Las decisiones poco convencionales de diseño que tal vez condenaron al Titán

Por The New York Times | Helmuth Rosales, William J. Broad, Eleanor Lutz and Bedel Saget

Hasta el desastre del Titán el 18 de junio, nadie había muerto al pilotear o viajar en un sumergible de inmersiones profundas. Este notable récord de seguridad se mantuvo durante casi un siglo.

Según los investigadores federales, podrían tardar hasta 18 meses en determinar por qué el Titán implosionó durante su inmersión hasta los restos del Titanic, un suceso que les costó la vida a sus cinco pasajeros. Sin embargo, los ingenieros que entrevistó The New York Times señalaron posibles puntos débiles en el diseño del submarino.

El dueño del Titán, OceanGate, adoptó un enfoque único con la embarcación, pues se esforzó por minimizar los costosos gastos generales. La embarcación ligera era relativamente fácil de transportar. No necesitaba un buque nodriza específico, sino que podía ir remolcado detrás de un barco rentado. Según la empresa, en comparación con sus rivales, el ahorro volvió “más viable en términos económicos” al Titán.

El Titán se alejó en varias ocasiones de los diseños comprobados de sumergibles para ahorrar costos. Lo que sigue es una comparación del diseño del Titán con un vehículo estándar que, como es habitual, depende de normas ingenieriles conservadoras que han demostrado su eficacia durante muchas décadas.

A diferencia de la mayoría de los otros sumergibles, el casco del Titán tenía la forma de una píldora, gracias a lo cual cabían más pasajeros. (Una forma esférica ha sido la norma de la industria, reconocida por ser más adecuada para las presiones de las aguas profundas). El cilindro central del casco era de fibra de carbono y no de titanio, un material más caro, como en otros sumergibles. Además, el cilindro de fibra de carbono del Titán estaba unido a unas semiesferas de titanio, lo cual creaba varias uniones de materiales distintos que eran difíciles de juntar de manera adecuada.

Con una forma poco ortodoxa caben más pasajeros

Los sumergibles deben soportar las presiones aplastantes de las aguas profundas, las cuales exprimen con la misma fuerza desde todos los lados. A la profundidad del Titanic, 4 kilómetros, cada 6,45 centímetros cuadrados de un sumergible experimentan 3 toneladas de fuerza.

Un casco esférico distribuye la tensión de manera uniforme, por eso es la mejor forma para resistir las fuerzas de compresión del abismo. Según los expertos, cualquier otra forma tenderá a deformarse de manera desigual.

A diferencia de Titán, el Alvin, un sumergible de investigación, tiene un casco totalmente de Titanio. Desde 1973, ha realizado más de 4500 inmersiones.

La presión aplicada a la forma de una píldora se distribuye de forma desproporcionada y puede provocar un colapso similar al de una lata de refresco cuando es aplastada.

Una forma esférica permite una distribución uniforme de la presión, por eso es menos susceptible a la distorsión.

El casco del Titán era más grande y cabían dos pasajeros más que en el Alvin, en el que caben tres. En tres años de inmersiones, OceanGate cobró hasta 250.000 dólares por persona para visitar el Titanic.

Tim Foecke, un metalúrgico forense retirado que ha realizado pruebas mecánicas y análisis de fallas en metales y fibra de carbono, comentó que el cambio en la geometría del casco, de una esfera cerrada a un tubo alargado, tal vez contribuyó a la falla catastrófica del Titán. Un casco más grande tiene que ser más fuerte y grueso para soportar la misma presión que uno más pequeño. Según Foecke, en dos cascos del mismo grosor, el más grande “colapsará o cederá” primero.

Evitar la certificación ahorró tiempo y costos

Organizaciones marítimas respetadas que se especializan en certificar la seguridad de las embarcaciones de inmersiones profundas someten a la mayoría de las embarcaciones de aguas profundas a unas costosas rondas de inspección y pruebas. No obstante, Stockton Rush, director ejecutivo de OceanGate, no obtuvo la certificación para el Titán, bajo el argumento de que impedía la innovación. En un documental, comentó: “Se te recuerda por las reglas que rompes y yo he roto algunas reglas para hacer esto. La fibra de carbono y el titanio: hay una regla que prohíbe hacerlo. Pues yo lo hice”.

