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Os sistemas AIP MESMA e de Células de Combustível

Quando Portugal, abriu um concurso para o fornecimento de novos submarinos, de imediato, dois concorrentes se destacaram:

Os franceses, com o seu novo submarino Scorpéne, com o sistema AIP conhecido por MESMA, e os alemães com o U-209, na sua última versão, com possibilidade de incorporação de um sistema AIP de células de combustível. O submarino francês, era superior ao submarino alemão, mas o sistema MESMA, não era considerado o melhor.

Os dois sistemas foram analisados e a seguir apresentam-se algumas notas e comparações, que provavelmente levaram a concluir sobre a superioridade do sistema de células de combustível sobre o sistema MESMA de turbina em circuito fechado.

MDCN - MESMA
HDW - Células de combustível

O sistema de turbina em circuito fechado, também conhecido pela sigla M.E.S.M.A., do francês, Module d'Energie Sous-Marine Autonome, ou Módulo Autónomo de energia submarina.
É constituido por uma turbina a vapor, produzido pela queima de Etanol e Oxigénio liquido. O sistema produz vapor, que por sua vez acciona um alternador, que alimenta o motor eléctrico.

Desta maneira, a energia produzida, não é directamente transferida para o motor do submarino. Também por esta razão, os sistema MESMA é muito menos eficiente que o AIP, e ao mesmo tempo, é bastante mais volumoso que aquele, além de mais ruidoso

A reacção do Etanol com o Oxigénio, dá-se a uma temperatura muito mais elevada, o que implica maiores necessidades de arrefecimento, pelo que, se recorre à própria água do mar. Teme-se que, futuramente, sensores de temperatura especialmente sensíveis, sejam capazes de detectar as pequenas alterações na temperatura da água, provocadas pelo sistema de arrefecimento da turbina, o que poderia comprometer a segurança do submarino.

Visto por muitos como o sistema do futuro para submarinos não nucleares, o sistema de células de combustível, utiliza baterias que são conversores de energia, que transformam uma reacção química em energia eléctrica. Este reacção, não tem quaisquer partes moveis, e não ocorre a grande temperatura, não provocando assim a transformação de energia em calor, que se poderia perder por dissipação.
O processo de electrolise, utiliza a mistura de Oxigénio e Hidrogénio. A reacção entre estes dois elementos, produz energia eléctrica, e, curiosamente, como sub-produto, produz agua pura.

As baterias são ligadas em série, de forma a que a soma da energia produzida, seja suficiente para mover o submarino. O principal problema, até ao momento, é que os submarinos têm que transportar reservatórios de Oxigenio e de Hidrogénio a bordo. Estes elementos têm que estar separados. Os reservatórios de Hidrogénio são transportados em tanques na parte inferior do casco em forma de Hidrogénio liquido metálico, e o oxigénio, transportado noutro tanque, deve ser mantido a 200 graus Centígrados negativos.

Comparação de algumas características dos sistemas de propulsão MESMA e Células de Combustível
DCN: MESMA
Característica
HDW: Células de combustível
25%
Eficiência na conversão de energia (energia produzida que é transformada em força propulsora)
70%
Indirecta
Conversão de energia do sistema AIP para o motor
Directa
1.1 Kg
Consumo de oxigénio por kws produzido
0.4 Kg
700º
Temperatura máxima de operação
80º
Água do mar
Arrefecimento
Circuito fechado
Médio
Volume da secção AIP
Compacto
Médio
Ruído
Baixo


Título: U-209PN / U-214 / U-212 (última actualização: 26.06.2005)
Autor: Paulo Mendonça
Referências: ref.aut/Janes F.S./C.Chant Hist.Warships


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