permite que un planeador cambie su densidad, el planeador puede planear en dos direcciones. Puede planear hacia abajo como un avión, o puede planear hacia arriba si se hace menos denso que el agua que lo rodea. De esta manera, mientras el motor de flotabilidad permanezca activo y haya energía disponible, un planeador submarino puede continuar operando.
El funcionamiento real de un motor de flotabilidad se produce a través de un sistema complejo de tubos, válvulas y sensores. [6] Cuando se despliega un planeador equipado con un motor de flotabilidad, el planeador aumentará su densidad para hundirse a una profundidad adecuada en la que comenzar su misión. Una vez a esa profundidad, el planeador comenzará la misión y el motor de flotabilidad ajustará la densidad a un valor que sea eficiente para el planeo. Cuando se haya alcanzado una profundidad predeterminada, el motor de flotabilidad disminuirá la densidad y esto hará que el planeador se deslice de regreso hacia la superficie. De esta manera, el planeador submarino permanece en funcionamiento entre dos profundidades preestablecidas. [6] El mecanismo utilizado para modificar la flotabilidad para este propósito es a menudo un recipiente de presión de flotabilidad variable . [7]
El motor de flotabilidad, cuando se combina con el planeador submarino , proporciona a los científicos y a otras personas u organizaciones acceso a hardware para estudiar las profundidades del océano. Por ejemplo, el motor de flotabilidad, dado que se utiliza en planeadores submarinos y amplía las capacidades de dichas embarcaciones, podría cartografiar de forma más eficaz el fondo del océano. El uso del motor de flotabilidad también tiene otros efectos. Podría utilizarse para mejorar la detección de depósitos submarinos de petróleo . [8] Además, dado que el alcance operativo de los planeadores submarinos aumenta mediante el uso de motores de flotabilidad, los fondos oceánicos pueden cartografiarse en secciones más grandes, lo que es más eficiente que las tecnologías preexistentes. Además, los motores de flotabilidad no emiten sustancias nocivas para el medio ambiente, lo que los convierte en una tecnología segura para el medio ambiente. [9]
Otras aplicaciones que se derivan de esto incluyen la investigación de desastres que ocurren en el mar. Debido a las mayores capacidades de mapeo proporcionadas por el motor de flotabilidad, la búsqueda de los restos de un avión de pasajeros o un barco de pasajeros se puede realizar de manera más económica con un mayor número de unidades, por lo que los restos se pueden encontrar antes y se pueden recopilar pruebas de manera más eficiente. El mapeo oceánico y la vigilancia submarina son importantes porque pueden revelar recursos que no estarían disponibles de otra manera. [8]