El hundimiento del Titanic

Hoy he decido hablarse de un tema que me ha rondado por la cabeza todos estos días, y al final he decidido hacerlo: el hundimiento del Titanic, uno de los barcos más famosos de la historia.

Olympic y Titanic

Como muchos de ustedes sabrán, el Titanic era un gigantesco transatlántico perteneciente a la White Star Line, con una eslora de 269m, era el barco más grande del mundo. Su construcción comenzó en 1908. La White Star Line quería ser referente mundial en tecnología marítima, y por ello puso en juego todo su patrimonio para lograrlo. Construyó dos barcos, el Olympic y el Titanic, que serían sus buques insignia y su orgullo.

El 5 de abril de 1912, el Titanic ya estaba construido y zarpó del puerto de Southampton hacia Nueva York. Edward John Smith sería el capitán encargado de dirigir aquel mastodonte a lo largo del Atlántico. Se trataba de su último viaje, y su pretensión era jubilarse por todo lo alto.

Por desgracia, durante aquel año, los icebergs navegaron más al sur que de costumbre, interceptando las rutas marítimas. La noche del 14 de abril de 1912, el Titanic recibió un mensaje del SS Californian. Decían que estaban parados debido al hielo, pero el mensaje no llegó a puente y el Titanic continuó su rumbo a una velocidad imprudente.

La noche era muy calmada, y no se podían ver olas rompiendo contra el iceberg al que se acercaban. En cuanto lo vieron, los vigías dieron la alarma al puente de mando. El puente estaba a cargo del oficial Murdoch, quien ordenó invertir la marcha y virar a babor para rodear el iceberg. Pero era demasiado tarde, el Titanic rozó contra el iceberg, sentenciándolo de muerte. El informe de daños reveló que habían sido abiertas varias vías de agua a lo largo del casco, y que se hundiría en unas dos horas. Se puso en marcha entonces el dispositivo para evacuar a los pasajeros en los botes, y los telegrafistas enviaron mensajes a cualquier barco que pudiera rescatarles. 

RMS Carpathia

El SS Californian, al parecer el barco más cercano, incluso podían verlo a simple vista, tenía la radio apagada, por lo que la comunicación era imposible. El barco más cercano que respondió fue el RMS Carpathia, que se puso inmediatamente rumbo al Titanic, pero estaba aún demasiado lejos, y tampoco podía correr mucho por riesgo de chocar también con un iceberg, cuatro horas tardó finalmente en llegar. Para entonces, el Titanic descansaba en el fondo oceánico, y los que no pudieron subirse a ningún bote, se congelaron en las gélidas aguas.

La tragedia conmocionó al mundo, y abrió un amplio debate sobre la seguridad en el mar. Poco después, la White Star Line hizo grandes modificaciones en el Olympic para hacerlo mucho más resistente. Pero la duda que muchos se hicieron entonces fue: ¿Era el Titanic un barco seguro? ¿Podía haberse evitado la tragedia? No fue hasta 1984, cuando se hallaron los restos del Titanic y se pudo someter al barco a una “autopsia”. Lo más llamativo que hallaron fue que el barco se había partido por la mitad, algo que varios pasajeros afirmaron ver, pero fueron silenciados.

A mediados de los 90 se extrajo un trozo del casco del Titanic, para someterlo a ensayo, y comprobar si el material usado era el adecuado. El casco del Titanic estaba hecho de acero, un material muy usado. Pero en aquella época las técnicas de purificación del acero no eran tan buenas como las actuales. Se descubrió que tenía una elevada proporción de azufre, pero ¿era suficiente para que el acero no aguantase el golpe? Hay que tener en cuenta que el acero es un material dúctil; es decir, que cuando se rompe, sufre una deformación, causada por la energía absorbida. Por tanto, un acero dúctil, al absorber más energía, se hace más resistente a los impactos. No obstante, la ductilidad disminuye con la temperatura, y el material pasa a ser frágil; es decir, que rompe sin deformación, en trozos que encajan perfectamente, y es menos resistente a los golpes. El agua del mar estaba a -2ºC aquel 14 de abril, por tanto, había que determinar cuál era el comportamiento del acero del Titanic a esa temperatura, dúctil o frágil.

