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Revista Naval (RevNav)

ISSN 1885-3331

Lunes, 24 de noviembre de 2014

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Revista | España | Programa S-80

¿Qué pasa con el submarino S-80?

Desde febrero de 2013 se han ido conociendo noticias confusas y difusas sobre fallos que impedían terminar el primer submarino de la serie, el S-81 Isaac Peral, que debía de ponerse a flote durante el mismo año

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03/10/2013.- por el Colectivo Lontra

Desde febrero de 2013 se han ido conociendo noticias confusas y difusas sobre fallos que impedían terminar el primer submarino de la serie, el S-81 Isaac Peral, que debía de ponerse a flote durante el mismo año. Los rumores se han disparado sin freno, y Colectivo Lontra no ha conseguido ninguna aclaración de quien podía proporcionársela, de forma que no nos quedó otro recurso que el de especular con la identificación de los problemas y sus posibles soluciones.

Disparatados algunos de dichos rumores y otros verosímiles –lo que no los hace necesariamente veraces–, quien los estimula es el oscurantismo informativo de las autoridades –¿creen estar de vuelta en el franquismo?–, porque casi ninguna de aquellas noticias brotó de emisor oficial y, sin embargo, las fuentes autorizadas no se dignan difundir desmentido alguno a las especulaciones, lo que, no podría ser de otra manera, las ha hecho crecer sin freno. Es del todo contraproducente sostener esa actitud incomprensible dentro de un ambiente de libertad informativa.

Tras aguardar pacientemente a que nos arrojasen luz sobre la cuestión, nos dimos por vencidos en el momento en que el Secretario de Estado de Defensa, señor Pedro Argüelles, realizó unas declaraciones al diario El Economista (27/07/2013), pretendiendo esclarecer los problemas y sus soluciones, en nuestra opinión sin cubrir ninguno de esos objetivos.

Una concatenación de especulaciones

Nuestra RevistaNaval.com dio la primera pista el 26 de febrero, anunciando que se estudiaba modificar los dos últimos S-80, S-83 Cosme García y S-84 Mateo García de los Reyes, agregándoles «un nuevo anillo (...) a proa de la vela», alargando la eslora alrededor de un metro, operación que no se realizaría en los dos primeros por estar su construcción ya demasiado adelantada, pues contaban con poner a flote el S-81 Isaac Peral durante el propio 2013, y entregarlo en el 15. El inocente motivo de la mejora buscaría «aumentar las cualidades hidroacústicas y el comportamiento hidrodinámico», pero la publicación de la noticia desató la caja de los truenos, o sea, de los rumores, e inmediatas nacieron las especulaciones que apuntaban unánimes un exceso de peso sobre el proyectado, que dificultaría o impediría operar bajo el agua... Talvez las habladurías tuviesen su caldo de cultivo en diversos foros de Internet más o menos serios y especializados, pero aquellas especulaciones saltaron a la prensa impresa, con falsedades manifiestas como que durante unas pruebas (aún imposibles) el S-81 había demostrado ser incapaz de emerger, absurdos sin sentido como que los operarios de la factoría de Cartagena estaban pesando uno a uno (¡tornillo a tornillo!) todos los componentes ya introducidos en el casco, y afirmaciones muy difíciles de creer, como que el exceso de peso lo había causado una coma mal colocada durante los cálculos... También se especuló ampliamente sobre la magnitud del exceso, aportando cantidades que oscilaban entre las 40 y 240 toneladas.

Sintiéndonos incapaces de superar la imperdonable sequía de información autorizada, no podemos hacer otra cosa que suponer también nosotros, es decir, elaborar una hipótesis que explique el conflicto técnico.

Pues bien, esa hipótesis nuestra adjudica la parte esencial de dicho problema a aquel factor donde siempre se ha focalizado el máximo riesgo tecnológico del proyecto S-80, esto es, su sistema de propulsión anaerobio o AIP (Air-Independent Propulsion). No es que nuestros datos descarten culpar del sobrepeso admitido a cualquier otro sistema o conjunto de componentes, pero, sin negar de plano que puedan constituir parte de la causa, pensamos que la máxima incertidumbre y probabilidad de consecución fallida estribaría en dicho AIP, precisamente por su carácter radicalmente innovador.

Además, aún conociendo con cierto detalle las fases estipuladas dentro de su proceso de I+D, la información sobre su marcha se ha proporcionado con cuentagotas y solo hasta determinado momento, a partir del cual también se instauró el silencio institucional: ello no prueba que el problema resida en el módulo AIP, pero sí que es indicio de ello.

