abril | 2022 | elsecretodelospajaros

Dentro de dos o tres años asistiremos al nacimiento de un modo de transporte completamente nuevo: aeronaves eléctricas —de despegue y aterrizaje vertical, muy automatizadas y alimentadas con baterías— que volarán en trayectos de hasta 400 kilómetros. Aunque la mayoría de los muchos desarrollos en curso de estos aparatos se han diseñado para transportar de dos a cinco pasajeros, cabe esperar que aparezcan otros más grandes ya que no hay ningún motivo para que esto no sea así; a los aerotaxis le seguirán los aerobuses.

Los aviones comerciales tradicionales que cubren distancias mayores continuarán quemando queroseno de origen fósil durante bastante tiempo; es previsible que mezclado, y cada vez más, con biocombustibles. Estas últimas sustancias, de origen orgánico, se fabrican con residuos, algas o vegetales, que al formarse capturan del orden de un 80% del CO2 que su combustión devuelve a la atmósfera. Aunque toda la aviación comercial se propulsara con biocombustibles exclusivamente en el año 2050, no se reduciría el vertido de estos gases de forma significativa, debido al incremento previsible del tráfico aéreo. Los biocombustibles, por tanto, aportarán una solución transitoria y limitada, a fin de paliar los efectos contaminantes de la aviación comercial hasta mediados de la presente centuria.

No existe otra alternativa: a partir de 2050 casi todas las aeronaves comerciales se propulsarán con hidrógeno fabricado con electricidad generada a través de procesos no contaminantes.

El hidrógeno es un gas muy volátil, de poca densidad y gran poder energético. Un kilogramo de hidrógeno contiene casi tres veces más energía que el mismo peso de queroseno, sin embargo, debido a su escasa densidad un litro de hidrógeno criogénico tan solo contiene una masa de hidrógeno cuyo poder energético es cuatro veces inferior al de la masa del litro de queroseno. Eso implica que para cargar en una aeronave la misma energía si utilizamos hidrógeno líquido, en vez de queroseno, necesitamos depósitos cuatro veces más voluminosos. El tamaño de los depósitos y el hecho de que el hidrógeno líquido hay que mantenerlo a una temperatura de menos 253 grados centígrados, son los dos primeros problemas con que nos encontramos con los aviones de hidrógeno; pero esto no quiere decir que sean inviables.

El hidrógeno, a bordo, puede utilizarse como combustible de motores térmicos similares a los actuales turbofanes y turbopropulsores, o también puede servir para alimentar pilas de combustible que generen la electricidad que consuman motores eléctricos. En el primer caso, el hidrógeno se quema igual que hoy lo hace el queroseno, aunque en vez de CO2 genera vapor de agua sin que sea posible en este caso evitar que también se produzcan óxidos de nitrógeno; en el segundo, la pila de combustible es un dispositivo que consume hidrógeno, lo combina con oxígeno atmosférico y a través de una reacción química libera agua y electricidad. La pila de combustible evita el vertido de óxidos de nitrógeno a la atmósfera y además posee un rendimiento energético mayor (de hasta un 60%, casi el doble). Adaptar los actuales motores térmicos de aviación para que consuman hidrógeno parece más sencillo que desarrollar nuevas pilas de combustible, motores y circuitos de control con el nivel de potencia requerido por la aviación.

En la actualidad ningún avión comercial funciona con motores térmicos de hidrógeno o pilas de combustible. Eso no quiere decir que no se hayan construido aviones experimentales para probar estas tecnologías. En 1957 un avión Martin B57B voló con uno de sus motores térmicos (Wright J65) alimentado con hidrógeno y en 2008, en Ocaña (España), por primera vez en la historia de la aviación, una aeronave (Dimona), modificada por Boeing Research Technology-Europe, efectuó un vuelo nivelado propulsada por un motor eléctrico alimentado con una pila de combustible (PEM) de hidrógeno. Se han realizado otros vuelos experimentales con aviones equipados con motores térmicos o de pila de combustible, pero esos dos fueron los primeros vuelos en los que la aviación estrenó el hidrógeno para propulsarse, con un motor térmico o mediante una pila de combustible.

En marzo de 2022, el Aerospace Technology Institute (AIT) del Reino Unido publicó su estrategia para la implantación práctica del hidrógeno en la aviación comercial. Su programa FlyZero, consiste en el desarrollo de tres aeronaves propulsadas con hidrógeno cuyas prestaciones son equiparables a las de otras tres actuales muy populares: un avión del tipo regional (FZR1-E) similar al ATR-72, otro, reactor de fuselaje estrecho (FZN1-E) parecido al A320 neo, y el tercero: un reactor de fuselaje ancho (FZM1-G) como el B767 200-ER. Son una muestra excelente que abre el camino para la transformación del mundo aeronáutico del queroseno al hidrógeno. Con estos tres tipos de avión se puede operar todas las rutas actuales de corto y medio alcance y el 93% de las de largo alcance. Para el avión regional, más pequeño, el AIT propone pilas de combustible que alimentan seis motores eléctricos, y para los otros aviones motores térmicos. En todos los casos las aeronaves de hidrógeno de AIT llevan tanques de combustible en compartimentos traseros dentro del fuselaje que se prolonga y se ensancha alrededor de un 20%, salvo en el caso del modelo con pila de combustible en el que únicamente se ensancha el fuselaje.

Para AIT, los aviones de hidrógeno empezarán a ser competitivos, en relación con los de biocombustible, a partir de 2030 y lo más probable es que los primeros que se introduzcan sean el regional y el de fuselaje ancho, ya que el de fuselaje estrecho supondrá el 67% del mercado global de aviones entre 2030 y 2050 y al operar en un elevado número de aeropuertos resultará difícil disponer de instalaciones que suministren hidrógeno líquido en todos ellos.

