La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) ha anunciado un nuevo programa destinado a desarrollar materiales de electrodos únicos que se pueden utilizar para producir un impulsor magnetohidrodinámico (MHD) para el ejército estadounidense.

Llamado programa Principios de bombas magnetohidrodinámicas submarinas (PUMP), la nueva iniciativa se basará en modelos físicos y simulaciones en las áreas de electroquímica, hidrodinámica y magnetismo para desarrollar un prototipo de la nueva tecnología.

El 31 de mayo, la Oficina de Ciencias de la Defensa de DARPA organizará un Día del Proponente, donde proporcionará información adicional sobre el programa, según una publicación de Oportunidad de Contrato que la agencia colocó en línea. El evento se llevará a cabo en Arlington, Virginia, y estará disponible en línea.

Las raíces del programa se remontan al apogeo de la Guerra Fría cuando los esfuerzos para producir una propulsión silenciosa basada en agua sin hélices u otros componentes móviles se convirtieron en el centro de atención de los esfuerzos tanto militares como civiles.

Una forma posible que parecía factible para esto involucraba el uso de imanes y corrientes eléctricas para generar propulsión que pudiera moverse sigilosamente a través del agua mientras eliminaba la necesidad de partes móviles.

Desde entonces, se ha demostrado que las tecnologías de accionamiento magnetohidrodinámico a pequeña escala funcionan como prueba de concepto, aunque su ampliación para su uso en aplicaciones prácticas ha resultado mucho más difícil.

Hay varias razones igualmente complicadas para esto, que van desde la dificultad para producir materiales de electrodos que puedan resistir la degradación que ocurre cuando se producen campos magnéticos y corriente eléctrica en ambientes de agua salada. Otro consiste en producir campos magnéticos lo suficientemente potentes en primer lugar como para impulsar las bombas necesarias para tales mecanismos de propulsión.

Afortunadamente, los esfuerzos de los últimos años han arrojado algunos éxitos notables para superar el problema de generar campos magnéticos de alta potencia. Según la gerente del programa PUMP, Susan Swithenbank, los avances dentro de la industria de la fusión comercial han llevado a la producción de imanes de óxido de cobre y bario de tierras raras capaces de generar campos magnéticos lo suficientemente fuertes como para alcanzar una eficiencia del 90 % si se implementan en cualquier impulsor magnetohidrodinámico prospectivo.

“La mejor eficiencia demostrada en un impulso magnetohidrodinámico hasta la fecha fue en 1992 en el Yamato-1, una embarcación de 30 m que alcanzó los 6,6 nudos con una eficiencia de alrededor del 30 % usando una fuerza de campo magnético de aproximadamente 4 Tesla”, declaró Swithenbank en una prensa de DARPA . liberar.

A pesar de tales avances en la generación de energía magnética, los problemas persistentes con la corrosión de los electrodos han persistido. Sin embargo, Swithenbank dice que el programa que ahora supervisa “tiene como objetivo lograr un gran avance para resolver el desafío de los materiales de los electrodos”.

Cuando las corrientes eléctricas y los campos magnéticos interactúan con el agua salada, se producen burbujas de gas sobre las superficies de los electrodos, lo que reduce su eficiencia y causa erosión, todos los cuales son problemas que PUMP trabajará para superar mediante la incorporación de avances en la industria de las baterías, donde los revestimientos de materiales únicos han ayudado con éxito a superar este problema.

Para hacer realidad tales tecnologías, Swithenbank dice que el programa de 42 meses contará con la participación de especialistas de “todos los campos que cubren la hidrodinámica, la electroquímica y el magnetismo” en un esfuerzo por producir prototipos de MHD viables y escalables, que podrían incluir uno de Dos enfoques diferentes del problema.

Uno, un enfoque conductivo, se basaría en un sistema que produce una corriente conductiva entre un par de electrodos contenidos dentro de un campo magnético. Por el contrario, un segundo enfoque inductivo se basaría en variaciones en el tiempo con los campos magnéticos y las corrientes eléctricas que produce.

En última instancia, el programa reunirá grupos de investigadores que, según Swithenbank, evaluarán la eficacia de ambos enfoques para ayudar a DARPA a “finalmente realizar un impulso magnetohidrodinámico a escala militarmente relevante”.