Para aquellos que
creían que la electrificación del transporte sería una moda pasajera o al menos
aplicable a ciertos medios de transportes, les toca evaluar nuevamente su forma
de pensar. Ya los carros eléctricos son una realidad permanente, en evolución y
en crecimiento. Y ahora, la propulsión eléctrica también se aplica en vehículos
de carga, trenes, barcos y no podían faltar los aviones.
No todas las formas de transporte son igualmente fáciles de
electrificar. Una de las más difíciles es la aviación, en la que el poder de
las baterías se choca con un problema serio: el peso. Los combustibles fósiles
contienen aproximadamente 100 veces la energía que una batería de ion-litio. En
tierra, ese es un problema que se puede resolver con diseño. Para una máquina
que debe alzarse al cielo, es mucho más difícil. Pero no imposible.
DESARROLLOS
Docenas de firmas están trabajando en aviones a electricidad
de todas las formas y tamaños. Algunos asemejan autos voladores, como los que
respalda Larry Page,
uno de los fundadores de Google. Otros son máquinas al estilo de los drones,
que podrían operar como taxis aéreos autónomos.
Pipistrel, una compañía eslovena, ya hace un avión de entrenamiento eléctrico de dos asientos. Airbus,
Rolls-Royce y Siemens se han aliado para desarrollar la propulsión
híbrida-eléctrica en aviones comerciales. Las tres compañías han anunciado este
innovador proyecto, que prevé estar listo para los vuelos de corta distancia en
2020. La idea es sustituir uno de los cuatro motores de gas por uno eléctrico.
Han bautizado el avión híbrido como
E-Fan X.
La idea es sustituir uno de los cuatro motores de gas de un avión modelo BAe
146 de pasajeros por un turborreactor eléctrico. "El E-Fan X es un paso
importante en nuestro objetivo de hacer que el vuelo eléctrico sea una realidad
en el futuro", aseguró Paul Eremenko, director de tecnología de Airbus.
Una vez que se haya demostrado la viabilidad del sistema, se tomarán medidas
para reemplazar una segunda turbina de gas por otro motor eléctrico.
Frank Anton, jefe de Siemens Aircraft predijo que la energía
eléctrica será tan significativa para la aviación comercial como lo fue la
invención del motor de jet.
DESAFÍOS
La visión general es que la tecnología de las baterías aún
no está a la altura de fabricar aviones comerciales totalmente eléctricos. Pero
los sistemas híbridos acercarán a las aeronaves eléctricas al despegue.
Los vuelos de prueba comenzarían en 2020. Si son exitosos,
se reemplazará un segundo motor. Se espera que los resultados provean
suficientes datos para diseñar un avión híbrido-eléctrico con 50 o 100
asientos, que entraría en servicio hacia 2030.
Otros aviones podrían estar antes en el aire. Zunum Aero,
una firma con sede cerca de Seattle, espera tener un avión de 12 asientos
híbrido-eléctrico listo para volar en 2022, ayudada por inversiones de Boeing y
JetBlue.
Tales aeronaves, esperan sus diseñadores, servirán como
puente a aviones plenamente eléctricos. Superar el problema del peso será
complicado. Para los aviones grandes que vuelan rutas largas, la
electrificación plena puede no llegar a darse jamás, aunque sistemas híbridos
reducirían su consumo de combustible. Pero los cambios de diseño pueden ayudar.
Airbus cree que puede incorporar sus motores eléctricos al fuselaje para
reducir la resistencia al aire. Y la energía eléctrica ofrece ventajas que
compensan sus grandes problemas. Una es que los motores de combustión no son
muy eficientes en la conversión de su energía a movimiento. Mucha energía se
desperdicia como calor, mientras que un motor eléctrico puede rendir mucho más
y tienen muchas menos partes, lo que significa que requieren menos
mantenimiento, que es un alto costo en la aviación.
