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SENER desenvolve, em colaboração com a ThyssenKrupp, um avançado sistema de Propulsão Independente do Ar para Submarinos

Com este projeto a empresa adquiriu a capacidade de ser contratante principal em sistemas AIP para os principais estaleiros do mundo. Os submarinos com propulsão independente de ar (AIP pela sua sigla em Inglês) representam uma evolução tecnológica dos submarinos convencionais, que, em vez de utilizar como único método de propulsão um gerador de energia diesel exigindo ar desde o exterior, para a combustão, usa adicionalmente sistemas que não o exigem, como células de combustível. Isto permite que possam ficar submersos sem ser detectados por muito mais tempo do que os convencionais, os quais devem vir à superfície e operar com um tubo snorkel quando termina o seu tempo de autonomia em imersão, determinada pela capacidade da bateria do navio.

O AIP, baseado em células de combustível usado com muito sucesso hoje, permite gerar energia a partir de hidrogênio e oxigênio. Mas é necessário poder melhorar o sistema de geração de hidrogénio, uma vez que este é armazenado em cilindros de hidretos de metais pesados ​​e volumosos, com grande impacto sobre fatores críticos tais como o peso e o volume ocupado a bordo interior do submarino. Para resolver este problema, e dado que a tendência geral do mercado é a construção de submarinos de tamanho cada vez maior, SENER desenvolveu, em colaboração com a ThyssenKrupp Marine Systems (TKMS), um AIP baseado no processo de reforma do metanol que permite gerar a bordo o hidrogênio necessário para alimentar a célula de combustível.

No projeto, colaboraram colaborado desde engenheiros da Divisão Aeroespacial da SENER para a integração da célula de combustível, até engenheiros de Processos de Instrumentação e Controle, de Eletricidade, Caldeiras, Mecânica, especialistas em Choque e Acústica, Tubos, técnicos do sistema de construção naval FORAN, e outros profissionais. Juntos, eles desenvolveram um sistema com excelentes expectativas de marketing no mercado de submarinos, e uma das inovações mais importantes da SENER nos últimos anos, como a patente do dissolvedor de CO2.  A participação da SENER no novo sistema AIP inclui quatro grandes subsistemas:

Unidade de compressão de CO2

O seu objetivo é evacuar os gases de escape da unidade de reformado para o mar quando a pressão do nível de imersão é maior do que 200-250 m de profundidade. Uma vez que a unidade de reformação opera a 25 barg, é necessário superar a diferença de pressão entre os gases de escape e as condições exteriores abaixo desta cota mediante uma etapa de compressão. Nos níveis mais baixos de imersão, os gases podem ser evacuados para o mar diretamente (através da unidade de dissolução) a partir da unidade de reformado, evitando o compressor e economizando energia. Esta unidade consiste de um tanque de armazenamento e um compressor de CO2 húmido.

Unidade de alimentação de oxigênio de alta pressão

A mesma é empregada para adequar as condições de oxigénio líquido (a baixa pressão) disponível a bordo num tanque autoportante de acordo com as características exigidas pela unidade de reformado de metanol (de alta pressão), e fornecê-la continuamente para essa unidade.

Unidade de armazenagem de metanol água de reação, fornecimento e gestão dos mesmos.

Este subsistema compartilha o mesmo objetivo do anterior, porque, por um lado, acondiciona e subministra o metanol requerido pela unidade de reformado, armazenados nos tanques estruturais do próprio navio; e por outro administra e armazena a agua pura, produzida pela célula de combustível como parte da compensação de massa do submarino.

O maior desafio tecnológico de SENER tem sido desenvolver uma unidade de dissolução de gases de escape obtido como resultado do processo. Sener criou um sistema que se encarrega de evacuar estes gases para o exterior do submarino, garantindo que nenhuma assinatura acústica do navio seja detectável a uma certa distância. Para este efeito, tem conseguido a dissolução de tais gases (aproximadamente 98% de CO2 e 2% de O2) a uma taxa de fluxo de mar aspirado diretamente a partir do ambiente submarino para a profundidade de pressão ao qual a embarcação esteja localizada. Mesmo nas condições mais severas para o processo, SENER gera uma bolha cujo tamanho máximo é de 200 microns a uma altura de 18 m para águas quentes, fator que contribue para a discrição operacional do submarino. A unidade de dissolução de CO2 é uma inovação que está em processo de obtenção de uma patente na Europa, já que não existe atualmente nenhum produto semelhante no mercado.


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