Submarino de inmersión dinámica "Nautilus"

Por Gabriel Garcia

Submarino dinámico, Nautilus.

Hacer un submarino suele ser algo complicado, ya que estos tienen alguna complejidad.
Terminado estos, disfrutarlos tiene otra complicación, son pocos los lugares aptos para hacerlos navegar. Cuando están lejos de la orilla y debajo del agua, no sabemos donde está. Además las aguas y la luz deben ser muy aptas para poder verlo debajo del agua.
Por otra parte debemos evitar zonas que tengan vegetación, todo esto hace que finamente terminamos utilizando más en superficie que debajo del agua.

Así que me decidí por construir un submarino dinámico, ya que al tener una inmersión por propulsión, esta es limitada y lo que hace, que este mayormente visible. Por otra parte, al momento de adquirir los materiales resulta más económico. Otra de las ventajas es que al tener solo el sistema de impulsión, control sobre el timón de dirección y de profundidad, podemos hacer todo más sencillo, seguro, resistente y confiable. Por lo que, podemos asegurar muchas horas de divertida navegación.

La elección del modelo fue un poco más difícil, si bien no hay competencia, mis compañeros de club (CAMNE) tienen construidos o están construyendo, verdaderos submarinos, todos con inmersión estática y a escala de submarinos militares de distintos países. Yo solo quería construir un sumergible dinámico, por lo que no lograría realizar una maqueta a escala fiel, ya que debo colocar los timones de profundidad de tamaño importante, así que me decidí a realizar un diseño propio, que se adapte a mis necesidades de proyecto. Lo que me seguía simplificando la tarea.

Pero no por construir un sumergible simple, me resignaría a perder de hacer un modelo que sea atractivo visualmente y que llame mucho la atención. Por lo que debía crear un modelo de ciencia ficción. Cuando termine este análisis la elección fue más que fácil. Solo hay un submarino del que casi todos han sentido nombrar, pero nadie pude decir a ciencia cierta cómo son sus formas y que de todas maneras al verlo, sepan exactamente que submarino están viendo. Este submarino es el NAUTILUS, de la novela 20.000 Leguas de Viaje Submarino de Julio Verne.

Lamentablemente la mayoría de la gente solo reconoce las formas del Nautilus con la imagen que nos dejo la película que realizo el estudio Disney, tal vez el que menos cumple con las descripciones que muy sintéticamente se pueden extraer de la novela.
Para elegir mi versión consulte la página de Michael y Karen Crisafulli en el link http://www.vernianera.com/Nautilus/ En esa pagina tiene un catalogo de diseños de distintos autores. Tome como base el diseño de Helmut Schaub's, que se pueden ver en
http://www.cornucopia3d.com/purchase.php?item_id=1880

Lamentablemente este diseño no cumple con los requerimientos aerodinámicos de un submarino dinámico, así que solo me quede con parte de lo artístico y realice un nuevo diseño.
Este nuevo diseño, si debía cumplir con dimensiones suficientes para alojar los componentes, un casco que se sumerja fácilmente y que la posición de los timones, sea la correcta para un buen desempeño.

Ahora si paso a explicarles la construcción de mi versión del NAUTILUS.

1º realice una caja estanca, esta lleva todos los equipos electrónicos, motor y pack de pilas, así que en esta construcción, hay que poner atención y esmero. La caja la construí con plástico de alto impacto de 3 mm, las uniones de las paredes y fondo fueron reforzadas con crema adhesiva epoxi blanca. El marco de acceso esta realizado con aluminio perfil cuadrado de 10 x 10 mm, junta de goma de 1 mm de espesor, tapa de acrílico de 3 mm y contra marco de planchuela de aluminio de 10 mm x 2 mm.
Coloque 52 tornillos de bronce, 3/16 x ½ pulgada cabeza redonda, con arandela del mismo material. La separación entre tornillo y tornillo es de aproximadamente de 20 mm. Se que finalmente, va ser difícil abrir esta caja, pero no tiene que entrar agua. Las roscas fueron selladas con crema para roscas de cañerías de gas.
Una recomendación, si volviera a hacer la caja, en vez de tornillos colocaría espárragos, con la rosca bien pegada y estanca, la tapa de acrílico finalmente fijada con tuerca y arandela

2º Una vez terminada la caja contenedora, comienzo a construir el casco, por supuesto que es fundamental poder colocar y retirar (eventualmente), la caja estanca del interior del casco. El casco es de sección hexagonal y solo tiene tres cuadernas con las siguientes medidas 2 cuadernas hexagonal de 80 mm de radio (cuaderna Nº 1 y Nº 3) y 1 cuaderna central (cuaderna Nº 2) hexagonal de 108 mm de radio, la eslora total del casco es de 810 mm y la distribución es la siguiente:
distribución de cuadernas. Partiendo de 0 mm a la 1ª cuaderna una distancia de 185 mm. La 2º cuaderna desde 0 mm a una distancia de 405 mm.
La 3º cuaderna desde 0 mm a una distancia de 625 mm
Desde 0mm a una distancia de 810 mm el final de casco.

3º Para evitar errores, monto los estabilizadores fijos de popa, tanto de profundidad como de dirección, todo en alto impacto de 3 mm. La hélice esta carenada, utilice un pequeño tramo de caño de 100 mm de diámetro de PVC.

4º Se comienza a forrar el casco por la quilla, utilizando plástico de alto impacto de 1 mm.

5º Antes de seguir forrando el casco coloco todo lo referente a los timones de profundidad de proa. Estos si tienen movimiento.

