3. Flutuabilidade

Este capítulo é um extrato adaptado da apostila de Manobra da Escola de Submarinos do Centro de Instrução e Adestramento Almirante Áttila Monteiro Aché.

• O submarino é um navio construído para operar sob a superfície das águas, devendo também ter meios para operar na superfície. 
• A fim de poder desempenhar estas atividades, o submarino deve possuir características especiais de construção.
• A primeira destas características é a existência de tanques de lastro e meios de neles se admitir ou expelir lastro (água salgada). Ao se fazer isto, a flutuabilidade do navio é ajustada de modo a torná-lo capaz de operar na superfície ou em profundidades variadas.
• A segunda característica é a própria construção do casco e tanques, não somente para suportar pressões, mas também para prover distribuição de pesos convenientemente, de modo que o navio tenha estabilidade em todas as condições de operação.
• A terceira característica é a inclusão de meios próprios para a propulsão e controle da plataforma quando imerso.

• As forças que agem, em repouso, em um navio são: peso e empuxo.

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• O peso é uma força para baixo, causada pela aceleração da gravidade na massa total do navio, incluindo tudo em seu interior, paióis, lastro, tripulantes etc.
• Aquela parte da estrutura de um navio na superfície ou de um submarino, que está envolta pela água, é sustentada por uma força resultante chamada empuxo, que está direcionada para cima.
• O empuxo iguala o peso do volume de água deslocado pela parte imersa do casco e é independente do peso do navio.

Atenção: Para um navio ou submarino que flutua na superfície, as forças para cima e para baixo são precisamente iguais, ou seja, para um navio flutuando na superfície o peso é igual ao empuxo, sempre!

• “Não é o que nós pesamos! É o que deslocamos!”

• O grau de equilíbrio (ou diferença) entre peso e empuxo, em um submarino totalmente submerso, é chamado de estado ou condição de flutuabilidade.

• “Eu desloco água e adquiro flutuabilidade.”

• Submerso ou na superfície, ou passando de uma destas condições para outra, o submarino tem três estados de flutuabilidade: neutra, positiva e negativa.

• Flutuabilidade neutra: existe quando peso e empuxo são iguais. Para corpos submersos em água de densidade uniforme, é muito difícil atingir a flutuabilidade neutra exata. contudo, este estado é alcançado, no caso do submarino, quando este atinge a condição conhecida como trim satisfatório.
• Flutuabilidade positiva: existe quando um submarino encontra-se mais leve do que a água a qual desloca e, conseqüentemente, adquire a tendência de subir, ou seja, o empuxo é maior que o peso.
• Flutuabilidade negativa: ocorre quando um submarino encontra-se mais pesado do que a água a qual desloca e, consequentemente, adquire a tendência de descer, ou seja, o empuxo é menor que o peso.

• As mudanças no empuxo serão decorrentes de mudanças no volume da água deslocada ou na densidade da água do mar circunvizinha.
• A pressão é o principal fator que afeta o volume de água deslocado por um submarino mergulhado.
• A grandes profundidades, o aumento da pressão acarretará a compressão do casco do submarino.
• A pressão da água exercida em um casco varia com a densidade da água, ou seja, a água mais densa exerce maior pressão, resultando na diminuição do empuxo.

A água fria é mais densa do que a água quente e a água salgada é mais densa do que a água doce. Caso um submarino penetre em uma camada de água mais fria, a densidade desta aumentará o empuxo (este fato será um pouco compensado pela compressão do casco e a contração do lastro, mas o efeito final é um aumento do empuxo). Semelhantemente, quando o submarino penetra em uma área onde a água tem maior salinidade, ganhará empuxo devido ao aumento da densidade.

• Os fatores principais que alteram a densidade da água, e conseqüentemente afetam o empuxo são: a temperatura e a salinidade.