Las fases de desarrollo del AIP

Componente principal del sistema complejo de propulsión independiente del aire es la planta AIP propiamente dicha. Su proceso de investigación y desarrollo se programó muy estrictamente, repartiéndose en tres fases claramente definidas y diferenciadas:

  • Primera, un demostrador pequeño, pero completo, proporcionaría 10 kW de potencia. Ya incluía todos los elementos necesarios al producto final, es decir, reformador de bioetanol, hidrógeno purificado y pila de combustible por membrana de intercambio de protones (PEMFC), con un sistema de control del conjunto. Esta fase se adjudicó a Greencell (Abengoa, 880.000 € más IVA) el 18 de diciembre de 2002, mucho antes de cursar la orden de ejecución para los submarinos, y se completó a finales de junio de 2004 con resultados satisfactorios. Comportó el desarrollo de un catalizador específico para el reformado de bioetanol y un sistema de adecuación de la potencia obtenida al nivel de carga de baterías de la red a bordo.
  • Segunda, destinada a obtener un prototipo terrestre (sin limitaciones decisivas en volumen y peso) que produjese 300 kW; también se simularían los requisitos para integrarlo en una instalación embarcada. Además de englobar todos los componentes, se optimizaba para su producción industrial. Por otra parte, se contemplaría y probaría el sistema de eliminación de CO2. Esta fase debió de iniciarse en 2004 y tenía que completarse antes de acabar 2006. Debió de ser entonces cuando se decidió quién proporcionaría las pilas de combustible poliméricas, la firma norteamericana UTC Power, líder en el sector. Tras esa elección se reconoció que se lograban 320 kW, potencia superior a la demandada.
  • La Tercera Fase consistía en su navalización con igual potencia, 300 kW, para obtener un sistema (planta + auxiliares) tan compacto como para embarcarlo en la sección 3 de un S-80, esto es, dentro de un cilindro de 7,89 metros de largo por 6,75 de diámetro interno con dos niveles. Las pruebas debían hacerlo funcionar alrededor de un año dentro de dicha sección 3 del S81 Isaac Peral, hasta lograr un resultado apto para producirse en serie.

Los sistemas auxiliares periféricos se ocupan del almacenamiento y trasiego de oxígeno y bioetanol, y del sistema de compensación entre ambos, eliminación de CO2 y sistema de nitrógeno. En la cúspide, el sistema de control local centralizado de todo el sistema de propulsión anaerobia integra todos esos auxiliares en la planta AIP.

Navantia construyó un modelo a escala, de 6,80 por 1,46 metros, del casco resistente del S-80 (Fuente: Fundación Círculo)
Navantia construyó un modelo a escala, de 6,80 por 1,46 metros, del casco resistente del S-80 (Fuente: Fundación Círculo)

¿El fallo?

Tras reconocerse el buen desempeño de la planta que, gracias a la pila escogida, proporcionaría 320 kW en lugar de los 300 requeridos, posiblemente culminando la Segunda Fase, no hubo más noticia, buena ni mala: el vacío, la nada.

Ese silencio, la ausencia de triunfalismo o de la más elemental sugerencia son quienes insinúan que podría estribar ahí la carencia principal en el programa S-80, el fallo inconfesable que ha forzado a reconsiderar todo el diseño hasta el extremo de modificar en su misma médula tres de los cascos y arrumbar con el primero hasta tener más sosiego y medios.

Si estamos en lo cierto, habría fracasado aquel proceso final de reducción de tamaño del prototipo terrestre hasta poder embarcarlo. Es decir, acaso el sistema AIP, donde tantas esperanzas se habían depositado, funcione con resultados más o menos satisfactorios, pero su miniaturización para darle cabida en el espacio previsto y contratado no habría sido posible. Ello cuadra con lo poquito que se ha reconocido oficialmente, que hay un exceso de peso, que la solución consiste en agrandar el casco –aunque ya no es el metro aproximado que anunciaba en febrero RevistaNaval.com, pues se rumorean unos 6–, y hallan explicación las palabras del Secretario de Estado Argüelles, «el desvío era de más del 8 por ciento». Suponiendo que el defecto radicase efectivamente ahí, y seguimos sin asegurarlo, todavía ignoramos si la disminución no lograda por la Tercera Fase reside solo en el peso, como venían clamando toda clase de voces y agüeros, o también en su volumen.