6º Ya tengo bien establecida la posición del timón de profundidad, así que puedo colocar en la caja el servo y la transmisión del movimiento. Para que no entre agua armo en bronce una cámara que estará rellena de grasa para cortar el paso de agua. El alambre de transmisión de movimiento es de acero de 0,8 mm y es lo suficientemente flexible para realizar el mando sin tener que utilizar articulaciones adicionales.

7º De la misma manera que ya teníamos establecida la posición del timón de profundidad, tenemos a popa establecida la posición del eje de motor y árbol de transmisión. Aprovechamos los espacios que quedan, establecemos la posición del mando de timón de dirección. El motor es un Mabuchi RS-555SH-2670, alimentado por un pack de pilas de 12V 3.000 miliamperes de NiCd, conectado en directo sin reductora. Instalado el motor, colocamos los servos de mando de los timones.
Fotos Nº 047 – 048 – 050 – 052.

8º Me dedico a terminar la caja estanca, coloco el pack y la electrónica a proa. De ese mismo sector saco alimentación de 12 volt para la iluminación, utilizando prensa cables y sellando todo con crema adhesiva epoxy de dos componentes. En la tapa de acrílico coloco tres cuellos de botellas de refrescos, con sus respectivas tapas, pegando todo con el mismo producto adhesivo. Dentro de estos tres elementos están distribuidos el interruptor de iluminación, el interruptor general eléctrico de todos los circuitos y un enchufe para cargar el pack de pilas. Este sistema me permite operar todo sin tener que desarmar la caja estanca.
Fotos Nº 053 – 054 – 055.

9º Antes de colocar la caja estanca en su posición en el casco, termino de armar todo el conjunto de tracción y dirección en la popa. Combinando alto impacto, tubería de 100 mm de PVC y mucho bronce.

10º Montamos la caja estanca en el casco y conectamos los mandos de los timones, utilizando borneras de empalme eléctricas sin la aislación. Con cardan empalmamos el eje de la hélice.

11º Instalada la caja estanca, se podría decir que tengo funcionando el modelo. Así que continuo con la construcción. En la proa armo un espolón escalonado y lo continuo con dientes de serrucho muy pronunciados.

12º El Nautilus, era una nave propulsada a electricidad y carecía de elementos de navegación de la era moderna, (sonar, GPS, etc) su navegación era similar a los barcos de superficie, salvo que contaba con instrumentos de presión que le permitían saber a que profundidad navegaba. El timonel estaba alojado en la vela del submarino y tenia ventanas con poderosos reflectores que le permitían “ver” la ruta elegida. En los costados del casco también se encontraban ventanas que permitían “ver” las profundidades, avistar los peses y paisajes marinos. Así que para simular la característica luminiscencia que desprendía el Nautilus, tanto a babor como a estribor coloco una serie de LED, color verde de alto rendimiento. Estos LED están aislados del agua en sus conexiones eléctricas, con masilla epoxy de dos elementos color blanca.
Para simular las ventanas, coloque los cristales de unas viejas linternas que tenia.

13º Ahora tenemos que construir la cubierta y la vela del submarino, la que esta conformara en una sola pieza. A esta la utilizaremos a modo de tapa de quita y pon para acceder al interior del casco.

14º Debemos prever orificios tanto de inundación y drenaje de agua, pero lo importante es que tenga una rápida salida el aire que está dentro de los distintos compartimentos del casco. Evitando así, se formen burbujas de aire. Mientras más grande sean los orificios, más rápido entrara el agua o saldrá del casco. Esto ayudara tanto cuando coloquemos el modelo en el agua, como al retirarlo de está. Busque carenar los agujeros para que estos tengan una buena estética. Los agujeros no solo los realice en el casco, tanto cerca de la cubierta, como en la quilla, también están en varios sectores de la cubierta y de la vela.

15º Coloco en la vela los LED que simulan los reflectores del timonel.

16º Ya está terminado el casco, así que comienza el proceso de pintura. A) enmascaramos los cristales del casco y los LED de la vela. B) pintamos todo con una base impresión gris. C) le damos el color con distintas capas de pintura acrílica de automóvil, broce, un verde como oxido de bronce, un gris y algunas manchas de negro.
El modelo queda con un predominante gris.

17º Llego el momento de hacerlo navegar, las primeras pruebas fueron colocar trozos de telgopor en algunos sectores y plomo en otros para buscar el equilibrio en flotación. Las primeras navegaciones mostraban un pronunciado andar escorado, producido por el par que producía la hélice de gran diámetro y también un gran consumo eléctrico de corriente. Esto fue rápidamente solucionado al reducir el diámetro de la hélice.

18º Como detalle les comento que arme un exhibidor, el mismo está realizado con una tabla de fenólico, algunos trozos de fibrofácil de distintos espesores y formas, como para marcar los desniveles de un lecho marino. Luego aplicando cola de carpintero pegue arena. De unas vacacione me traje un surtido variado de caracolitos muy chicos, de los que utilizan para armar adornos o bijouterie, que también fueron pegados con cola de carpintero. Los arbustos son de plástico lo mismo que los peces. Todo fue pintado con pintura fotoluminiscente en aerosol.
Hay que verlo en plena oscuridad para poder apreciarlo.

Conclusiones: este modelo cumplió con todas los objetivos que me puse, cuando decidí su construcción, salvo que es muy difícil navegarlo en superficie, ya que se sumerge muy fácilmente, sin aplicarle timón de profundidad. Dicho timón solo lo utilizo para que emerja más rápido. Resulto ser un modelo muy llamativo y atractivo.

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