Una de las sorpresas del Plan Anual de Contratacin del Ministerio de Defensa recientemente publicado es la inclusin de 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 de la Armada espaola.
Concretamente el programa de la Direccin General de Armamento y Material (DGAM) recibe el nombre de MEDUSA 300 y recibe una financiacin de 1 milln de euros bajo el formato de contrato negociado sin publicidad para una eventual Fase I.
Cabra preguntarse por el motivo de iniciar ahora el desarrollo de un sistema tan complejo como este puesto que ya all por 2011 Navantia, constructora de los sumergibles, recibi la pila de combustible para el sistema AIP. Tras casi diez aos de la llegada de aquella primera pila de combustible suministrada por la compaa estadounidense UTC, la tecnologa ha evolucionado considerablemente ofreciendo mayores rendimientos, menor sensibilidad a las impurezas del hidrgeno y una mayor vida til. Adems el grupo empresarial en el que se integraba la compaa fabricante ha cambiado de manos en repetidas ocasiones.
Defensa habra considerado de inters potenciar el desarrollo nacional de uno de los escasos componentes del sistema de propulsin que no est siendo desarrollado en Espaa, que funcionara de forma conjunta con el reformador de bioetanol por el que compiten Abengoa y Tcnicas Reunidas y del que sabremos el sistema elegido en febrero. Se trata de hecho de dos de las compaas que podran ofrecer pilas de combustible o participar en el desarrollo de la que busca ahora la Armada.
Concretamente Hynergreen Technologies (ahora Abengoa Hidrgeno) se adjudic en 2012 un contrato de la Direccin General de Armamento y Material (DGAM) en el marco del programa Coincidente denominado Equipos Estacionarios para la Generacin de Energa Elctrica por Combustin de Hidrgeno (H2-Electrogen-M) valorado en ms de 300.000 euros. Para la agencia andaluza IDEA, desarroll entre 2011 y 2015 el proyecto Procyon para el desarrollo de un sistema estacionario de cogeneracin basado en carbonato fundido (Molten Carbonate Fuel Cell o MCFC) precisamente de 300 Kw, por valor de 7,7 millones de euros.
Abengoa Hidrgeno trabaja actualmente en el desarrollo de sistemas de pila de combustible en varias lneas distintas como Balance of Plant o BoP, clulas de combustible basadas en membranas de intercambio de protones (Proton-Exchange Membrane Fuel Cells o PEMFC), clulas de combustible de carbonato fundido (Molten CarbonateFuel Cell o MCFC) o clulas de combustible de xido slido (Solid Oxide Fuel Cell o SOFC).
Como funciona
El funcionamiento del complejo sistema de propulsin de los submarinos S-80 fue analizado en detalle en el nmero 468 de la revista Defensa, correspondiente al mes de marzo de 2017. En concreto, el submarino emplea un motor elctrico de imanes fijos (Motor Elctrico Principal o MEP) suministrado por Gamesa Electric que es alimentado por un mdulo de potencia de clula de combustible (Fuel Cell Power Module o FM) de 300 Kw, suministrado por la estadounidense UTC Aerospace Systems (anteriormente UTC Power) dado que en aquel momento no haba un desarrollo nacional de una pila de combustible se recurri a una solucin comercial. La denominacin del programa como MEDUSA 300 dara una pista sobre el objetivo de potencia elctrica a desarrollar, en el orden de 300 Kw.
Para que este mdulo genere electricidad es necesario que se produzca en su interior una reaccin qumica a partir de la mezcla de hidrgeno puro con un oxidante que es oxgeno en estado gaseoso (LOX). Para ello, y esta es la principal novedad del programa, el S-80 contar con un sistema de produccin de hidrgeno a bordo, a diferencia de otras soluciones.
El ncleo de esta tecnologa es el llamado reformador, que se encarga de generar hidrgeno puro a partir de etanol o en el caso espaol, bioetanol. El Ministerio de Defensa apost por el bioetanol frente al etanol 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. Abengoa y Tcnicas Reunidas han desarrollado prototipos funcionales del reformador que han estado sometidos a pruebas.
El reformador asegura una generacin elctrica tal que permite al submarino permanecer quince das o ms bajo el agua (dependiendo de la capacidad de los tanques de bioetanol) sin tener que salir a superficie, dar el snorkel ni arrancar los generadores disel.
Lo avanzado del proyecto implica que los dos primeros submarinos se entregarn sin AIP pero se han realizado los necesarios clculos y habilitado la necesaria reserva de espacio y peso para que, de resultar satisfactorio el resultado del programa AIP, este se integre a posteriori, bien en grada o bien ya a flote, mediante una escotilla habilitada al efecto. (Jos M Navarro Garca)
Fotografa: Infografa del S-80 (Navantia)
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El S-81 durante la ceremonia de cierre del casco resistente (autor)