Algo más: un testimonio culpa al reformador de bioetanol, que funcionaría a temperatura muy superior a la calculada, de manera que residiría ahí el meollo del fallo, al demandar una inusitada refrigeración, imprevistamente voluminosa y pesada, pero imprescindible para toda la componente anaerobia. ¿Será necesario decirlo?: en ese reformador o procesador reside la radical originalidad del S80, su baza competitiva porque, a diferencia de los demás, tenía que superar el problema de almacenamiento del peligroso hidrógeno, ya que lo extrae del bioetanol solo en la medida en que la pila lo va necesitando para producir electricidad. Su baza decisiva, sí, pero también el mayor riesgo tecnológico, por cuanto se trata de un desarrollo totalmente nuevo, creado exclusivamente con destino a estos submarinos y sin experiencia anterior a ellos.

Según fuente periodística que no hemos confirmado, una deficiencia fundamental se habría producido en el desarrollo final del reformador, esto es, en su navalización: la firma responsable, Hynergreen Technologies S.A., no solo no consiguió el tamaño compacto requerido, sino que el prototipo se quemó. Sin duda como consecuencia del fracaso, la misma fuente asegura que el contrato lo habría asumido entonces la firma madrileña Técnicas Reunidas, que pasaría a ocuparse del reformador. Ninguna de ambas empresas implicadas nos confirma ni niega esas informaciones, pero es verosímil que la segunda se ocupe del reformador, vinculado con cierta solicitud de patente [ver PDF], Sistema de procesamiento de etanol integrado en sistemas AIP.

Otro rumor sugiere que el sistema funciona, mejor o peor, pero siempre a cuenta de un control continuo del proceso que forzaría la presencia constante de un equipo de técnicos muy especializados, es decir: el AIP distaría mucho de funcionar automáticamente, en frontal contradicción con las premisas del concepto S-80, dotación extremadamente reducida. Tampoco estamos en condiciones de valorar la veracidad de esa insinuación anónima.

La solución

En junio-julio del 13, detectado el problema y habiendo descrito ya alternativas tecnológicas para superarlo, el Ministerio de Defensa decidió acudir a un socio tecnológico experimentado que confirmase las expectativas: mal llamada por la prensa auditoría, se trataba de pedir una asesoría a una consultora acreditada, la Electric Boat norteamericana, del grupo General Dynamics. Esa segunda opinión costó 14 millones de euros, que pagará la Armada en 3 años. Parece que en ningún caso se trataba de analizar la propulsión anaerobia ni el coste de las obras: la Electric Boat debería examinar las alternativas de compensación hidrostática e hidrodinámica y dictaminar cuál consideraba idónea. Nuestra mera especulación: más que discutir si se prolongaba el casco, aspecto ya bien establecido, asumido e inevitable, se trataría de escoger entre varias posibilidades de eslora y de reparto interno de pesos.

Ateniéndonos a las palabras del Secretario de Estado Argüelles, únicas autorizadas que proporcionan alguna cifra, el más del 8% de desviación mencionado no tendría por qué aludir al exceso de peso estricto, sino al desplazamiento necesario para compensarlo: podría incluir el peso adicional de casco más sus conductos alargados; incluso más etanol y oxígeno para mejorar la autonomía anaerobia; y podría obligar a incrementar los tanques de lastre. Si alude al desplazamiento sumergido, el incremento ronda las 200 toneladas. Parece compatible con rumores, talvez los más sensatos, que estimaban un exceso de peso próximo a 75 toneladas, aunque no cabe imputar tantas a la refrigeración del reformador.

Esto es: la culpa del peso excesivo no reside solamente en el reformador del AIP, sino que hay otra u otras causas, que somos incapaces de apuntar. También ignoramos si el AIP aporta el sobrepeso mayoritario o su parte menos significativa.

Siendo el diámetro del casco resistente 7,3 metros, su volumen por metro de eslora –no en los extremos– son casi 42 m3: para ajustarnos a 200 toneladas de más desplazamiento, estimamos 8 cuadernas anulares adicionales, casi 5 metros de incremento de eslora. Desde luego, prolongarla es la solución irrecusable. Como los cuatro submarinos estaban ya todos en obras, pero en estadios diferentes, se ha reconocido oficialmente que el primero, S-81 Isaac Peral, de momento no se beneficiará de la operación, pues se encuentra en un estado constructivo demasiado avanzado que dificultaría el alargamiento: solo al final se decidirá si también se modifica, convirtiéndose, en todo caso, en último de la serie.

Estado de ejecución de las obras (en %) a lo largo del tiempo (100 = entrega)

 

S81

S82

S83

S84

2010, junio

30

15

  5

incipiente

2012, junio (principios)

58

38

24

16

2012, noviembre

62

41,3

24,95

16,5

2013, mayo

68

47

Al mismo tiempo se afirma oficialmente que no se va a alterar el precio declarado hasta 2013 para la serie completa, 2.135 millones de euros, es decir, por ahora no se reconoce sobrecoste alguno mientras no se tome una decisión sobre el S81 Isaac Peral. Entre la pléyade de especulaciones que llegaron a la letra impresa hubo estimaciones de sobreprecio de 500 y 800 millones de euros, probablemente arbitrarias y con escasa base.

