Un submarino nuclear es un submarino propulsado por un reactor nuclear , pero no necesariamente armado con armas nucleares . Los submarinos nucleares tienen considerables ventajas de rendimiento sobre los submarinos "convencionales" (normalmente diésel-eléctricos ). La propulsión nuclear , al ser completamente independiente del aire, libera al submarino de la necesidad de salir a la superficie con frecuencia, como es necesario para los submarinos convencionales. La gran cantidad de energía generada por un reactor nuclear permite a los submarinos nucleares operar a alta velocidad durante largos períodos, y el largo intervalo entre reabastecimientos garantiza una autonomía prácticamente ilimitada, lo que hace que los únicos límites a los tiempos de viaje sean factores como la necesidad de reabastecer alimentos u otros consumibles. [2]
La limitada energía almacenada en las baterías eléctricas significa que incluso el submarino convencional más avanzado puede permanecer sumergido sólo unos días a baja velocidad, y sólo unas horas a máxima velocidad, aunque los recientes avances en propulsión independiente del aire han mejorado un poco esta desventaja. El alto coste de la tecnología nuclear significa que relativamente pocas de las potencias militares del mundo han desplegado submarinos nucleares. Se han producido incidentes de radiación dentro de los submarinos soviéticos, incluidos graves accidentes nucleares y de radiación , pero los reactores navales estadounidenses a partir del S1W y las iteraciones de diseños han funcionado sin incidentes desde que el USS Nautilus (SSN-571) se botó en 1954. [3] [4]
Historia
USS Nautilus , el primer submarino de propulsión nuclear.El submarino de propulsión nuclear más pequeño, el NR-1 de la Armada de Estados Unidos .
La Unión Soviética pronto siguió a los Estados Unidos en el desarrollo de submarinos de propulsión nuclear en la década de 1950. Estimulados por el desarrollo estadounidense del Nautilus , los soviéticos comenzaron a trabajar en reactores de propulsión nuclear a principios de la década de 1950 en el Instituto de Física e Ingeniería Energética , en Obninsk , bajo Anatoliy P. Alexandrov, que más tarde se convertiría en director del Instituto Kurchatov . En 1956, el primer reactor de propulsión soviético diseñado por su equipo comenzó las pruebas operativas. Mientras tanto, un equipo de diseño bajo Vladimir N. Peregudov trabajó en el buque que albergaría el reactor. Después de superar muchos obstáculos, incluidos problemas de generación de vapor , fugas de radiación y otras dificultades, el primer submarino nuclear basado en estos esfuerzos combinados, el K-3 Leninskiy Komsomol de la clase Kit del Proyecto 627 , llamado submarino de clase November por la OTAN , entró en servicio en la Armada Soviética en 1958. [9]
El primer submarino de propulsión nuclear del Reino Unido, el HMS Dreadnought , estaba equipado con un reactor estadounidense S5W , proporcionado a Gran Bretaña en virtud del Acuerdo de Defensa Mutua entre Estados Unidos y el Reino Unido de 1958. El casco y los sistemas de combate del Dreadnought eran de diseño y construcción británicos, aunque la forma del casco y las prácticas de construcción se vieron influenciadas por el acceso a los diseños estadounidenses. [6] Durante la construcción del Dreadnought , Rolls-Royce , en colaboración con la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido en la Estación de Investigación del Almirantazgo, el HMS Vulcan , en Dounreay , desarrolló un sistema de propulsión nuclear británico completamente nuevo. En 1960, el segundo submarino de propulsión nuclear del Reino Unido fue encargado a Vickers Armstrong y, equipado con la planta nuclear PWR1 de Rolls-Royce , el HMS Valiant fue el primer submarino nuclear totalmente británico. [10] Otras transferencias de tecnología desde los Estados Unidos hicieron que Rolls-Royce fuera completamente autosuficiente en el diseño de reactores a cambio de una "cantidad considerable" de información sobre el diseño de submarinos y técnicas de silenciamiento transferidas desde el Reino Unido a los Estados Unidos. [11] [12] El sistema de rafting para la clase Valiant proporcionó a la Marina Real una ventaja en el silenciamiento de submarinos que la Marina de los Estados Unidos no introdujo hasta mucho después. [13]
La energía nuclear resultó ideal para la propulsión de submarinos de misiles balísticos estratégicos (SSB), mejorando enormemente su capacidad de permanecer sumergidos y sin ser detectados. El primer submarino de misiles balísticos de propulsión nuclear (SSBN) operativo del mundo fue el USS George Washington con 16 misiles Polaris A-1 , que realizó la primera patrulla de disuasión SSBN entre noviembre de 1960 y enero de 1961. Los soviéticos ya tenían varios SSB del Proyecto 629 (clase Golf) y estaban solo un año por detrás de los EE. UU. con su primer SSBN, el malogrado K-19 del Proyecto 658 (clase Hotel), comisionado en noviembre de 1960. Sin embargo, esta clase llevaba el mismo armamento de tres misiles que los Golf. El primer SSBN soviético con 16 misiles fue el Proyecto 667A (clase Yankee) , el primero de los cuales entró en servicio en 1967, momento en el que EE. UU. había comisionado 41 SSBN, apodados los " 41 por la libertad ". [14] [15]
En el apogeo de la Guerra Fría , se estaban poniendo en servicio aproximadamente entre cinco y diez submarinos nucleares en cada uno de los cuatro astilleros submarinos soviéticos ( Sevmash en Severodvinsk , Admiralteyskiye Verfi en San Petersburgo, Krasnoye Sormovo en Nizhny Novgorod y Amurskiy Zavod en Komsomolsk-on-Amur ). Desde finales de la década de 1950 hasta finales de 1997, la Unión Soviética, y más tarde Rusia, construyeron un total de 245 submarinos nucleares, más que todas las demás naciones juntas. [17]
En la actualidad, seis países despliegan algún tipo de submarinos estratégicos de propulsión nuclear: Estados Unidos, Rusia, el Reino Unido, Francia, China e India. [18] Varios otros países, incluidos Brasil y Australia [19] [20], tienen proyectos en curso en varias fases para construir submarinos de propulsión nuclear.