Ensayo Charpy

Para determinar esto, se hizo un ensayo Charpy, que consiste en golpear un trozo de acero con una maza que lo rompe. En función de cuánto sube la maza después del golpe, se conoce la energía absorbida. La prueba se hizo a -2ºC para reproducir a la perfección las condiciones del día de la tragedia, y determinó que el acero a esas temperaturas era muy frágil. Con lo cual, quedó probado que el acero del Titanic no era el más adecuado.

Sin embargo, viendo más de cerca los detalles del casco del Titanic, vemos que hay cosas que no cuadran. Pues las planchas de acero no estaban rotas, sino más bien separadas entre sí. Se dudaba de si el ensayo Charpy era adecuado para reproducir las condiciones del choque con el iceberg. Dado que según el testimonio de muchos pasajeros, no fue un choque, sino más bien un roce. Por tanto, se empleó el ensayo de flexión, que consistía en apoyar un fragmento de acero sobre dos soportes, e inducir una presión en el centro, que curve el material hasta partirlo. De este ensayo se sacó la conclusión de que el acero del Titanic era casi tan resistente como cualquiera de los aceros modernos. De modo que, ¿cómo pudo hundirse el Titanic?

Ensayo de flexión

Para averiguarlo, hay que saber cómo está construido el Titanic. Su casco está compuesto por varias planchas de acero, unidas entre sí por remaches, que eran una especie de clavos insertados al rojo vivo en los agujeros correspondientes, uniendo las planchas. Y es que en aquella época no existía la soldadura, luego no había otro modo de hacerlo. Los remaches eran de acero, y eran fijados gracias a una enorme máquina remachadora. Pero había un problema, en la proa y en la popa, donde el casco del barco se curvaba hacia adentro, no había espacio suficiente para la máquina, y tuvo que hacerse a mano y usando remaches de hierro forjado, no de acero. El hierro forjado era bastante más frágil que el acero, y más aún en agua fría. Al rozar contra el iceberg, la enorme presión producida sobre las planchas se tradujo en que las cabezas de estos remaches fuesen saltando, haciendo que sus vecinos tuvieran que soportar más carga de la prevista, lo cual hacía que éstos también saltaron. Se produjo un efecto dominó que fue separando las planchas de acero entre sí, dejando una vía de agua.

El barco tenía una serie de compartimentos estancos a lo largo de su eslora. Era capaz de flotar con cuatro de ellos inundados, pero la rotura se extendió sobre los primeros cinco compartimentos. Además, los mamparos que los separaban no llegaban más que a la cubierta G, con lo que el nivel del agua pudo rebosarlos e inundar otro compartimento. Así, el peso de la proa se hizo tan grande que se hundió por ese lado, elevando la popa, hasta que la estructura tuvo que soportar una carga para la que no estaba preparada y el barco se partió por la mitad.

¿Podía haberse evitado la tragedia? Lo que no cabe duda, es que el hundimiento del Titanic fue un cúmulo único de casualidades que desembocaron en el fatal final. Si el Titanic hubiese ido más despacio… Si los vigías contasen con prismáticos y hubieran visto antes el iceberg… Si el barco hubiese sido más resistente, con los mamparos más altos… Si ese año los icebergs no hubiesen viajado tan al sur… Si Murdoch hubiese chocado de frente con el iceberg, y sólo se hubiera inundado el primer compartimento… Si Murdoch no hubiese ordenado la contramarcha, la velocidad de giro sería mayor… Si los oficiales del Titanic hubiesen prestado más atención a las alertas de hielo… Si el SS Californian hubiera acudido en ayuda del Titanic… Si el Titanic llevase más botes…

Todo esto en conjunto produjo la tragedia, pero aparte de esto, existen numerosas teorías conspiratorias, que no forman parte de la versión oficial. La más llamativa es ésta que voy a contar a continuación.

