Situación actual del programa S-81 Plus

Quizás debería comenzarse este artículo haciendo notar que el título del mismo hace referencia al programa del submarino S-81 Plus y no al del S-80 dado que este último programa, cuya Orden de Ejecución se firmó en marzo del 2.004, pasó a la historia en el momento en que al descubrirse ciertos problemas relacionados con su sobrepeso por encima de los márgenes establecidos, se dio la orden de detener la construcción a principios del 2.013.

El nuevo programa se llama S-81 porque la Secretaría de Estado de Defensa ha dado la orden en abril de este año de que Navantia se centre en finalizar la construcción de un único y primer submarino rediseñado para conseguir la certificación definitiva de su diseño antes de continuar con el resto de buques de la serie. Para ello, se ha partido del segundo casco disponible de los S-80 ante la mayor dificultad de rediseñar el primero de ellos por estar más avanzada su construcción. Y se llama 'Plus' porque a través de los acuerdos firmados entre el Ministerio de Defensa-Armada y la Marina de los Estados Unidos para contar con el asesoramiento y apoyo tecnológico de una de las principales empresas mundiales en la construcción de submarinos, General Dynamics-Electric Boat, se llegó a la conclusión de que la mejor opción de rediseño para solucionar los problemas de sobrepeso aparecidos consistía en añadirle al casco una serie de cuadernas en tres zonas distintas del mismo con una longitud total de unos 10 metros aproximadamente, alargando la eslora inicial del buque.

A pesar de lo anterior, el nuevo submarino que tendrá el mismo diámetro del casco 7,30 metros, una eslora máxima ligeramente superior a los 81 metros y un desplazamiento en inmersión próximo a las 3.000 toneladas, seguirá siendo un buque que incorpore tecnologías muy avanzadas en sus sistemas cuya integración impondrá una gran dificultad, con un Sistema de Combate de última generación desarrollado por Lockheed Martin y Navantia, un Sistema Integrado de Control de Plataforma que permitirá ser operado con una dotación reducida y un alto grado de automatización y un Sistema de Propulsión Anaerobia (AIP), previsto aunque todavía está bajo desarrollo, que permitirá su permanencia en inmersión durante periodos de tiempo prolongados.

El retraso acumulado como consecuencia de la complejidad del programa del S-80 y los problemas técnicos asociados a la alta componente tecnológica incorporada al buque no han permitido que por el momento fuera considerado como una opción válida para exportar a otros países como estaba previsto, sin embargo, por sus características avanzadas y sus posibilidades operativas es muy posible que una vez finalizadas las pruebas y evaluación del S-81 Plus, este siga siendo un buque con opciones de exportación para cubrir las necesidades de otras marinas extranjeras.

El rediseño del buque efectuado junto con la capacitación del astillero de Navantia y su actualización y mejora en la gestión de los procesos de control llevados a cabo durante los dos últimos años permitieron cerrar el diseño final del submarino y encarar el hito de la Revisión Crítica de Diseño (CDR). Una revisión que culminó con éxito durante la primera quincena del pasado mes de julio, en cumplimiento de lo que el AJEMA había establecido.

El hito de la CDR es muy importante ya que su propósito es demostrar que el diseño del S-81 Plus está suficientemente maduro como para continuar con la construcción, integración y pruebas del buque y de sus sistemas y que el esfuerzo técnico realizado es el adecuado para completar el desarrollo del buque de forma que cumpla los requisitos operativos exigidos, dentro de un coste y un calendario fijado. La CDR se desarrolla prácticamente durante la fase final del diseño y debe marcar definitivamente la viabilidad del proyecto a falta de la DDR (Detailed Design Review). En este momento un porcentaje alto de planos y documentos deben estar ya desarrollados y previamente distribuidos, al objeto de que una vez aprobada la CDR puedan ser remitidos para producción.

Así pues, durante esta CDR se han revisado los cambios introducidos en el rediseño del buque así como su influencia sobre determinados equipos y servicios de a bordo que habían sido previamente adquiridos para los S-80. Pensemos por ejemplo que el alargamiento de la eslora trae aparejada una mayor resistencia de fricción del casco y, como consecuencia, la necesaria modificación de la hélice propulsora que debería ser optimizada frente a la antigua del S-80 que había sido ya adquirida (quizás sería el momento de pensar en una nueva hélice de material compuesto que aportaría bastantes ventajas: más ligera, con menor nivel de ruidos y vibraciones, mayor eficiencia hidrodinámica, no sufre de corrosión galvánica y su coste es menor). Lo mismo ocurre con algún otro sistema como el hidráulico, muy importante a bordo por la gran cantidad de equipos que son accionados hidráulicamente, y que deberá ser rediseñado al aumentar la longitud de los conductos por donde actúa el fluido.

