Despega el avión híbrido

Un par de litros de combustible y 33 céntimos de euro en electricidad. Es el precio de recorrer 80 kilómetros surcando el cielo con un aeroplano diseñado por la Universidad de Cambridge

Movilidad y transporte 12 de octubre de 2021
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Su secreto, el motor híbrido que ha desarrollado gracias a la financiación de Boeing. En 2014 esta aeronave despegó por primera vez en vuelos de prueba tripulados como el primer avión híbrido capaz de recargar las baterías en el aire. Pero no es el único proyecto en marcha: actualmente existen decenas de iniciativas en esta línea, con el objetivo de lograr un tráfico aéreo más verde, capaz de reducir sus emisiones de CO2. Las voces más optimistas auguran incluso que en la próxima década podríamos ver los primeros modelos comerciales para vuelos de corto recorrido.

El proyecto de Cambridge utiliza un avión checo SONG modificado que reduce el consumo de combustible en un 30%. Pero este ha sido solo un primer paso. “Sí, podemos mejorar la eficiencia optimizando la mezcla de aire y combustible y el ángulo de la hélice”, explicaba Paul Robertson, del Departamento de Ingeniería de Cambridge y líder de este proyecto. Los costes del avión además no suben radicalmente: “Costaría más o menos igual que uno convencional, tal vez entre un 5 y un 10% más”, estimaba Robertson en declaraciones a OpenMind con motivo de los primeros vuelos de la aeronave.


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Hybrid Power Unit . Universidad de Cambridge


La clave de este sistema se encuentra en las tripas electrónicas del aparato. Las alas alojan 16 células de litio, que son monitorizadas por un sistema informático. En la zona del motor, se combinan dos: un Honda GX de combustión y un Joby JM1 eléctrico que giran a 7.000 revoluciones por minuto. Y todo el sistema graba sus datos de vuelo en una tarjeta SD para ayudar a la mejora de su rendimiento. Además, consigue un hito inédito según sus investigadores: “El motor puede comportarse también como un generador y cargar las baterías desde el vuelo. Y esto es la primera vez que se consigue”, aseveraba Robertson. El sistema cuenta también con otras ventajas: “El motor es mucho más silencioso. Y, con un cuidadoso diseño, mejoraría la seguridad al tener un sistema de potencia dual, de modo que el avión podría seguir volando usando solo combustible o solo electricidad. Es decir, que en caso de avería, la aeronave tendría otro motor que activar para evitar un accidente.

Los aviones híbridos son una de las posibles respuestas al impacto del sector de la aviación sobre el cambio climático. La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), organismo de la ONU responsable de regular este sector a nivel internacional, estima que el tráfico aéreo es responsable de al menos el 2,4% de las emisiones totales de CO2 y consume un 13% de los combustibles fósiles anualmente. Y predice también que ese número puede multiplicarse entre cuatro y seis veces en 2050.

El avión híbrido de la Universidad de Cambridge marca un camino para reducir drásticamente esa fuente de contaminación. Aunque Robertson reconoce que aún queda trabajo por hacer en este terreno, porque el uso de baterías de litio también tiene un impacto ecológico: “No hemos estudiado en detalle este aspecto porque aún estamos en fase de prototipo. Los inconvenientes ecológicos de este avión son los materiales magnéticos escasos y el litio que usan las baterías. Pero como se están construyendo más y más vehículos eléctricos de todo tipo, esos materiales se tendrán que producir de una manera sostenible, incluyendo el reciclado [de las baterías]. Por otra parte, el hecho de quemar menos combustible ya es un beneficio”.  Investigadores de la Universidad de California han analizado el efecto contaminante que pueden tener las baterías de litio, concluyendo que suponen un riesgo por su contenido de elementos como cobalto, níquel, cobre o plomo.

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OBJETIVO: 2050

2050 es una fecha clave para la reducción de emisiones de CO2 a nivel mundial. Más de 130 países se han adherido a la coalición impulsada por las Naciones Unidas que pretende alcanzar el cero neto de emisiones para 2050, con el fin de cumplir el objetivo establecido en el Acuerdo de París de 2015, limitar el aumento de la temperatura global a 1,5 °C. En 2019 la OACI reiteró sus objetivos globales de mejorar la eficiencia de combustible un 2% al año hasta 2050 y conseguir un crecimiento neutral en carbono a partir de 2020; sin embargo, la organización reconoce que aún está lejos de estas metas.

Desde que en 2011 la austriaca Diamond Aircraft, en colaboración con Siemens y EADS, presentara en París el primer avión híbrido, el Diamond DA36 E-Star, han sido numerosos los avances en este campo. De momento, el aeroplano de Cambridge, como se aprecia en este vídeo, no tiene nada que ver en tamaño o capacidades con un avión comercial —pesa unos 120 kilogramos y vuela a unos 460 metros de altura—. Pero a medio plazo esto podría cambiar: “Para un avión grande, la densidad energética de las baterías es la limitación tecnológica principal. Pero esto está mejorando a una tasa del 5% anual. Con lo que en 10 o 20 años sería viable usar propulsión híbrida en un avión mucho más grande. Y dentro de 30 años, en un avión para aerolíneas comerciales”. 

Tras el éxito de su prototipo, Robertson continúa trabajando en sistemas híbridos de propulsión para aeronaves de distintos tamaños, un objetivo que también persiguen otros muchos proyectos. La estadounidense Zunum Aero o la británica Samad Aerospace calientan motores para lanzar sus modelos híbridos al mercado. La también británica Faradair trabaja en un aparato que evolucionará de híbrido a eléctrico puro y que sus creadores describen como una “furgoneta volante”, capaz de despegar desde una pista de 300 metros para llevar a 18 pasajeros a una distancia de hasta 1.150 millas. Su objetivo es comenzar a volar en 2026. La francesa VoltAero trabaja en su modelo Cassio 2, que cubrirá trayectos de hasta 3,5 horas para 9 pasajeros, con un objetivo de lanzamiento para 2022. 


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La empresa británica Faradair describe su proyecto de avión híbrido como una “furgoneta volante”. 


Algunos proyectos son aún más ambiciosos: en 2020 Electric Aviation Group (EAG) presentó un diseño para una aeronave híbrida de 70 plazas, con una autonomía de 800 millas náuticas para cubrir vuelos domésticos e internacionales de corto recorrido. Según manifestó Kamran Iqbal, fundador y CEO de EAG, solo las aeronaves de gran tamaño podrán satisfacer la demanda de descarbonización del transporte aéreo. La compañía espera poner su aparato en servicio en 2028. Entre los grandes del sector, Airbus y Rolls Royce lanzaron en 2017 el proyecto E-Fan X, un aparato híbrido con tres motores convencionales y uno eléctrico que ha abierto un camino para futuros desarrollos en esta línea.

Mientras, los expertos del sector siguen estos avances con el máximo interés, pero también con cautela: sin duda la electrificación está destinada a revolucionar la aviación, pero su despegue no será sencillo ni inmediato. Es posible que en la próxima década la tecnología híbrida llegue a las pequeñas aeronaves privadas e incluso a los vuelos regionales. Pero para los grandes aparatos de medio recorrido, no digamos ya los intercontinentales, los expertos vaticinan que incluso en 2050 aún seguiremos volando con motores tradicionales

No es una producción propia, la fuente es Ángel Luis Sucasas y Javier Yanes para Ventana al Conocimiento

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