Tres semanas de inmersin para el S-80 Plus gracias al AIP 3k6n30

Un hito en el programa de desarrollo del submarino S-80 para la Armada espaola fuela firma de Navantia con Abengoa del contrato que la convierte en tecnlogo y suministrador principal del sistema de propulsin independiente del aire AIP (Air Independent Propulsion) del programa.

El sistema de propulsin independiente del aire permitir recargar las bateras durante la inmersin, por lo que el S-80 Plus podr operar hasta tres semanas sin salir a la superficie. Este dato es relevante si tenemos en cuenta que hasta finales del ao pasado se afirmaba de forma ms conservadora que esta autonoma sera de quince das o ms.

Recordemos que antes de concluir 2019, durante el acto de cierre del casco resistente del S-81 Isaac Peral, el director del astillero y del Programa S-80 Plus, Agustn lvarez Blanco, nos inform de que estaba previsto que en enero los dos candidatos a proveer el AIP (Abengoa y Tcnicas Reunidas) superaran la Revisin Crtica de Diseo, o CDR (Critical Design Review), y que en febrero se elegira el contratista.

A fnales de ese mes se anunci la eleccin de Abengoa para disear, fabricar e integrar varios elementos del AIP, en concreto el SPB (Sistema Procesador de Bioetanol), el SAP (Sistema de Adecuacin de Potencia) y el Sistema de Control del AIP (SCAIP). Adems, Abengoa se encargar de la integracin del SPC (Sistema de Pilas de Combustible) y del SECO2 (Sistema de Eliminacin de CO2) para garantizar las prestaciones, funcionalidad y operatividad requeridas por la Armada. El SECO2 ha sido diseado por la espaola Bionet junto a Navantia y se encarga de mezclar el gas con agua salada evitando la presencia de burbujas para mantener baja la firma acstica.

Esta eleccin supone un hito para la actividad de defensa de Abengoa y de su programa de hidrgeno, en el que trabaja desde hace ms de quince aos, muchos de ellos junto al Ministerio de Defensa y a Navantia. Para la Armada supone contar con unas capacidades tcticas y de discrecin no existentes en la actualidad, lo que coloca al S-80 Plus como un referente en su sector.

Adems, para el fabricante supone la posibilidad de ofertar un sumergible con una avanzada tecnologa que le posicionar con ventaja en el mercado de exportacin. De hecho, Navantia est ofreciendo un diseo derivado del S-80 Plus a la Armada de India, que en el marco del programa P75(I) busca adquirir 6 unidades que seran construidas en el pas con asistencia de un tecnlogo extranjero. Navantia se refiere al AIP como BEST (Bio-Ethanol Stealth Technology), considerndolo un sistema de tercera generacin frente a los motores Stirling y a los que emplean hidrgeno almacenado en el submarino.

Cmo funciona el AIP

Para su propulsin, el submarino emplea un motor elctrico de imanes fijos MEP (Motor Elctrico Principal) de Gamesa Electric, que es alimentado por las cmaras de bateras que a su vez se recargan empleando un mdulo de potencia de clula de combustible FM (Fuel Cell Power Module) de 300 kW, suministrado por la estadounidense UTC Aerospace Systems (ahora Collins Aerospace). Para que este mdulo genere electricidad es necesario que se produzca en su interior una reaccin electroqumica a partir de una corriente rica en hidrgeno y un oxidante que es oxgeno en estado gaseoso. Para ello, y esta es la principal novedad del programa, el S-80 Plus contar con un sistema de produccin de hidrgeno a bordo, a diferencia de otras soluciones.

Foto:El sistema AIP BEST (Navantia)

El ncleo de esta tecnologa es el llamado procesador o reformador, que se encarga de generar la corriente rica en hidrgeno a partir de etanol o, en el caso espaol, bioetanol. El Ministerio de Defensa apost por el bioetanol por la capacidad nacional para producirlo y por la disponibilidad de las materias vegetales ricas en azcares, almidn o celulosa de los que se obtiene y no depender as de la produccin internacional de etanol. Este reformador permitir tres semanas de navegacin en inmersin sin tener que salir a la superficie, dar snorkel ni arrancar los generadores diesel, lo que alertara de su presencia.

Dado lo avanzado de la fabricacin de los primeros submarinos, el primero que dispondr de esta tecnologa ser el S-83 Cosme Garca, donde embarcar en julio de 2021; seguido del S-84 Mateo Garca de los Reyes. Los 2 primeros de la serie, el S-81 Isaac Peral y el S-82 Narciso Monturiol, dispondrn de las necesarias preinstalaciones para recibir su AIP como un retrofit durante su primera parada tcnica de mantenimiento o gran carena, para lo que se ha habilitado una escotilla al efecto, que evitar actuar sobre el casco del buque.

Actualmente, tras superar el citado hito del cierre de casco, el Isaac Peral se encuentra en la Nave de Armamento de Submarinos, estando prevista la flotadura para finales de este ao, la realizacin de las pruebas en 2021 y la entrega a la Armada en 2022.

Una clula de combustible nacional

El programa S-80 Plus incluye un elevado componente tecnolgico espaol, pero, debido a la falta de una pila de combustible nacional, Navantia encarg a la entonces UTC el equipo que recibi en 2011. En febrero, tras la publicacin del Plan Anual de Contratacin del Ministerio de Defensa, descubramos un programa de I+D destinado al desarrollo de una pila de combustible compatible con el sistema de propulsin independiente del aire (AIP) para el submarino S-80 Plus de la Armada espaola. Este equipo deber estar listo en seis aos, por lo que podra contemplarse la instalacin en el tercer y cuarto submarino de la serie, cuyas entregas estn previstas en 2026 y 2027.

foto:Esquema del reformador de bioetanol (captura v+deo Navantia)

La Direccin General de Armamento y Material (DGAM) le dio el nombre de Medusa 300 y una financiacin de 1 milln de euros bajo el formato de contrato negociado sin publicidad para una eventual Fase I, que ser la del escalado, anlisis de alternativas, desarrollo y evaluacin funcional de un prototipo de 5 kW. En la Fase 2 se acometer el desarrollo y evaluacin de prototipos de 50 kW (previsiblemente de varios oferentes) y en la 3 se realizar el desarrollo y evaluacin del SPC prototipo de 300 kW.

Y es que en este tiempo la tecnologa ha evolucionado considerablemente, ofreciendo mayor rendimiento, un precio ms bajo, menor sensibilidad a las impurezas del hidrgeno y una mayor vida til. Adems, el fabricante original ha cambiado de manos en repetidas ocasiones, en concreto, UTC Aerospace Systems se form en 2012, pero en 2018 el grupo matriz United Technologies complet la adquisicin de Rockwell Collins, convirtindose UTC Aerospace Systems en Collins Aerospace. El ao pasado United Technoogies, vendi su unidad de negocio de clulas de combustible, UTC Power, a la tambin estadounidense ClearEdge Power, integrada a su vez desde 2014 en Doosan Fuell Cell del grupo surcoreano Doosan Group.

Por eso Defensa habra considerado de inters potenciar el desarrollo nacional de uno de los escasos componentes del sistema de propulsin que no est siendo puesto a punto en Espaa, desendose un esquema empresarial nacional que permita la produccin y suministro de las pilas durante la vida operativa de los sumergibles. (Jos Mara Navarro)