Mientras que Elon Musk y Jeff Bezos debaten si los automóviles del futuro los moverán las baterías o el hidrógeno, a la aeronáutica no le queda otra opción que la de apostar por el gas. De hecho, Airbus y Boeing, junto con todos los fabricantes de aeronaves y motores aeronáuticos más importantes del mundo, han puesto en marcha una amplísima colección de desarrollos que apuntan en la misma dirección.

Este será el siglo de los aviones de hidrógeno.

En julio de 2020 el nuevo avión ruso Irkut MC-21 realizaba los ensayos de prueba para validar su operación en pistas con exceso de agua. Unos tests que exigían tanto las autoridades aeronáuticas de su país como las europeas para obtener el certificado de aeronavegabilidad. Hoy, el MC-21 se encuentra más lejos que nunca de iniciar su andadura comercial.

Las consecuencias derivadas de la guerra en Ucrania han colocado a la aviación comercial rusa en una situación muy complicada. Mientras las compañías de alquiler de aeronaves occidentales con aviones en Rusia tratan de recuperarlos, el gobierno de Putin urge a sus aerolíneas a que no devuelvan los aviones para no interrumpir el servicio de transporte aéreo, y a que los matriculen en el país si fuese necesario; además, el uno de abril decretó que los transportistas aéreos deberían pagar sus cuotas de alquiler de aeronaves en rublos. Los transportistas aéreos rusos son conscientes de que esta forma de actuar los aparta del mercado internacional para encerrarlos definitivamente en su propia nación.

La única forma de mantener la actividad del transporte aéreo en Rusia, a medio y largo plazo, implicará renunciar al uso de aviones de Boeing y Airbus, por lo que el país tendrá que regresar a una situación de autarquía similar a la que se dio en la Unión Soviética.

Pero ¿es esto posible?

Hace ya varios años que Rusia y China han puesto en marcha algunas iniciativas para romper el duopolio aeronáutico occidental. Desde la perspectiva rusa cabe destacar dos proyectos de la empresa aeronáutica United Aircraft: el avión de fuselaje estrecho Irkut MC-21 y la colaboración con China para el desarrollo de un avión de fuselaje ancho, el CR 929. Son dos proyectos que han acumulado retrasos durante estos últimos años y que, dada la situación actual, tendrán que replantearse en profundidad.

El Irkut MC-21 está destinado a competir directamente con el 737 MAX de Boeing o el A 320 neo de Airbus; se trata de un avión de 150 plazas, que en la versión más alargada podría llegar a las 250 y que, en principio, se pretendía que las primeras entregas se hicieran a las aerolíneas rusas este año y los pedidos extranjeros se sirviesen a partir de 2025. Nada de eso parece muy viable, entre otros motivos porque no podrá motorizarse, al estar previsto inicialmente que equipe los PW1400G de Pratt & Whitney, norteamericanos. El MC-21 tendrá que esperar a que la industria rusa termine el desarrollo de los motores autóctonos Aviadvigatel PD-14. Un retraso, que los más optimistas estiman en dos años.

Para el CR 929, el avión de fuselaje ancho que Rusia y China llevan años diseñando y cuyo programa ha sufrido numerosas demoras, también se contaba con que en un principio los motores fueran de General Electric o de Rolls Royce, algo impensable en la actualidad. Y en este caso se contaba con el apoyo de empresas occidentales, no solamente para la motorización, sino también en áreas relacionadas con el uso de materiales compuestos y la electrónica. Sin estas colaboraciones, es difícil prever el retraso que puede sufrir la realización del proyecto, si es que China y Rusia llegan a ponerse de acuerdo. A las dificultades técnicas, aquí hay que añadir las comerciales. El CR 929 tendría su principal mercado en China, ya que el ruso estaría muy limitado; por eso Rusia pretende acordar con su socio un acceso preferente al mercado chino, algo que ya ha dado pie a fuertes discrepancias entre ambos.

La aviación comercial rusa va a centrar sus esfuerzos, en el corto y medio plazo, en sustituir aviones de Boeing y Airbus. A falta de fabricantes que puedan ofrecerle aeronaves modernas, se replantea reactivar las cadenas de producción de modelos autóctonos bastante antiguos, de la era soviética, como el Tupolev -214 o el Ilyushin Il-96, que consumen una gran cantidad de combustible. El coste de operación y la cuestión medioambiental quedarán relegados a un segundo plano.

En estas condiciones, con escasez de recursos técnicos y financieros, le va a resultar muy difícil a Rusia proseguir con los nuevos desarrollos tecnológicos a un ritmo suficientemente veloz como para que resulte útil. Wilbur Wright, uno de los dos hermanos que construyeron el primer avión que voló, decía que para que un invento llegue a triunfar es preciso desarrollarlo con cierta rapidez.

Respondiendo a la cuestión anterior, no parece que una autarquía aeronáutica comparable a la que tuvo la Unión Soviética sea posible. El país tendrá que conformarse con una aviación comercial mucho más rudimentaria e ineficiente que la del mundo occidental.

Hasta ahora, China había visto en Rusia un socio capaz de aportarle tecnología aeronáutica, pero las circunstancias pueden cambiar. De hecho, el primer avión fabricado en China de fuselaje estrecho, el Comac C919, es posible que empiece a entregarse a las aerolíneas locales este mismo año. Aunque los chinos también trabajan en el desarrollo de motores, los de los primeros aviones serán occidentales, de Pratt & Whitney (PWG1000G) o CFM International (LEAP 1-C). Tampoco aptos para los rusos.

Es muy difícil imaginar cómo logrará la aeronáutica civil rusa salir de este laberinto, pero con casi toda seguridad el Irkut MC-21 entrará en servicio cuando su tecnología haya quedado obsoleta.