Como ya saben, la White Star Line se endeudó en demasía por construir sus buques insignia. Para colmo, en 1911, el Olympic chocó con el HMS Hawke, produciendo grandes daños. En juicio se falló contra la White Star Line, con lo que tuvo que hacerse cargo de los daños, cosa imposible.

RMS Olympic

El Olympic y el Titanic eran casi idénticos, salvo por algunos detalles. El Titanic tenía la cubierta A parcialmente abierta, mientras que el Olympic la tenía totalmente abierta, amén de otros detalles menos visibles a simple vista. El Titanic estaba asegurado por una cuantiosa suma de dinero, que sacaría a la empresa de la quiebra. La idea era dar el cambiazo; es decir, cambiarle al Titanic su nombre por Olympic y viceversa. Así, podrían mandar al Olympic (con la bandera de Titanic) a hundirse en el mar, y cobrarían el seguro. Con lo cual, se hicieron unas mínimas reparaciones en el Olympic para que pudiera se botado como Titanic.

Ahora nos movemos en terreno moral pantanoso. ¿Envió la White Star Line a toda esa gente a morir? Aquí las versiones de la historia difieren un poco. Algunas fuentes afirman que la idea era impactar contra otro barco (posiblemente el SS Californian) y que los pasajeros fueran rescatados por barcos cercanos (no había), y cuando vieron el iceberg, comprendieron que era una coartada más creíble y fueron contra él. Esto resulta inverosímil, ya que aquella noche la visibilidad era bajísima, y el carácter del choque fue muy fortuito. Ni demasiado a estribor para que el impacto no fuese muy directo, ni demasiado a babor para que no chocaran contra el iceberg. Tal precisión con un buque tan grande y tan poca visibilidad es poco creíble. Otras versiones dicen que la idea era hundirlo en viajes posteriores, en lugares con más posibilidades de rescate, pero el iceberg se presentó por sorpresa. Sea como fuere, el Titanic se hundió, llevándose consigo 1.500 almas.

SS Californian

Después del naufragio, hubo un juicio para depurar responsabilidades. Muchas de las culpas recayeron sobre el SS Californian, por no ayudar a los supervivientes. Se afirmaba que ambos barcos estaban a la vista uno de otro, pero esto no está del todo claro. Pues el capitán afirmó que el barco que vieron parecía más pequeño, y que además se movía, mientras que el Titanic estaba parado. Con lo cual, el SS Californian debía estar más lejos de lo que se pensaba, y que ese barco que veían, era el mismo que se veía desde el Titanic, un barco fantasma cuya identidad hoy se desconoce. De todos modos, ya fuera el SS Californian, o el barco desconocido el que vieron, está claro que ninguno acudió en ayuda del Titanic.

A modo de anécdota, me gustaría añadir que después del hundimiento, como se ha dicho, se sometió al Olympic a varias mejoras, como establecer más botes, doble casco y aumentar la altura de los mamparos. Para que se hagan una idea de la resistencia que ganó, en 1918, durante la primera guerra mundial, el barco había sido confiscado por la Royal Navy para operaciones de guerra. Ocurrió que un submarino alemán atacó al Olympic con un torpedo, pero el barco consiguió esquivarlo. El submarino, emergió entonces para encañonar al Olympic, pero éste dio la vuelta rápidamente y embistió al submarino, haciendo que se fuera a pique, y todo esto sin que el Olympic sufriera daños significativos.

Y así, queridos lectores, fue como se hundió el Titanic, o mejor dicho, la versión más plausible, pues nunca sabremos la verdad completa del naufragio más famoso de la historia.

