Francia trabaja en una tecnología puntera para la propulsión de submarinos.

Para llevar a cabo con éxito sus misiones, un submarino nuclear debe ser lo más discreto posible. Sin embargo, a pesar de las innovaciones desarrolladas en las últimas décadas, un buque de este tipo aún no es completamente silencioso, debido al ruido de cavitación producido por su hélice. A partir de este ruido, es posible determinar su firma acústica… y, por tanto, identificarlo [este es el trabajo de las “orejas de oro” del Centro de Interpretación y Reconocimiento Acústico de la Marina francesa].

Para eliminar este ruido de cavitación, sólo hay una solución: prescindir de la hélice… Esto sería posible gracias a la magnetohidrodinámica [MHD] que, para resumirlo brevemente, se ocupa del flujo de fluidos conductores de electricidad en presencia de un campo magnético.

“El principio básico de la propulsión MHD es sencillo. Consiste en utilizar fuerzas electromagnéticas para propulsar barcos por reacción. Estas fuerzas de Laplace resultan de la interacción entre un campo magnético creado por bobinas superconductoras y las corrientes eléctricas que circulan por el agua de mar. De este modo, la energía eléctrica suministrada por los generadores de a bordo se transforma directamente en energía mecánica [el trabajo de las fuerzas electromagnéticas]”, explica Christophe Trophime en su tesis sobre el tema.

Y añade: “Las ventajas de un sistema de propulsión de este tipo residen en este concepto, que elimina todas las piezas mecánicas móviles [hélice, eje mecánico, etc.] y los inconvenientes asociados [cavitación, ruido, estanqueidad, etc.]”.

Durante la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética trabajaron en la propulsión naval por MHD. Los investigadores estadounidenses Stewart Way, Warren A. Rice y O.M. Phillips demostraron la viabilidad de la propulsión MHD con pruebas realizadas en un modelo de sumergible [3 metros de largo y 400 kg de peso] en California. Sin embargo, sus investigaciones no llegaron más lejos, ya que no pudieron fabricar bobinas capaces de producir campos magnéticos suficientes para pasar a escala 1. Sin embargo, se dice que los soviéticos continuaron sus esfuerzos en esta dirección, un hecho que dio al escritor Tom Clancy la inspiración para su novela “La caza del Octubre Rojo”.

Sin embargo, los progresos de la superconductividad han cambiado la situación y ahora es posible fabricar electroimanes superconductores capaces de producir campos magnéticos de varios teslas.

A principios de 1992, gracias a las investigaciones realizadas por la Universidad de la Marina Mercante de Kobe [Japón] y con el apoyo de Mitsubishi Heavy Industries, Toshiba y Kobe Steel, la empresa japonesa Ship & Ocean Foundation desarrolló el Yamato 1, demostrador de un buque de propulsión electromagnética. Con un desplazamiento de 280 toneladas y una eslora de 30 metros, podía navegar a una velocidad de 8 nudos, gracias a un acelerador MHD.

Esto reavivó el interés de la US Navy por este tipo de propulsión, sobre todo para submarinos. Pero, una vez más, la tecnología aún no estaba lista para ir más allá, ya que las bobinas necesarias para producir un campo magnético suficiente seguían siendo demasiado pesadas para este tipo de buques.

Sin embargo, el pasado mes de junio, DARPA, la agencia de innovación del Pentágono, relanzó los trabajos en este campo con el proyecto PUMP [Principles of Undersea Magnetohydrodynamic Pumps], ya que las propiedades de los óxidos mixtos de bario, cobre y tierras raras [REBCO] han abierto nuevas perspectivas.

Pero Francia no se ha quedado atrás. En los años 90, siguiendo los pasos de la US Navy, la Marina francesa se interesó por la propulsión MHD, y el Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels [LEGI, en el Institut National Polytechnique de Grenoble] se encargó de seguir la evolución tecnológica en este campo.

Interrogado al respecto por la diputada Nathalie Da Conceicao Carvalho, el Ministerio francés de Defensa ha manifestado recientemente su gran interés por la propulsión MHD.

“La evolución de la superconductividad en los últimos diez años ha permitido fabricar grandes imanes con campos magnéticos elevados [hasta 20 teslas]. Equipada con tales imanes, la propulsión magnética naval, cuya teoría se estudia desde los años 60, está entrando en la fase de estudio de viabilidad, con numerosas ventajas potenciales sobre la propulsión convencional”, comenzaba recordando el ministerio al parlamentario en su respuesta.

Por ello, la agencia francesa de adquisición de armamento [DGA] se está interesando muy de cerca por la cuestión, con el lanzamiento en 2018 de estudios “digitales” realizados en colaboración con “laboratorios especializados”, que, aunque no los nombró, podrían ser LEGI, el Laboratoire d’Électrotechnique de Grenoble [LEG], para el estudio de bobinas superconductoras, el Centre de Recherche en Électrochimie Minérale et Génie des Procédés [CREMGP] y el Laboratoire de MAgnétoDYnamique des Liquides et Applications à la Métallurgie, que están a la vanguardia en este campo.

Sin embargo, según el Ministerio de Defensa francés, estos estudios han “confirmado un rendimiento global muy alentador”, hasta el punto de que se ha elaborado una “hoja de ruta dedicada a la propulsión magnética para una aplicación naval en 2022, precisando las necesidades de financiación” y que se ha “lanzado un primer contrato” en 2023 con el objetivo de realizar experimentos en laboratorio.

El plan es lanzar otros contratos en 2024, con el fin de evaluar la “viabilidad de integrar un imán de alto rendimiento en un demostrador” y luego llevar a cabo “estudios detallados de diseño y desarrollo para demostradores a pequeña escala”.

“Si bien la aplicación inicial será la propulsión de un submarino nuclear, las inversiones realizadas en el marco de este proyecto tendrán repercusiones en varios ámbitos civiles, como la fusión y la imagen médica [IRM]”, concluye el Ministerio.

Laurent Lagneau