La principal diferencia entre los submarinos convencionales y los submarinos nucleares es el sistema de generación de energía . Los submarinos nucleares emplean reactores nucleares para esta tarea. Generan electricidad que alimenta motores eléctricos conectados al eje de la hélice o dependen del calor del reactor para producir vapor que impulsa turbinas de vapor ( cf. propulsión marina nuclear ). Los reactores utilizados en submarinos suelen utilizar combustible altamente enriquecido (a menudo más del 20%) para permitirles suministrar una gran cantidad de energía a partir de un reactor más pequeño y funcionar durante más tiempo entre recargas de combustible, lo que es difícil debido a la posición del reactor dentro del casco presurizado del submarino.
El reactor nuclear también suministra energía a otros subsistemas del submarino, como el mantenimiento de la calidad del aire, la producción de agua dulce mediante la destilación de agua salada del océano, la regulación de la temperatura, etc. Todos los reactores nucleares navales que se utilizan actualmente funcionan con generadores diésel como sistema de energía de respaldo. Estos motores pueden proporcionar energía eléctrica de emergencia para la eliminación del calor de desintegración del reactor , así como energía eléctrica suficiente para alimentar un mecanismo de propulsión de emergencia. Los submarinos pueden llevar combustible nuclear durante hasta 30 años de funcionamiento. El único recurso que limita el tiempo bajo el agua es el suministro de alimentos para la tripulación y el mantenimiento del buque.
La debilidad de la tecnología furtiva de los submarinos nucleares es la necesidad de enfriar el reactor incluso cuando el submarino no se mueve; alrededor del 70% del calor de salida del reactor se disipa en el agua del mar. Esto deja una "estela térmica", una columna de agua caliente de menor densidad que asciende a la superficie del mar y crea una "cicatriz térmica" que es observable por sistemas de imágenes térmicas , por ejemplo, FLIR . [21] Otro problema es que el reactor siempre está en funcionamiento, lo que crea ruido de vapor, que se puede escuchar en el sonar , y la bomba del reactor (que se usa para hacer circular el refrigerante del reactor) también crea ruido, a diferencia de un submarino convencional, que puede moverse con motores eléctricos casi silenciosos. [ cita requerida ]
Desmantelamiento
Se estima que la vida útil de un submarino nuclear es de aproximadamente 25 a 30 años, después de este período el submarino enfrentará fatiga y corrosión de componentes, obsolescencia y costos operativos crecientes. [22] [23] El desmantelamiento de estos submarinos es un proceso largo; algunos se mantienen en reserva o se desmantelan por algún tiempo y eventualmente se desguazan, otros se eliminan de inmediato. [24] [23] Los países que operan submarinos nucleares tienen diferentes estrategias cuando se trata de desmantelar submarinos nucleares. [25] No obstante, la eliminación efectiva de submarinos nucleares es costosa, en 2004 se estimó que costó alrededor de 4 mil millones de dólares. [26] [27]
Métodos
En general, existen dos opciones cuando se trata de desmantelar submarinos nucleares. La primera opción es desabastecer el reactor nuclear y retirar el material y los componentes que contienen radiactividad, después de lo cual la sección del casco que contiene el reactor nuclear se cortará del submarino y se transportará a un sitio de eliminación de desechos de baja radiactividad y se enterrará de acuerdo con los procedimientos de desechos. [23] La segunda opción es desabastecer el reactor nuclear, desmontar la planta de propulsión del submarino, instalar respiraderos en los compartimentos sin reactor y llenar el compartimento del reactor. [22] [23] Después de sellar el submarino, se puede remolcar a un sitio de eliminación designado en aguas profundas, inundarlo y depositarlo intacto en el fondo del mar. [23] Esta última opción ha sido considerada por algunas armadas y países en el pasado. [28] Sin embargo, si bien la eliminación en el mar es más barata que la eliminación en tierra, la incertidumbre con respecto a las regulaciones y el derecho internacional, como la Convención de Londres sobre Vertidos y la Convención sobre el Derecho del Mar , les ha impedido proceder con esta opción. [28]
Linaje
Seis países utilizan submarinos equipados con misiles balísticos.