Tópicos de la Ciencia-Ficción III

¡Saludos lectores! He decidido volver a la carga para ofrecer la tercera entrega de esta interesante saga de los tópicos de la ciencia-ficción.

¿Explotan lo cuerpos en el espacio?

Seguro que es algo que habrán visto muchas veces en las películas. Un pobre hombre acaba en el espacio exterior sin protección, y explota en mil pedazos. Ya anteriormente hemos mencionado y descartado el tópico de que los cuerpos se congelen. Pero, y esto, ¿es verdad? Veámoslo.

Muchas veces se afirma, y con mucho rigor científico además, que la sangre hierve y se expande, destrozando el cuerpo. Pero, ¿cómo ocurre esto? No quiero dar una clase muy aburrida de Química-Física, pero hemos de saber un poco. El agua se congela a 0ºC y hierve a 100ºC, esto no ocurre siempre, sólo si estamos a presión atmosférica, que es lo más normal, pero al variar la presión, esto cambia. Es así, como para facilitar los cálculos, se han construido los llamados diagramas de fase, que muestran el cambio de los puntos de fusión y ebullición a distintas presiones. El manejo es muy fácil. En el eje horizontal tenemos la temperatura, y en el vertical la presión. Si se traza una línea horizontal a un determinado valor de presión, la línea cortará en algunos puntos la curva de la gráfica, y esos puntos, mirando hacia el eje horizontal, nos darán las distintas temperaturas de ebullición y congelación. Hagan la prueba. Fíjense cómo la línea de 1 atm (presión atmosférica) corta la gráfica a 0ºC y 100 ºC. Nosotros podemos “jugar” con las presiones y obtener distintas valores de temperatura. Si la línea sólo corta una vez el gráfico, significa que se pasa directamente de fase sólida a gaseosa (sublimación). 

En el espacio la presión es de 0 atm. Por tanto si cogemos la línea de 0 atm, que coincide con el eje horizontal, vemos que desde temperaturas muy bajas, por debajo de 0ºC, el agua ya es gas. No olvidemos que la sangre no es más que agua con otras sustancias disueltas. Entonces, si nos expusiéramos en el espacio, nuestros vasos sanguíneos reventarían por acción del gas de agua expandiéndose debido a la falta de presión. Así que en teoría es plausible. En la práctica, no ocurre, y ya se han hecho experimentos que los han demostrado. Porque el propio cuerpo ejerce una presión sobre la sangre que evita que se evapore súbitamente. Lo que sí, mucho cuidado con la saliva de la boca, que sí se evaporaría, y el aire de los pulmones, que se expandiría violentamente. Lo más sensato sería abrir la boca y dejarlo salir. Lo que sí, los tejidos más externos sí que podrían tener agua en estado gaseoso, con lo que se producirían burbujas en el sistema circulatorio. El sujeto moriría principalmente por asfixia o problemas cardíacos derivados de esas burbujas. 

¿Absorbe el vacío del espacio?

Es algo que hemos visto en muchas ocasiones, seguro que tienen en mente la película Alien, cuando el bicharraco ese es absorbido por un agujero diminuto en el casco de la nave. ¿Qué de verdad hay en esto? Se podría decir que el hecho en sí es verídico, aunque la formulación del enunciado incorrecta. Evidentemente, el espacio está vacío, no puede absorber nada por las buenas. Más bien, es un efecto desde dentro de la nave. No olvidemos, que presumiblemente una nave estaría llena de gas (nitrógeno, oxígeno…) a presión atmosférica, o sea 1 atm. Un gas, por naturaleza, se expande sin control, pues sus moléculas apenas interaccionan entre sí, y tienen una gran velocidad. Si de repente disminuyésemos la presión a cero, todo ese gas encerrado, ya no tendría restricciones de movilidad, y se expandiría violentamente hacia fuera, hacia el espacio. Esto lo vemos empíricamente con la ley de Boyle: p₁V₁=p₂V₂. Donde p es la presión y V es el volumen, en el estado 1 (antes de la rotura del casco de la nave) y el estado 2 (después). Imaginemos que el volumen del gas inicialmente es V₁=500 m³. La presión inicial es p₁=1 atm, y la presión final es p₂=0 atm, y sustituyan en la ecuación. ¿Qué sale? P₂=1*500/0=∞. Por tanto, el volumen se hace infinito al disminuir la presión a cero, y por eso la expansión ocurre de manera violenta.