Esas son todas las razones por las que Zunum piensa
concentrarse, al menos al principio, en rutas relativamente cortas, donde
tienen la mayor significación las ventajas de eficiencia de los motores
eléctricos. La idea, dice Ashish Kumar, el CEO de la firma, es atender a
cientos de pequeños aeropuertos estadounidenses que han sido dejados de lado al
pasar los vuelos a centros más grandes. La aeronave de la firma volará a
alrededor de 550 kilómetros por hora y tendrá un alcance de 1130 kilómetros.
Como la máquina de Airbus, usaría un solo motor pequeño de jet en la parte
trasera del fuselaje, para hacer funcionar un generador que podría dar energía
a las dos hélices de 500 KV y cargar las baterías, que estarán montadas en las
alas y que estarán diseñadas para reemplazarse por otras con carga luego del
aterrizaje. De este modo, en algunos aeropuertos el tiempo de escala podría ser
de no más de diez minutos.
Las baterías tienen otra ventaja respecto de los
combustibles fósiles: como tecnología subdesarrollada, tienen mucho por
mejorar. Al aumentar la producción, impulsada por las industrias automotriz y
electrónica, la capacidad de las baterías está creciendo y los precios caen.
Días atrás, por ejemplo, la firma surcoreana Samsung
Electronics, dijo que incorporando grafeno -una forma de carbono ultradelgada-
en una batería de ion-litio había logrado aumentar su capacidad de energía en
un 45% y reducir el tiempo necesario para la recarga. Una idea prometedora es
una batería de litio de estado sólido, que reemplaza el electrolito líquido de
las actuales celdas con un sustituto sólido. Esas tendencias, según Kuma,
permitirían a su aeronave incrementar su alcance a alrededor de 2400 kilómetros
para 2035 y tal vez, incluso, eliminar el generador a bordo.
Combinar todos estos beneficios y limitaciones en una sola
cifra es difícil. Paul Eremenko, jefe tecnológico de Airbus, dice que un avión
híbrido eléctrico con una fila de asientos sería "seguro, eficiente y
costo-efectivo". Para las aerolíneas, la cifra importante es el CASM
(sigla en inglés que se refiere al costo por asiento disponible por milla).
Zunum sostiene que su avión tendrá un CASM de 8 centavos. Oliver Wyman, una
firma de analistas de aviación, calcula que el CASM promedio para las
aerolíneas estadounidenses fue, en 2016, de 11 centavos.
BENEFICIOS
Al igual que los autos eléctricos, las aeronaves eléctricas
ofrecerían otros beneficios que valen la pena, pero son más difíciles de
cuantificar. Serían más silenciosas que los aviones jet, lo que puede ser
atractivo para aeropuertos cerca de grandes ciudades. Serían más limpios
también, al producirse la electricidad de fuentes de bajo contenido de carbono.
Aunque los escépticos dudan de que el problema del peso pueda superarse jamás.
Lo cierto es, que esta tecnología
ayudará a limitar las emisiones de dióxido de carbono y a reducir la
dependencia de la aviación de los combustibles fósiles. La Comisión Europea ha
establecido para 2050 una reducción del 75% en emisiones de CO2, del 90% de
dióxido de nitrógeno (NO2) y del 65% de ruido para la aviación comercial.
"Esto no se puede lograr con las tecnologías existentes en la
actualidad", por ello, "la propulsión eléctrica e híbrida-eléctrica
se considera hoy en día una de las tecnologías más prometedoras para abordar
estos desafíos", aseguran las compañías.
Pero lo cierto es que poca gente predijo el ritmo de la
electrificación en otras áreas. Si las aeronaves eléctricas pueden ofrecer
viajes puerta a puerta más rápidos, evitando aeropuertos congestionados y, al
mismo tiempo, proveer tarifas más bajas, entonces los viajeros aéreos estarán
felices.
Fuentes:
La Nación https://goo.gl/zWxQuV
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