Algunos de los accidentes nucleares y de radiación más graves en cuanto a número de víctimas mortales en el mundo han estado relacionados con accidentes con submarinos nucleares. Hasta la fecha, todos ellos se produjeron en unidades de la ex Unión Soviética . [3] [4] [37] Entre los accidentes de reactores que provocaron daños en el núcleo y liberación de radiactividad de submarinos de propulsión nuclear se incluyen los siguientes: [3] [38]
K-11 , 1965: ambos reactores resultaron dañados durante el reabastecimiento de combustible al levantar las cabezas de los recipientes del reactor; los compartimentos del reactor se hundieron frente a la costa este de Novaya Zemlya en el mar de Kara en 1966.
K-140 , 1968: el reactor sufrió daños tras un aumento automático y descontrolado de potencia durante las obras del astillero. [41]
K-429 , 1970: un arranque incontrolado del reactor del barco provocó un incendio y la liberación de radiactividad [41]
K-116 , 1970: sufrió un accidente por pérdida de refrigerante en el reactor del puerto; se liberó radiactividad sustancial.
K-64 , 1972: el primer reactor refrigerado por metal líquido de clase Alfa falló; el compartimento del reactor fue desguazado.
K-222 , 1980: el submarino clase Papa sufrió un accidente en el reactor durante el mantenimiento en el astillero mientras la tripulación naval del barco había salido a almorzar. [41]
K-123 , 1982: el núcleo del reactor del submarino clase Alfa se dañó debido a una fuga de refrigerante de metal líquido; el submarino quedó fuera de servicio durante ocho años. [41] [42]
K-431 , 1985: un accidente en el reactor durante el reabastecimiento de combustible provocó 10 muertos y otras 49 personas sufrieron lesiones por radiación. [4]
K-219 , 1986: sufrió una explosión y un incendio en el tubo de un misil, lo que finalmente provocó un accidente en el reactor; un marinero de 20 años, Sergei Preminin , sacrificó su vida para asegurar uno de los reactores a bordo. El submarino se hundió tres días después.
USS Thresher (SSN-593) , 1963: se hundió durante unas pruebas de buceo profundo con 129 tripulantes y personal del astillero a bordo; una investigación posterior concluyó que la falla de una unión de tubería soldada y la formación de hielo en las válvulas de descarga de lastre impidieron la salida a la superficie. El accidente motivó una serie de cambios en materia de seguridad en la flota estadounidense. El Thresher fue el primero de los dos únicos submarinos que superaron las 100 muertes a bordo, junto con las 118 del Kursk ruso, que se perdieron en 2000.
K-3 , 1967: el primer submarino nuclear soviético sufrió un incendio asociado al sistema hidráulico, matando a 39 marineros.
USS Scorpion (SSN-589) , 1968: se perdió en el mar, evidentemente debido a una implosión al hundirse. Se desconoce qué provocó que el Scorpion cayera hasta su profundidad máxima.
USS Guitarro (SSN-665) , 1969: se hundió mientras estaba en el muelle del astillero debido a un lastre inadecuado. El submarino finalmente fue terminado y puesto en servicio.
K-8 , 1970: un incendio y un accidente de remolque provocaron el hundimiento del submarino y la pérdida de los 52 tripulantes que permanecían a bordo.
K-56 , 1973: una colisión con otro buque soviético provocó la inundación del pozo de la batería y la muerte de muchos tripulantes debido al gas cloro.
K-429 , 1983: el submarino se hundió hasta el fondo del océano debido a inundaciones provocadas por una plataforma de buceo inadecuada y errores del astillero, pero luego fue recuperado; 16 tripulantes murieron.
K-141 Kursk , 2000: perdido en el mar con todos los 118 tripulantes a bordo; la teoría generalmente aceptada es que una fuga de peróxido de hidrógeno en la sala de torpedos de proa provocó la detonación de una ojiva de torpedo, que a su vez desencadenó la explosión de media docena de otras ojivas unos dos minutos después.
El submarino estadounidense Ehime Maru y el USS Greeneville , 2001: el submarino emergió debajo del buque escuela japonés. Nueve miembros de la tripulación, estudiantes y profesores japoneses murieron cuando su barco se hundió como resultado de la colisión. [43]
K-159 , 2003: se hundió en el mar de Barents mientras era remolcado para ser desguazado, muriendo nueve tripulantes.
USS Miami (SSN-755) , 2012: el compartimiento delantero del submarino fue destruido por un incendio provocado por un pirómano mientras se encontraba en el astillero, lo que provocó daños cuyo costo de reparación se estimó en 700 millones de dólares. Si bien inicialmente se habían planificado reparaciones, debido a recortes presupuestarios, el submarino fue posteriormente desguazado. [44]
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