En el proceso, evidentemente, arrastraría cualquier persona u objeto no fijado a la nave. De modo que no es el espacio el causante directo de este fenómeno, sino el gas de la nave. No obstante, la cantidad de gas es muy limitada. Sería más realista que esa “absorción” fuese temporal, que durase sólo hasta que se acabasen los gases de la nave. 

Ingravidez en órbita:

Por último, y aunque no es un tema de la ciencia-ficción, me gustaría hablar sobre la ingravidez, ya que me parece un asunto interesante. Todos hemos visto a esos astronautas en la estación espacial internacional, dando volteretas, ingrávidos. Y lo que nos viene a la mente es que allí arriba no hay gravedad y por eso flotan. FALSO. Lo demostraré.

La gravedad es un fenómeno de atracción físico debida a la masa, y está regida por la ley de gravitación universal, formulada por Newton: F_g=G*M*m/R²

Donde M y m serían las masas de los dos cuerpos implicados. G es una constante universal y R es la distancia entre los dos cuerpos. Todo ello genera una fuerza gravitatoria. Para el caso de una persona de 75 kg en la Tierra, M sería la masa de la Tierra, o sea, 5,97x10²⁴ kg. La constante G vale 6,67x10^-11 N·m²/kg². La R sería la distancia al centro de la Tierra, que si se está en la superficie, equivaldría a su radio, o sea, 6371 km. Y la m sería la masa de la persona, 75 kg. Operamos y obtenemos una fuerza gravitatoria de 735,777 N, algo normal. Ahora veamos el caso de una persona en el espacio, en la estación espacial internacional, a 415 km de altura. Los datos serían iguales, salvo la R, que sería el radio de la Tierra más la distancia de la superficie a la estación; es decir, 415 km. Operamos de nuevo y obtenemos 648,53 N. No ha variado mucho, de hecho la reducción de la atracción de la Tierra ha sido del 11,86%, muy poco para producir ingravidez. Entonces, ¿por qué flotan los astronautas?

La estación espacial está en órbita alrededor del planeta, se mueve en círculos a una determinada velocidad, lo cual genera una fuerza centrífuga, como cuando un coche toma una curva, que sufre una fuerza hacia fuera de la curva. También, la estación espacial está sometida a una fuerza que la aleja de la Tierra, pero a su vez hay otra fuerza que la atrae hacia ella, la fuerza gravitatoria, ambas fuerzas se contraponen, y mantienen estable la órbita. De hecho, incluso se podría calcular su velocidad, sabiendo que la fuerza centrífuga es F_c=m*v²/R. Donde v es la velocidad, m la masa de la estación, y R las distancia al centro de la Tierra. Podemos igualar las dos ecuaciones (F_g y F_c), y despejando se obtiene que v=raíz(G*M/R)=7666,67 m/s, muy próximo al real, que es 7706,7 m/s. 

Y aún no he respondido a la pregunta, ahora voy. Imagínense un cañón que dispara un proyectil a una velocidad. El proyectil traza una parábola y cae a la Tierra. Si disparásemos desde muy alto, y cada vez a más velocidad, al final la curvatura de la trayectoria coincidiría con la curvatura de la Tierra, y el proyectil caería perpetuamente, sin encontrar el suelo. En esta situación se encuentran los astronautas de la estación espacial. Están cayendo continuamente, y por eso flotan, pero nunca caen al suelo por tener la suficiente velocidad.