Il Gentileschi a bordo del Toti

Per permettere la vita nell'ambiente chiuso di un sottomarino occorre:

1. Mantenere la qualità dell'aria
2. Garantire il rifornimento di acqua dolce

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1) L'ARIA

L'aria che respiriamo è composta da:

• Azoto (78 %)
• Ossigeno (21 %)
• Argon (0,94 %)
• Anidride carbonica (0,04 %)
• Altri gas (0,02%)

Il nostro corpo, respirando, consuma ossigeno e produce anidride carbonica, mentre non utilizza azoto nè argon. L'aria espirata contiene circa il 4,5 % di anidride carbonica.

Per mantenere respirabile l'aria all'interno di un sottomarino occorrono tre operazioni:

• L'ossigeno consumato deve essere reintegrato. Se la percentuale di ossigeno scende troppo, si muore per soffocamento.
• L'anidride carbonica deve essere eliminata dall'aria. Se la sua concentrazione aumenta, diventa tossica.
• L'umidità che si emette respirando deve essere rimossa.

L' ossigeno può essere fornito da scorte contenute in serbatoi pressurizzati, oppure può essere prodotto per elettrolisi dell'acqua in appositi generatori, oppure può essere ottenuto con una reazione chimica ad alta temperatura, che avviene in un dispositivo detto oxygen canister o generatore chimico di ossigeno.

Quest'ultimo sistema, il più usato, si basa sulla reazione di decomposizione del clorato di sodio che per riscaldamento libera ossigeno. La reazione è:

2 NaClO3 → 3 O2 + 2 NaCl

Nel dispositivo è presente un catalizzatore della reazione (un ossido metallico) ed anche un additivo (per esempio idrossido di calcio) per tenere sotto controllo la decomposizione, eliminando l'eventuale formazione di gas cloro.

L' anidride carbonica viene eliminata dall'aria con una tecnica che si basa sull'impiego di idrossido di sodio e idrossido di calcio. La reazione è:

CO2 + H2O → H2CO3

H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O

Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaOH

Il vapore acqueo viene rimosso mediante un deumidificatore oppure chimicamente. L'eliminazione dell'umidità in eccesso è importante, oltre che per la qualità dell'aria, anche per evitarne la condensazione sulle pareti e sulle attrezzature all'interno del sommergibile.
Infine sono utilizzati filtri per rimuovere il particolato e le polveri dall'aria.

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2) L'ACQUA Il rifornimento di acqua è garantito da un impianto di distillazione che preleva acqua di mare e la trasforma in acqua dolce. L'acqua di mare viene riscaldata alla temperatura di ebollizione, il vapore acqueo viene condensato per raffreddamento e raccolto in un recipiente collettore di acqua dolce, mentre i sali vengono rimossi . La distillazione può produrre 38.000 - 150.000 litri di acqua dolce al giorno. L'acqua è usata per il fabbisogno dell'equipaggio e per il raffreddamento delle apparecchiature che lo richiedono.

 

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Vita a bordo: L'interno di un U-boat tedesco durante la 2^ Guerra Mondiale