Estos cambios, entre otros, harán necesaria una actualización de la Especificación de Contrato que tendrá que ser aprobada por el Ministerio de Defensa y la Armada, y finalmente será imprescindible modificar la Orden de Ejecución para adaptarla a la construcción del nuevo S-81 Plus y los tres ó cuatro submarinos adicionales de la serie (el número final tendrá que ser decidido cuando se conozca el coste real de un buque que por supuesto será bastante inferior al del prototipo).

Pero si hay un tema que se ha tratado en profundidad durante la CDR por su trascendencia, ese ha sido posiblemente la reciente decisión tomada de desconectar el programa de obtención de la propulsión AIP, del programa de construcción del resto del buque, lo que significa que el calendario de cada uno de ellos correrá independiente del otro y que se encontrarán cuando sea posible sin pérdidas de tiempo ni esperas. Se trata de una decisión que posiblemente debería haber sido tomada al comienzo del estudio del AIP, cuando todavía era un programa de I+D y que seguramente no se tomó por la confianza depositada en Abengoa-Heinergreen para obtener dentro de plazo un procesador de bioetanol (CH3-CH2OH), que produjera hidrógeno en la cantidad y pureza necesaria para alimentar la pila de combustible.

Desafortunadamente no ha sido así, por lo que en la actualidad la empresa Técnicas Reunidas está trabajando en un módulo de procesador con el que se prevé hacer una prueba de funcionamiento con una pila a escala reducida. Si todo sale, se construiría ya el equipo a tamaño real y se probaría el conjunto de la planta en la Instalación de Pruebas de la Sección 3 (IPS 3) dispuesta en el astillero de Navantia-Cartagena para comprobar su capacidad de dar la potencia eléctrica requerida y, a continuación, se montaría a bordo del submarino a través de la escotilla dispuesta a tal fin, cualquiera que sea su estado, bien en construcción o a flote.

Este sería el escenario más favorable, que daría al buque más capacidad operativa y más innovación tecnológica pues sería el primer submarino del mundo que funcionara con un AIP en el que se produce el hidrógeno a bordo (el sistema AIP alemán carga el hidrógeno disuelto en forma de hidruros metálicos, y recientemente Thyssen Krupp Marine ha anunciado que ha conseguido un sistema que produce hidrógeno a través de un procesador de metanol (CH3OH), sin que se tenga constancia de su instalación en ningún buque y sin que la marina alemana haya mostrado interés por el mismo, más bien lo contrario).

En caso de que el sistema AIP no llegará a tiempo o simplemente se alcanzara el fracaso tecnológico en la producción de hidrógeno, el submarino se pondría a flote, se realizarían las pruebas de evaluación y se entregaría a la Armada como un submarino convencional tradicional que funcionaría propulsado por su motor eléctrico alimentado por los grupos diesel-generadores cuando navegue en superficie o alimentado por las baterías de a bordo cuando navegue en inmersión, lo que evidentemente dejaría mermada su capacidad operativa.

Llegado a este punto, creo que conviene detenerse algo en el tema de las baterías que se van a instalar a bordo, por la importancia estratégica que tienen sobre la autonomía en inmersión (factor crítico en un submarino). Para ponernos en situación hay que recordar que la definición conceptual del S-80 se desarrollo entre los años 1.997 y 2.003, que a lo largo del año 2.003 se elaboró la documentación necesaria para la fase de desarrollo y construcción, y que finalmente en marzo del 2.004 se firmó la Orden de Ejecución, comenzando a partir de ese momento la construcción de los buques. La tecnología existente en aquella época era la que era, y si hay un equipo bien conocido por los submarinistas este es el conjunto de elementos de batería de plomo-ácido que han sido utilizadas a bordo desde el principio del arma submarina, además de tener un coste razonable.

En consecuencia las baterías que se seleccionaron y se compraron fueron las de Pb-Acido de la casa Exide Technologies (antigua Tudor). Desde entonces, han pasado más de diez años y las baterías se han mantenido en espera en un almacén sufriendo algunas vicisitudes, como el intento de robo de un buen número de elementos para su venta como chatarra, lo que felizmente fue abortado por la actuación de la Guardia Civil. Sin embargo, la tecnología en el campo del almacenamiento de energía eléctrica ha avanzado a pasos agigantados durante los últimos años y, hoy en día, todos los países fabricantes de submarinos convencionales están ofertando alternativas de baterías a base de iones de Litio (Li-ión), que tienen mucha más capacidad para almacenar energía que las de Pb-Acido (del orden de tres a cuatro veces más) y que pesan la mitad, aunque su coste es bastante más elevado.