Una vez bien establecido y reconocido que los cascos se van a prolongar, han brotado conjeturas sobre si ello forzará a rediseñar los planos de inmersión y gobierno, e incluso requerirá más potencia motriz. La operación de alargamiento del casco en submarinos no es ni mucho menos infrecuente, y dudamos que obligue necesariamente a modificar dichos elementos. Y si no se alteran, ¿afectará esa prolongación a las características dinámicas del S-80? Sin duda, pero también suponemos que en medida limitada. Un casco más largo perjudicará sin duda el diámetro táctico, si no se agrandan los lastres acaso ralentice algo el tiempo de inmersión, pero las velocidades altas no creemos que se resientan en medida significativa.

Un camino sin sobresaltos

¿Debería de haberse obrado de otra manera? Acaso se pudo seguir otro procedimiento más racional, capaz de absorber y superar a tiempo los riesgos tecnológicos asumidos, ahora que sabemos que habrá que asumir sus costes. ¿Fue irresponsable escoger ese camino?

Dentro del proyecto S-80 hemos repetido que el vector verdaderamente original, innovador y por tanto incierto era el sistema de propulsión anaerobia o AIP y, dentro de él, el reformador. Así pues, lo racional habría sido realizar primero el proceso completo de Investigación y Desarrollo sobre él, y solo entonces, una vez probado hasta la saciedad, al punto de alcanzar un resultado razonablemente satisfactorio, con el conocimiento perfecto de su peso y volumen, se podría proyectar el casco que lo englobaría.

Los prototipos AIP sueco y alemán, antes de integrarse en sendas naves de nuevo diseño proyectadas específicamente para esas propulsiones, se vieron probados a bordo de submarinos antiguos. Ciertamente la solución española excluyó su dificultoso embarque en uno operativo tipo S-70 Galerna o en un diminuto S-60 Delfín ya retirado, pero procuró verificar esas pruebas con los sucesivos prototipos en tierra ya descritos. Si hemos acertado al situar las deficiencias de los S-80 en su AIP, la causa esencial residiría en que el submarino se proyectó reservando espacio y peso para un módulo de propulsión AIP previsto, un invento no solo en sentido figurado, sino también en el estricto, invento que todavía no existía. Y al final, siempre dentro de nuestra hipótesis no confirmada, tras los dilatados períodos de sucesivos ensayos el producto resultante no cabía, es decir, incumpliría los requisitos contratados en peso y/o volumen, aquellos previstos por el proyecto, supongamos que razonable y juiciosamente. Imperdonable improvisación, una irresponsabilidad en la planificación al construir el submarino antes de tener el AIP completo y definitivo. Cierto, pero… ¿pudo haberse hecho de otra manera?

Volvamos a la periodización descrita más arriba para la I+D del AIP. Suponiendo que no apareciesen problemas que la retrasasen (y aparecieron), no bajaba de 6 años. Si a continuación, en concordancia con los resultados, se revisaba y desarrollaba el proyecto y acto seguido median otros 7 entre orden de ejecución y la entrega del prototipo, en el mejor de los casos y supuesto ningún retraso, el total rebasa los 14 años.

¿Podía asumirse esa temporización en aquel momento?: categóricamente no. Hoy sabemos que el calendario definitivo no va a diferir mucho de este cálculo nuestro, pero a la orden de ejecución, en 2004, había razones poderosas para preferir unos plazos que se preveían mucho más cortos aunque, nunca se ocultó, plagados de riesgos. Repasemos la génesis del proyecto remontándonos muy atrás.

Desde los días del programa S-70 Galerna, la Armada comenzó a considerar cuál sería su paso siguiente o S-80, y en seguida entrevé con creciente interés los tímidos atisbos, palos de ciego, que conformarán las propulsiones anaerobias incipientes: se torna evidente que todo submarino futuro habrá de incluir un AIP, por precario que sea. En 1990 empezaba a ser tiempo de decidir un sustituto para los cuatro S-60 Delfín, pero en el mercado no existía ningún sistema AIP convincente, de forma que la Armada española prefiere esperar por una tecnología emergente por fin eficaz. Contra lo que se ha escrito, no creemos que fueran los costes quienes retrasaban la decisión: estamos persuadidos de que la demoraba la indefinición de las tecnologías AIP del momento. Es la época en que se discute adoptar el Scorpene siempre que ofrezca una opción anaerobia. Finalmente, en 1997 el proyecto ya sigue caminos propios y, es bien sabido, la Armada da un valiente salto en innovación al optar por un AIP de desarrollo autóctono…

La factura que pasaban tantos lustros de espera hubo que pagarla recuperando parte del tiempo gastado, fusionando el proyecto definitivo del submarino y su construcción con la I+D del sistema anaerobio. Suponemos que los resultados son los que hemos intentado describir.

