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El «barco» que flota en vertical

El «barco» que flota en vertical

Fecha: 1 Junio 2020 17:05

La plataforma de investigación FLIP puede flotar tanto en posición horizontal como vertical y a veces la confunden con un barco hundiéndose.

A principios de la década de 1960, un científico llamado Fred Fisher estaba estudiando cómo se propaga el sonido por el agua a bordo de un submarino militar. Uno de sus experimentos consistía en usar los hidrófonos de la embarcación para detectar un tono que se emitía desde un buque situado a una distancia de 48 kilómetros, pero, cuando Fisher intentaba usar el periscopio para verificar la posición del buque en cuestión, notó que incluso las olas más pequeñas zarandeaban el submarino y le impedían tomar mediciones precisas.

Esta frustración hizo que resurgiera una idea que ya había propuesto el físico y oceanógrafo Allyn Vine unos años antes: construir una plataforma vertical flotante que fuera capaz de mantenerse completamente estable incluso en condiciones de fuerte oleaje. Y, en una época en la que la propagación del sonido por el océano era un área de interés militar, el proyecto salió adelante.

El sonido en el océano

El sonido se propaga a velocidades distintas a través de diferentes materiales. La razón es que lo que interpretamos como «sonido» no es más que una perturbación mecánica, o, dicho de otra manera, una cadena de empujones entre átomos que empieza en el punto en el que se emite el ruido. Por tanto, la velocidad del sonido en un medio depende de muchos parámetros distintos que afectan a la velocidad a la que cada átomo transmite ese empujón al siguiente de la cadena.

Uno de esos factores es si la sustancia se encuentra en estado sólido, liquido o gaseoso. Por ejemplo, el sonido se propaga a una velocidad mucho mayor por el agua líquida (5400 km/h) que por el aire (1200 km/h) porque, como las moléculas de agua están mucho más pegadas entre ellas que las de la mezcla de gases que compone la atmósfera, tienen una probabilidad mucho mayor de chocar rápidamente con una de sus vecinas y transmitirle su movimiento. Pero, además, incluso dentro del mismo medio acuático, la velocidad a la que se transmite el sonido se ve afectada por otros factores como la temperatura, la presión y la salinidad. Este es el motivo por el que el sonido se desplaza por el océano a velocidades distintas según la profundidad.

Variación de la velocidad del sonido con la profundidad oceánica./Foto: Akela NDE/Wikimedida

Como resultado, el océano está dividido en diferentes «capas» en las que el sonido se desplaza a distinta velocidad. Teniendo en cuenta que la trayectoria de las ondas de sonoras se desvía cuando pasan entre una capa de agua y otra, no es de extrañar que el ejército estadounidense estuviera dispuesto a financiar el proyecto del «barco vertical» de Fisher, ya que conocer el comportamiento preciso del sonido mientras se propaga por el océano permitiría deducir la posición de barcos y submarinos enemigos a partir de su ruido.

El FLIP

Un par de años y 600000 dólares después nacía FLIP (Floating Instrument Platform), una plataforma de investigación que, a falta de mejor comparación, es un depósito de 108 metros de longitud en forma de bate de béisbol en el que la cabina de la tripulación ocuparía el extremo de la empuñadura. Cuando el depósito en cuestión está lleno de aire, la estructura flota en posición horizontal y puede ser arrastrada a mar abierto por otro barco, ya que el FLIP no tiene un sistema de propulsión propio.

Pero la magia ocurre en cuanto el FLIP alcanza el punto en el que quiere llevar a cabo un estudio: a lo largo de 20 minutos, el larguísimo depósito de la estructura se inunda con 1500 toneladas de agua y la estructura se va inclinando a medida que se llena hasta que, finalmente, adopta una posición vertical. Podéis ver el curioso proceso en el vídeo que enlazo en este texto.

El RP FLIP en posición horizontal (izquierda) y vertical (derecha)./Foto: U.S. Navy/John F. Williams

En cuanto el FLIP alcanza la posición vertical, la parte inferior de la estructura queda hundida por debajo de la profundidad a la que las olas tienen influencia y sólo asoman 17 metros por encima del agua. Como resultado, este curioso navío es capaz de flotar libremente como una boya sin apenas desplazarse hacia arriba o hacia abajo, incluso aunque el mar esté picado (unas olas de 10 metros de altura resultan en un desplazamiento vertical del FLIP de sólo 1 metro). Este diseño no sólo permite que sus tripulantes puedan llevar a cabo los experimentos en la parte superior de la estructura sin que les moleste en bamboleo de las olas, sino que, además, mejora la precisión de los datos obtenidos por los instrumentos. El motivo es que los responsables del FLIP usan tiras de micrófonos de cientos de metros de longitud que se cuelgan de la parte inferior de la estructura para medir los tiempos de llegada de las ondas de sonido a distintas profundidades. Por tanto, si la plataforma apenas se desplaza hacia arriba o hacia abajo, cada micrófono se mantiene a una profundidad fija y puede llevar a cabo registros más precisos en unas condiciones de presión, salinidad y temperatura constantes.

Habitáculos giratorios

Un aspecto único de la cabina del FLIP es que está preparada para que sus tripulantes se puedan mover a través de ella tanto cuando la plataforma está en posición horizontal como en vertical. Este detalle requiere una serie de adaptaciones como una cocina montada sobre un eje que va rotando a medida que la estructura se inclina o retretes que se pueden cambiar de posición manualmente cuando la maniobra ha terminado. Además, la cubierta del FLIP cuenta con dos tipos de escaleras: unas se usan cuando está horizontal y las otras cuando flota en posición vertical.

Vista desde la cubierta del FLIP cuando se encuentra en posición horizontal en la que se aprecian las escaleras que irán de arriba a abajo cuando se coloca en posición vertical./Foto: U.S. Navy/John F. Williams

Entre el sistema de ósmosis inversa que proporciona agua dulce a los tripulantes, el generador y la resistencia de la estructura a condiciones meteorológicas adversas, el FLIP puede operar en mar abierto de manera autónoma durante alrededor de un mes. En una de sus conferencias, el propio James Fisher da un testimonio del aguante del FLIP ante las inclemencias del mar al explicar que la plataforma soportó olas de 24 metros de altura durante toda la noche mientras se encontraba flotando en posición vertical en aguas de Hawaii. La estructura sufrió un corte de energía y sus tripulantes tuvieron que ser rescatados al día siguiente, pero tanto el FLIP como ellos sobrevivieron al episodio en perfecto estado.

Otro detalle curioso que menciona Fisher en su conferencia es que, en ocasiones, otras embarcaciones se han acercado al FLIP para ofrecer su ayuda, pensando que se trataba de un barco en proceso de hundirse. Y no es de extrañar, teniendo en cuenta que no se ven «barcos» flotando en posición vertical cada día porque el FLIP es un vehículo único en el mundo. De hecho, es tan único que se sigue utilizando como herramienta científica cuarenta años después de su construcción.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Técnicamente, el FLIP no se considera un barco porque este término sólo es aplicable a las embarcaciones que tienen una estructura cóncava. Es simplemente una plataforma de investigación que puede cambiar de posición.

REFERENCIAS (MLA):

  • Earl Bronson et al. “FLIP, FLoating Instrument Platform”, University of California, San Diego Marine Physical Laboratory of the Scripps Institution of Oceanography (1985).
  • “Research Platform FLIP, History”, Scripps Institution of Oceanography, University of San Diego.
  • Fred Fisher, “FLIP: The World’s Strangest Research Lab - Perspectives on Ocean Science”. UCTV, 2008.


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