SENER desarrolla un innovador sistema de Propulsión Independiente de Aire para submarinos

La compañía española SENER ha desarrollado, en colaboración con ThyssenKrupp Marine Systems (TKMS), líder europeo en fabricación de submarinos, un avanzado sistema de Propulsión Independiente de Aire (AIP por sus siglas en inglés) basado en el proceso de reformado del metanol que permite generar a bordo el hidrógeno necesario para alimentar la pila de combustible.

Según explica la compañía en el Nº 50 de su revista corporativa “SENER Noticias”, el AIP basado en pila de combustible, utilizado satisfactoriamente en la actualidad, permite generar la energía necesaria a partir de hidrógeno y oxígeno. “Pero es necesario mejorar el sistema de generación de hidrógeno, pues se almacena en cilindros de hidruros metálicos muy voluminosos y pesados, con gran impacto sobre factores tan críticos como el peso embarcado y el volumen ocupado dentro del submarino”, indican.

En la publicación apuntan que el desarrollo del nuevo sistema AIP ha sido posible “gracias al carácter multidisciplinar de SENER, integrado por especialistas de muy diversas disciplinas”. En concreto, han colaborado en el proyecto desde ingenieros de la División Aeroespacial, para la integración de la pila de combustible, hasta ingenieros de Procesos, de Instrumentación y Control, de Electricidad, de Calderería, de Mecánica, especialistas en Choque y Acústica, en Tuberías, técnicos del sistema de construcción naval FORAN y otros profesionales. “Entre todos han desarrollado un sistema con excelentes expectativas de comercialización en el mercado de los submarinos, y una de las innovaciones de SENER más destacadas de los últimos años, como es la patente del disolvedor de CO2”, afirman. De hecho, agregan que, con este proyecto, SENER ha adquirido la capacidad de ser contratista principal de todo el sistema AIP ante los principales astilleros.

En concreto, la compañía española ha participado en cuatro subsistemas principales del nuevo sistema AIP.

El primero de ellos es la unidad de compresión de CO2, cuyo objetivo es evacuar los gases de escape de la unidad de reformado hacia el mar cuando la presión de cota de inmersión es superior a los 200-250 metros de profundidad. Debido a que la unidad de reformado opera a 25 barg, es necesario superar la diferencia de presión entre los gases de escape y las condiciones del exterior por debajo de dicha cota, mediante una etapa de compresión. En cotas menores de inmersión, los gases pueden ser evacuados directamente al mar (por medio de la unidad de disolución) desde la unidad de reformado, evitando el compresor y ahorrando energía. Esta unidad consta de un depósito pulmón y de un compresor de CO2 húmedo. El segundo subsistema es la unidad de suministro de oxígeno a alta presión, que se emplea para adecuar las condiciones del oxígeno líquido (a baja presión) disponible a bordo en un tanque autoportante según las características requeridas por la unidad de reformado de metanol (a alta presión) y suministrarlo ininterrumpidamente a dicha unidad.

El tercer subsistema es la unidad de almacenamiento de metanol, agua de reacción y suministro y gestión de los mismos, que comparte el mismo objetivo del anterior, pues, por una parte, acondiciona y suministra el metanol requerido por la unidad de reformado almacenado en los tanques estructurales del propio buque y, por otra, gestiona y almacena el agua pura producto de la pila de combustible, como parte de la compensación de masa del submarino.

Por último, la unidad de disolución de CO2 se ha configurado como el mayor reto tecnológico de SENER y actualmente está en proceso de obtener la patente en Europa, ya que “no hay en la actualidad ningún producto similar en el mercado”, aseguran desde la empresa. La compañía ha ideado un sistema que se encarga de evacuar los gases de escape que se obtienen como resultado del proceso al exterior del submarino garantizando que no sea detectable la firma acústica del buque a cierta distancia. Para ello, ha conseguido la disolución de dichos gases (aproximadamente 98 % CO2 y 2 % O2) en un caudal de flujo de mar succionado directamente del entorno del submarino a la presión de la profundidad en la que se encuentra el buque. En las condiciones más severas para el proceso, SENER logra una burbuja cuyo tamaño máximo es de 200 μm a una cota de 18 m para aguas cálidas, lo que contribuye a la discreción operativa del submarino.

Fotos: Revista SENER Noticias