La flota de submarinos de la India inicia una nueva era con el Proyecto 75(I), que introduce sistemas avanzados de Propulsión Independiente del Aire (AIP) para submarinos de la clase Kalvari. La Armada india refuerza sus capacidades submarinas con el extraordinario Proyecto 75, compuesto por seis submarinos de la clase Kalvari, desarrollados siguiendo la línea de diseño de los submarinos de la clase Scorpene, fabricados por Naval Group (Francia). El objetivo principal del Proyecto 75(I) es integrar sistemas de Propulsión Independiente del Aire (AIP) que permitan a los submarinos permanecer sumergidos durante largos periodos generando energía sin necesidad de emerger para obtener oxígeno atmosférico.

La flota de submarinos de la India está entrando en una nueva era con el Proyecto 75(I), que introduce sistemas de Propulsión Independiente del Aire (AIP) avanzados, lo que hace que los submarinos de clase Kalvari permanezcan sumergidos durante más tiempo, mejorando el sigilo y el alcance operativo. Este artículo es un análisis profundo de cómo los submarinos AIP del Proyecto 75I se vuelven fundamentales en la modernización naval de la India.

Capacidades de los submarinos del Proyecto 75 y de la clase Kalvari

Kalvari-class submarines under Project 75 – Indian Navy deployment
Lista de submarinos de la clase Kalvari con sus fechas de puesta en servicio

La Armada de la India está fortaleciendo las capacidades submarinas con el notable Proyecto 75, que comprende 6 submarinos de la clase Kalvari (Kalvari significa “tiburón tigre” en malabar) – a saber, INS Kalvari, INS Khanderi, INS Karanj, INS Vela, INS Vagli e INS Vagsheer. Estos se han desarrollado en la línea de diseño de los submarinos de clase Scorpene , fabricados por Naval Group, Francia.

Avanzando hacia P75(I)

En el refuerzo adicional del P75, el Proyecto P75(I) presenta requisitos adicionales en los submarinos que los hacen más sigilosos y resistentes, con pocas adiciones después de la puesta en servicio de las naves bajo el proyecto anterior. Navantia (España) y Thyssenkrupp Marine Systems (Alemania) son los interesados en el proyecto de avance con Mazagon Dock Shipbuilders como socios indígenas. Navantia tiene un diseño funcional de los submarinos de clase S-80 Plus ya comisionados en la armada española y esta última ha propuesto clase Tipo 214 modificada – y ambos tienen una cosa en común: Sistema de generación de energía independiente del aire.

Acerca de los sistemas de propulsión independiente del aire

How AIP technology helps submarines stay submerged longer
Esquema funcional de un sistema de propulsión independiente del aire (Fuente: ScienceDirect)

El objetivo principal del Proyecto 75(I) es integrar sistemas de propulsión independiente del aire (AIP) que permitan a los submarinos permanecer sumergidos durante periodos prolongados, generando energía sin necesidad de salir a la superficie para obtener oxígeno atmosférico.
En un caso normal, un snorkeling El período (salir a la superficie para tomar oxígeno) de un submarino viene después de 2-3 días sin esta tecnología, que es de aproximadamente 2-3 semanas en caso de AIP.

Principalmente, un sistema independiente del aire se puede segregar en 4 tipos:

  • Motor Stirling AIP: el Stirling AIP utiliza combustión externa con combustible diésel y oxígeno líquido para impulsar un motor de pistón en un circuito cerrado. Es confiable, silencioso y simple, pero voluminoso y menos eficiente que los sistemas más nuevos. Utilizado por Suecia (Clase Gotland) y submarinos japoneses más antiguos
  • AIP de pila de combustible - La AIP de pila de combustible genera electricidad mediante la reacción del hidrógeno con el oxígeno, produciendo únicamente agua y calor. Es ultrasilenciosa, altamente eficiente e ideal para misiones furtivas. Se utiliza en submarinos alemanes (Tipo 212/214) y se encuentra en desarrollo en India con pilas de combustible de ácido fosfórico.
  • AIP MESMA - MESMA (Módulo de Energía Submarina Autónomo) es un sistema de propulsión a presión (AIP) basado en vapor que quema etanol con oxígeno líquido para producir energía mediante una turbina. Ofrece alta potencia, pero es más ruidoso y complejo. Desarrollado por Francia, se utiliza en algunos submarinos de la clase Scorpene, como el de Pakistán.
  • AIP Diésel de Ciclo Cerrado – Este AIP utiliza motores diésel modificados con oxígeno almacenado en un sistema cerrado. Ofrece alta potencia, pero es ruidoso y anticuado. Principalmente se utiliza en submarinos antiguos de la era alemana y soviética.
PAFC fuel cell used in India’s AIP submarine system
Pila de combustible de ácido fosfórico (PAFC): la tecnología utilizada en AIP diseñada por DRDO (Fuente: ScienceDirect)

PAFC o celda de combustible de ácido fosfóricol es la tecnología utilizada para los sistemas AIP para P75(I) – a partir de una necesidad de potencia de 250 kW y prevista para necesidades de 500 kW , en el caso de buques de mayor tamaño. Las ventajas y desventajas tecnológicas básicas de la PAFC son las siguientes:

  • Temperatura de funcionamiento: ~150–200 °C
  • Eficiencia: 40–50 % para generación eléctrica, hasta 80 % con cogeneración (combinación de calor y energía).
  • Combustible: Hidrógeno puro o hidrógeno reformado (p. ej., a partir de gas natural).
  • Aplicaciones: Principalmente estacionario generación de energía, como sistemas de energía de respaldo, hospitales y pequeñas centrales eléctricas.
  • Tolerante a la contaminación por CO₂ (a diferencia de las celdas de combustible alcalinas).
  • Adecuado para sistemas combinados de calor y energía debido a su funcionamiento a alta temperatura.
  • Tiempo de arranque lento.
  • Costoso debido a los catalizadores de metales nobles (generalmente platino).
  • Menor densidad de potencia en comparación con tecnologías más nuevas como las PEMFC o las SOFC.

Explore una guía detallada sobre La tecnología de celdas de combustible PAFC y su apoyo a los sistemas AIP de la India here.

Rol de las PAFC en los sistemas AIP

Los sistemas AIP permiten a los submarinos operar bajo el agua durante largos periodos sin necesidad de salir a la superficie ni usar esnórquel para acceder al oxígeno atmosférico. Esto mejora el sigilo y la resistencia. Las principales características que hacen que las PAFC se destaquen son las siguientes:

  • Funcionamiento silencioso: A diferencia de los motores diésel, las PAFC producen un ruido y una vibración mínimos, lo cual es fundamental para el sigilo.
  • Larga duración operativa: El funcionamiento continuo durante semanas es posible con el almacenamiento de hidrógeno y oxígeno.
  • Temperatura moderada: Funciona a ~200 °C, lo cual es manejable en entornos navales y permite la recuperación del calor residual.

El Actualización de AIP a Kalvari: modernización

INS Kalvari retrofitting with AIP module under Project 75I
El proceso de modernización de submarinos navales

Los sistemas de propulsión independiente del aire (AIP) para P75(I) están siendo desarrollados por DRDO, y la característica más destacada de nuestro sistema reside en la producción interna de hidrógeno. Hasta la fecha, ha pasado todas las pruebas técnicas principales y está previsto que se modernice en el INS Kalvari