¿Cómo va a acabar?

Si de algo estamos razonablemente seguros es de que el proyecto S-80, por serias que sean las dificultades técnicas, no se va a interrumpir, a reducir, ni mucho menos a cancelar. ¿Por qué?

Fundamentalmente por razones económicas: son numerosos los sistemas y subsistemas, con proveedores españoles y exteriores, contratados todos desde hace tiempo para cuatro ejemplares, de forma que cancelar un solo S-80 resultaría onerosísimo: en el caso de que se declarase antieconómico convertir el S-81 Isaac Peral como sus gemelos, osamos suponer que, o bien se dejaría con su eslora actual, difícilmente desprovisto de AIP (asmático, pero operativo), o bien se encargaría otro nuevo desde la quilla, al objeto de introducir todos esos carísimos componentes que seguramente ya están casi pagados.

Pero hay otra razón de más peso económico, y es la exportación: naturalmente, para acceder a ella es imperativo que el producto final sea atractivo, AIP incluido. Ya desde su misma génesis como proyecto independiente puramente español, se ha repetido hasta la saciedad que se construía el submarino no nuclear más avanzado existente, que pretendía barrer toda competencia…

En otras palabras: a la hora de superar las indudables deficiencias que han surgido y obtener un primer S-80 operativo, el perjuicio causado a la Armada española parece preocupar al Ministerio de Defensa menos que conseguir llegar a tiempo y en condiciones al concurso de la Armada australiana (¡entre 6 y 12 unidades!), que nunca se inclinará por la oferta española si no comparece un resultado material, palpable, de comportamiento y prestaciones demostrables. Como ese concurso internacional se percibe como crucial, la fecha de 2017 para tener un primer S-80 operativo no es indicativa: es conminatoria. Tras el concurso australiano esperan otros, acaso la India (6 para su proyecto 75), Noruega…

Así, el S-80 seguirá adelante contra viento y marea, inmune a las restricciones económicas y recortes que afectan al resto de la financiación y administración del Estado. Simplemente se contempla como una operación comercial en la que ya se ha gastado mucho. Porque deberá proporcionar sustanciosos beneficios. Es decir: se percibe como un prometedor negocio.

Algunas alteraciones sobre las características de los submarinos S80

Estática

Original

Alargado (nuestra estimación)

Desplazamiento (toneladas métricas en agua de densidad 1,0125):

   
  • en superficie

2.198
 

2.380-2.400

  • en inmersión

2.426

2.625

Coeficiente de flotabilidad

9,4%

¿similar?

Dimensiones en metros:

   
  • eslora máxima

71,05

 unos 76 (¿75,8?)

  • manga máxima (envergadura de los timones horizontales)

11,68

¿aumentará?

  • altura de la coronación de la vela

13,69

la misma

  • calado

6,2

similar

Casco resistente (dividido en dos cubiertas):

 

 

  • longitud

51,76 (¿51,37 interior?)

unos 56,5

  • diámetro ( = manga del casco)

7,3 externo y 6,75 interno

el mismo
 

Dinámica (datos anteriores; en *, alargamiento probablemente altere esa cifra)

 
  • Velocidad máxima en inmersión

19,3 nudos

(* reducida?)
 

 

(para potencia = 3,5 MW), unos 6 con AIP. 2,8 mínima manteniendo el gobierno

  • Cota máxima

-350 m

 
  • Inmersión rápida

50 segundos desde cota periscópica a 5 nudos hasta -100 metros

(*incrementada?)

  • Diámetro táctico (a velocidad máxima y con 10º de timón)

3,6 esloras aproximadas (unos 260 m)

(*incrementado)

  • Distancia mínima de detención (a velocidad máxima)

5 esloras o menos de 80 segundos

(* alterada)


Especulación sobre el S-80 con el alargamiento que supone el artículo (collage de Colectivo Lontra sobre un esquema primitivo de Navantia datado en 2004)
Especulación sobre el S-80 con el alargamiento que supone el artículo (collage de Colectivo Lontra sobre un esquema primitivo de Navantia datado en 2004)

 

 

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