Los submarinos de la Segunda Guerra Mundial que funcionaban con agua oxigenada

Durante Segunda Guerra Mundial se inventaron muchas máquinas que hoy en día nos resultan extrañas, como los aviones que se pilotaban tumbados de los que hablé en otro artículo. En esta época tampoco faltaron experimentos con los que se trataban de encontrar el combustible más apropiado para diferentes vehículos y un caso especialmente curioso es el de un sistema de propulsión para submarinos basado en agua oxigenada.

Mezcla explosiva

Empecemos con un poco de contexto. Expliqué con más detalle qué es el agua oxigenada y cuáles son sus aplicaciones en un artículo anterior, pero, en resumidas cuentas, se trata de una sustancia compuesta por moléculas de agua que contienen un átomo de oxígeno adicional. Es decir, que, en lugar de estar hechas de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, las moléculas de agua oxigenada consisten en dos átomos de cada elemento. De ahí que el nombre «científico» de esta sustancia sea peróxido de hidrógeno.

El peróxido de hidrógeno tiene la particularidad de que los dos átomos de oxígeno que contienen sus moléculas están unidos por un enlace muy débil y son propensos a separarse con facilidad. Cuando esto ocurre, uno de los átomos de oxígeno abandona la estructura en forma de gas y deja atrás una molécula compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno… O una molécula de agua «normal», que es lo mismo.

En otro artículo reciente también hablé de los catalizadores, unas sustancias capaces de provocar que determinados compuestos químicos que entran en contacto con ellas reaccionen químicamente pese a que, en condiciones normales, no lo harían. Además, los catalizadores no se «consumen» durante la reacción porque sus átomos o moléculas no participan directamente en ella. Como resultado, basta una cantidad muy pequeña de catalizador para hacer reaccionar químicamente grandes cantidades de otros materiales.

Pues, bien, en un principio, parecía que el agua oxigenada y los catalizadores serían la solución a un problema muy particular al que se enfrentan los submarinos: una vez sumergidos, no pueden usar el oxígeno del aire para quemar el combustible que los propulsa.

Vapor y oxígeno

Durante la Segunda Guerra Mundial, el ejército británico experimentó con dos submarinos equipados con motores diésel que les permitían alcanzar altas velocidades, el HMS Explorer y el HMS Excalibur. El principal obstáculo era la falta de oxígeno: un vehículo terrestre quema su combustible mezclándolo con el aire la atmósfera, pero sumergido no puede hacer lo mismo. Por tanto, estos submarinos experimentales necesitaban una fuente de oxígeno a bordo que pudieran llevarse a las profundidades... Y ahí es donde entra el agua oxigenada

Los HMS Explorer y Excalibur contaban con tanques que se llenaban con peróxido de hidrógeno y combustible diésel. Cuando a la mezcla se introducía un compuesto catalizador llamado permanganato de potasio, las moléculas de agua oxigenada reaccionaban químicamente con él y empezaban a liberar el átomo de oxígeno que les sobraba, convirtiéndose en una molécula de agua «normal» y calentándose durante el proceso. Como resultado, el tanque se llenaba de oxígeno y vapor de agua. En estas condiciones, el combustible diésel tenía suficiente oxígeno como para reaccionar químicamente con él y arder, generando calor adicional que producía muchísimo más vapor, además de gases de combustión. Esa mezcla de vapor y otros gases era lo que se utilizaba para mover las turbinas que propulsaban la máquina.

A primera vista, el sistema daba buenos resultados. Al fin y al cabo, el Explorer y el Excalibur eran capaces de alcanzar y sostener velocidades de hasta 49 km/h durante varias horas, una cifra muy superior a la de la mayoría de los submarinos de la época. Ahora bien, la experiencia demostró que este diseño presentaba un inconveniente bastante importante: el agua oxigenada altamente concentrada es una sustancia muy reactiva.

Problemas bajo el agua

A modo de comparación, el agua oxigenada que venden en las farmacias suele contener sólo un 3% de peróxido de hidrógeno diluido en agua corriente, pero los submarinos experimentales británicos necesitaban soluciones con concentraciones de entre un 70% y un 98% de esta sustancia para poder usarla como fuente de oxígeno.

El problema es que el peróxido de hidrógeno es altamente corrosivo en concentraciones tan altas. Es cierto que es una sustancia más segura de manejar que otros compuestos volátiles que se usan como medio propulsor, pero, aun así, existía la nada descabellada posibilidad de que los submarinos sufrieran fugas de agua oxigenada y que el líquido se descompusiera o reaccionara con otras sustancias, produciendo explosiones. De hecho, en el Explorer y el Excalibur se producían pequeñas explosiones con tanta frecuencia que los submarinos se ganaron los apodos de «Exploder» y «Excruciater».

La peor parte de este sistema de propulsión experimental se la llevó otro submarino británico llamado HMS Sidon, aunque, en este caso, lo que se movía con ayuda de agua oxigenada no era el sumergible, sino sus torpedos: una fuga de agua oxigenada en uno de ellos provocó una pequeña explosión que permitió que el submarino se inundara y se hundiera, acabando con la vida de 12 de sus tripulantes.

Finalmente, lo que demostraron estos submarinos experimentales era que el agua oxigenada no era una sustancia lo bastante segura como para usarla en los sistemas de propulsión, y, además, la llegada de otros métodos de propulsión (como los reactores nucleares) terminó eliminando la necesidad de usar esta sustancia peligrosa. De hecho, si tu vehículo necesita oxígeno bajo el agua, hoy en día existe una solución mucho más sencilla: llevar bombonas de oxígeno líquido.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Pese a que el agua oxigenada se utiliza con frecuencia para limpiar heridas, esta sustancia daña las células sanas y retrasa la cicatrización. Lo más recomendable en estos casos es limpiar la herida con agua y jabón.

REFERENCIAS (MLA):

• Eric John Wernimont et al. “Past and Present Uses of Rocket Grade Hydrogen Peroxide” (2005).
• Edward C. Whitman. “Air-independent propulsion: AIP Technology Creates a New Undersea Threat”. US Navy.
• Geoff Marshall. “The loss of HMS Sidon”, Submarines Association Australia (2007).