Come fanno a respirare nei sottomarini?

Il respiro silenzioso: aria artificiale e sopravvivenza nei sottomarini

L’ambiente subacqueo, regno di silenzio e pressione schiacciante, impone all’uomo vincoli severissimi, tra cui la necessità di ricreare artificialmente un ambiente respirabile all’interno dei sottomarini. Diversamente dalle semplici bombole subacquee, la vita a bordo di un sommergibile richiede un sistema complesso e affidabile per garantire la sopravvivenza dell’equipaggio per periodi anche molto lunghi, in completa autonomia dall’esterno.

Il cuore di questo sistema è la gestione dell’equilibrio gassoso. A differenza di quanto si potrebbe pensare, non si tratta semplicemente di immagazzinare aria compressa in grandi serbatoi. Sebbene le riserve di ossigeno ad alta pressione siano componenti fondamentali, garantendo una riserva di emergenza e un supporto supplementare, il vero “miracolo” risiede nella capacità di rigenerare costantemente l’aria respirabile.

Il processo si articola in due fasi principali: la produzione di ossigeno e la rimozione dell’anidride carbonica. Per la produzione di ossigeno, i sottomarini moderni si affidano prevalentemente all’elettrolisi dell’acqua. Questo processo, mediante l’applicazione di una corrente elettrica, scompone le molecole d’acqua (H₂O) in ossigeno (O₂) e idrogeno (H₂). L’ossigeno viene poi immesso nell’atmosfera del sottomarino, mentre l’idrogeno, essendo infiammabile, viene generalmente scaricato o utilizzato in processi secondari, come la generazione di energia. Sistemi più datati potrebbero invece utilizzare generatori di ossigeno chimico, basati su reazioni di decomposizione di composti chimici, ma questi risultano meno efficienti ed ecologici.

La rimozione dell’anidride carbonica, prodotto di scarto della respirazione umana, è altrettanto cruciale. Questo viene effettuato principalmente attraverso sistemi di assorbimento chimico, solitamente basati su filtri contenenti idrossido di litio (LiOH). Questo composto reagisce con l’anidride carbonica, trasformandola in carbonato di litio, un composto solido e innocuo. La scelta dell’idrossido di litio, rispetto ad altri composti, è dettata dalla sua elevata efficacia di assorbimento e dal basso peso specifico, fattore importante per limitare l’ingombro a bordo.

La complessità del sistema non si limita alla sola produzione e purificazione dell’aria. Altri parametri, come la temperatura, l’umidità e la pressione parziale dei gas, vengono costantemente monitorati e regolati per garantire un ambiente salubre e confortevole per l’equipaggio. Il controllo di questi parametri, unitamente alla gestione delle riserve di ossigeno e alla rimozione dei gas di scarico, rappresenta una sfida tecnologica di notevole complessità, che richiede un’elevata affidabilità e una manutenzione costante e scrupolosa. In definitiva, la possibilità di respirare sotto il mare è il risultato di una sinergia ingegneristica che dimostra la capacità umana di superare gli ostacoli imposti dalla natura, aprendo la strada a esplorazioni e scoperte sempre più profonde.