A título de ejemplo:

1º.- En el año 2.008 la DCNS francesa presentó en Sydney, Australia (posiblemente para preparar el camino de su oferta para el reemplazo de los Collins), la integración en los submarinos Scorpene de unas baterías de nueva generación de iones de litio fabricadas por Saft, al objeto de conseguir duplicar el tiempo de permanencia en inmersión con respecto a las antiguas de Pb-Acido. De esta forma el submarino Scorpene sería compatible a la vez con las baterías de iones de Litio y con el sistema AIP francés Mesma (Ver noticia en enlace adjunto).

http://www.saftbatteries.com/press/press-releases/li-ion-batteries-dcns-designed-scorpene-submarines

2º.- En Alemania, la empresa ThyssenKrupp Marine Systems ha firmado un contrato con el subsidiario alemán de uno de los principales fabricantes mundiales de baterías recargables, Lithium Technology Corporation, para desarrollar un sistema de baterías de iones de litio de gran capacidad con el propósito de su utilización en los submarinos convencionales tripulados. Con este sistema esperan triplicar el tiempo de permanencia en inmersión del submarino sin AIP. La publicidad de ThyssenKrupp Marine anuncia el submarino HDW Clase 216 (otra de las ofertas hechas a Australia para reemplazar a sus Collins) ya con baterías Li-ión y con hélice propulsora de composite, como puede verse en el enlace adjunto.

https://www.thyssenkrupp-marinesystems.com/en/hdw-class-216.html

3º.- Japón cuenta entre otros, con ocho submarinos de la Clase Soryu equipados con AIP (tipo Stirling, de origen sueco) y espera construir cuatro más de la misma clase, pero reemplazando el sistema AIP por baterías de Li-ión mucho más potentes que las clásicas lo que les daría unas grandes prestaciones cercanas a las de un submarino nuclear. En el enlace que acompaño a continuación se revelan algunos detalles de la oferta que hicieron a Australia, Mitsubishi y Kawasaki para construirles sus nuevos submarinos, que básicamente consistía en el Soryu con baterías de Li-ión para la propulsión y una opción para instalar posteriormente un sistema AIP (finalmente Australia eligió la oferta de un submarino similar al Shortfin Barracuda francés, pero con propulsión mixta diesel y eléctrica y con baterías de Li-ión).

http://thediplomat.com/2015/10/japan-to-offer-australia-its-top-secret-submarine-technology/

Con lo expuesto anteriormente solo he pretendido dejar caer la idea de que hoy en día, ya bien entrado el siglo XXI y con la tecnología actual disponible, en algún momento habrá que plantearse la necesidad de instalar en los submarinos españoles un sistema de baterías de Li-ión de gran capacidad. Quizás no sea para el S-81 Plus ya que el cambio no es tan sencillo como en principio puede parecer (se trata de pesos bajos que afectan mucho a la estabilidad del buque y tanto el peso como el volumen de los elementos es distinto en ambas), pero sí para los siguientes. Solo así la Armada podría disponer de las ventajas operativas que proporciona esta avanzada tecnología, y solo así Navantia podría estar en igualdad de condiciones frente a otros astilleros a la hora de ofertar la construcción de submarinos para la exportación.

Finalmente solo queda un tema por tratar y es el de los efectos colaterales producidos en el arma submarina como consecuencia del retraso experimentado en el programa de construcción. Lo que estaba previsto era que los submarinos de la Serie 70 Clase Galerna, se fueran retirando de servicio en una forma ordenada según se terminaban los S-80 y se transferían las dotaciones de uno a otro.

El Siroco S-72, que había entrado en servicio en la Armada en 1983 fue dado de baja en junio de 2012, después de 29 años de servicio, pero al objeto de poder seguir contando con unos buques operativos capaces de desempeñar misiones de vigilancia y control del mar, se ha tomado la decisión de prolongar la vida útil de los tres submarinos restantes (Galerna, Mistral y Tramontana) mediante la realización de la quinta obra de gran carena, una vez que se ha conseguido el informe favorable de la DCNS como autoridad de diseño, tanto en el aspecto técnico como en el de la seguridad. El coste de cada gran carena ronda los 40 millones de euros por buque, pero servirápara dar continuidad a las misiones de la Armada en tanto se finaliza la nueva generación de submarinos S-81 Plus que defenderá los intereses de España por debajo de la mar durante los siguientes treinta años.