Kedar Kirane, ingeniero mecánico experto en daños, fractura y fatiga en materiales compuestos reforzados con fibras, afirmó que, si él hubiera diseñado el Titán, sus prioridades habrían sido las pruebas y la certificación.

“Es probable que hubiera enfatizado las pruebas propiamente dichas, porque son muy cruciales”, mencionó. “La seguridad está en juego, así que, antes de utilizarlo en una aplicación de la vida real, me habría asegurado de que aprobara todas las certificaciones requeridas y muchos experimentos”.

Unir materiales diferentes pudo haber causado problemas

Los ingenieros entrevistados también expresaron inquietud respecto del diseño en las zonas del Titán en las que se unían materiales distintos. Debido a que los distintos materiales cambian de forma a ritmos diferentes cuando están bajo presión, puede ser complicado conseguir y mantener que estas zonas se queden unidas.

El casco de Titán se diseñó para que un cascarón de fibra de carbono estuviera pegado a anillos de titanio en cada extremo.

Bajo las presiones de las aguas profundas, la fibra de carbono comprimió su diámetro más rápido que el titanio, lo cual puso tensión en la junta con pegamento.

Según Alfred S. McLaren, submarinista retirado de la Marina y presidente emérito de Explorers Club de la ciudad de Nueva York, los distintos materiales empleados en la construcción del casco de la nave “tienen diferentes coeficientes de expansión y compresión y eso complica que se mantenga una unión hermética”.

La humedad o la sal del mar pudieron haber degradado la fibra de carbono del casco y el pegamento que la unía al titanio, lo cual creó otro posible punto débil, señaló Kirane. Foecke también mencionó que el acrílico de la ventana de observación quizá haya fallado en la unión con el titanio o que una sujeción desigual de los tornillos de la escotilla provocara tensiones desiguales a lo largo de la portilla y causar una fractura. Sin probar, pero económico

OceanGate creó la mayor parte del casco de Titán con fibra de carbono, en vez del titanio convencional utilizado para el Alvin. Según los expertos, gracias a este diseño arriesgado se ahorró dinero.

El titanio resiste tanto la compresión como la tensión. Esto significa que es capaz de soportar fuerzas que lo estén aplastando o separando. Sin embargo, la fibra de carbono es mucho más eficaz para resistir fuerzas de tracción que fuerzas de aplastamiento, como la compresión. Resiste la tracción durante un tiempo antes de romperse, pero colapsa o se dobla si se le presiona o comprime.

“Me sorprendió mucho” la construcción con fibra del Titán, admitió Foecke.

La fibra de carbono es resistente y ligera. Redujo el peso del Titán a 9500 kilogramos, en comparación con los 20.000 del Alvin.

“Esta reducción de peso nos permite transportar una carga útil significativamente mayor”, declaró Rush en un comunicado de prensa de la empresa el año pasado. Rush era piloto del Titán cuando implosionó.

Para reducir más los costos de la temporada 2023, Rush rentó un buque nodriza más pequeño, más viejo y menos caro que los de expediciones anteriores. La embarcación, de nombre Polar Prince, era demasiado pequeña y estrecha para llevar el Titán en su cubierta. Por lo tanto, el barco remolcó a la embarcación ligera en el viaje de tres días desde San Juan, Terranova, hasta el sitio del Titanic.

“Me pareció que estaban zarandeando con bastante brusquedad al submarino y la plataforma”, recordó Arnie Weissmann, editor en jefe de Travel Weekly, sobre su expedición en mayo con el mismo buque nodriza. En contraste, el Alvin viaja a sus puntos de inmersión a bordo de un buque nodriza especializado con cabrestantes, hangares y un taller mecánico hechos a la medida. Una grúa lo coloca en el océano.

Como parte de una serie de preguntas, cuando se le cuestionó si al remolcar el Titán se corría el riesgo de producir daños, un vocero de la empresa, Andrew Von Kerens, respondió: “OceanGate no puede brindar ninguna información adicional en este momento”. El sumergible Titán era remolcado hasta su sitio de inmersión, a veces durante días. En contraste, una nave nodriza transporta al Alvin hasta los sitios de inmersión.