Agenda ecológica y futuro de la aviación comercial

La Tierra y los seres humanos sobrevivirán de algún modo al cambio climático. Los neandertales lo hicieron durante cuatrocientos mil años, en un mundo a veces más cálido que el actual y otras bastante más frío. Lo que no sabemos es si la aviación comercial, tal y como la conocemos hoy, sobrevivirá al calentamiento global.

La respuesta organizada del transporte aéreo civil a las iniciativas mundiales de reducción de emisiones, apoyada por la Organización de Aviación Civil Internacional (ICAO) y la Asociación Internacional de Transportistas Aéreos (IATA), consiste en aminorarlas de forma progresiva hasta lograr que, en el año 2050, la aviación deje de incrementar el dióxido de carbono atmosférico. Esta es la agenda aeronáutica medio ambiental con la que los distintos intervinientes del sector dicen estar comprometidos.

En 2025, se estima que el tráfico aéreo global alcanzará los diez mil millones de pasajeros y crecerá, anualmente, con una tasa acumulada de un 3% hasta el 2050, año en el que la aviación comercial transportará más de veinte mil millones de pasajeros. Estas son las cifras que manejan los fabricantes de aeronaves y motores, las organizaciones aeroportuarias y de control de tráfico aéreo, las asociaciones de transportistas aéreos, las aerolíneas y las agencias y autoridades aeronáuticas de los Estados en todo el mundo.

Para cumplir con la agenda ecológica aeronáutica es necesario reducir los 882 millones de toneladas de dióxido de carbono (que emitió la aviación comercial en 2024) a la nada, en un plazo de veinticinco años, al mismo tiempo que se dobla el tráfico aéreo. No parece una tarea sencilla y con toda seguridad no lo es. Si no se hiciera absolutamente nada, con las previsiones de incremento de tráfico actuales, en 2050 la aviación contaminaría la atmósfera con algo más de 2700 millones de toneladas de dióxido de carbono.

Los estudiosos de la agenda ecológica aeronáutica han detallado el modo en que se llevará a cabo la eliminación de las 2700 millones de toneladas de dióxido de carbono, repartiéndolas entre los principales factores en el transporte aéreo que pueden ayudar a disminuirlas. Se barajan tres escenarios, pero yo me limitaré al que se considera más conservador o pesimista. En todos ellos los contribuyentes son los mismos: la tecnología, la eficiencia de las operaciones, el uso de combustibles sostenibles de aviación (SAF) y compensaciones (offset) a través del mercado de emisiones de CO2,

La innovación tecnológica en las aeronaves contribuirá con un 10% en la reducción de emisiones, la mayor eficiencia de las operaciones aportará un 9%, el uso de combustibles sostenibles de aviación (SAF) hasta el año 2035 supondrá una reducción del 5% y desde entonces hasta el 2050 un 49%; el resto, que suma un 76% hasta 2035 y un 49% hasta el final del periodo, se llevará a cabo mediante actuaciones en el mercado de dióxido de carbono (offset). Los porcentajes son orientativos y se supone que pueden alterarse con el tiempo en función de los resultados que se obtengan de las distintas actuaciones.

Si analizamos los diferentes factores del relato de la agenda ecológica, en su versión menos optimista, nos encontramos con importantes incertidumbres.

Con respecto a la innovación tecnológica, las estimaciones de la agenda parece que son asumibles. La introducción de aviones totalmente eléctricos en trayectos de corto recorrido, o híbridos de diferentes clases en el resto de las rutas y el uso del propfan junto con el desarrollo de nuevos motores turbofán, el empleo de materiales más ligeros y resistentes, y mejoras aerodinámicas, es muy probable que produzcan el efecto que anticipa la agenda, incluso que lo mejore, y es coherente con lo que viene ocurriendo en el sector aeronáutico desde sus inicios.

Las mejoras operativas a las que se refiere la agenda consisten en una mayor fluidez del tráfico aéreo y de las maniobras aeroportuarias. Mientras que durante los últimos 40 años la tecnología ha permitido reducir el consumo de combustible de las aeronaves en una cifra del orden del 20%, no se puede decir que haya ocurrido nada parecido con las operaciones. Según un reciente estudio de la universidad de Harvard, el nivel de retrasos actual de los vuelos comerciales, en Estados Unidos, es muy superior al de hace 30 años. Incluso, para enmascarar los retrasos, las aerolíneas alargan la duración de los vuelos en sus horarios. En Europa, de 2005 a 2020, antes de la pandemia, la eficiencia del sistema de gestión de tráfico aéreo mostró una tendencia negativa. Con estos antecedentes y el crecimiento tan llamativo del tráfico que se prevé hasta el año 2050, parece demasiado voluntarista suponer que las operaciones aportarán una reducción de las emisiones del 9%.

El uso de los combustibles sostenibles de aviación (SAF) es la parte más incierta de la agenda, porque no se dispone de ninguna evidencia de la viabilidad de un incremento tan rápido del uso de estos combustibles,

El SAF es un combustible de aviación, fabricado artificialmente mediante un proceso que captura dióxido de carbono de la atmósfera que al quemarse en el motor del avión se restituye de nuevo al ambiente. Teóricamente, no contribuye a incrementar la masa de dióxido de carbono atmosférica, aunque en la práctica, dependiendo del tipo de SAF, puede contaminar hasta un 20% de lo que hace un combustible de origen fósil. La mayoría del SAF se genera a partir de materia orgánica (biocombustibles), maíz, soja, otras semillas, algas o incluso basura y deshechos, grasas animales o aceites vegetales. Se ha criticado su uso por competir con la producción agrícola de alimentos, encareciéndolos, aunque las últimas variantes comerciales de SAF no se fabrican con este tipo de semillas. El SAF de mayor calidad, desde el punto de vista medio ambiental, es el que se obtiene al combinar dióxido de carbono extraído de la atmósfera con hidrógeno procedente de la electrolisis del agua, para sintetizar hidrocarburos, utilizando energía eléctrica completamente ecológica.  La mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno (syngas) se procesa utilizando diversos métodos, como el Fischer-Tropsch, para producir combustibles sintéticos de aviación, gasolina o diésel. Estos combustibles sintéticos, a diferencia de los de origen orgánico, no retornan a la atmósfera nada más que el dióxido de carbono que absorben durante el proceso de fabricación; se conocen también con la designación de power to liquid (PtL) o e-fuel.

El uso del SAF también disminuye la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx) y la formación de estelas de vapor de agua cuya contribución al calentamiento global es significativa.

Virgin Atlantic fue la primera aerolínea que realizó un vuelo de prueba con SAF  en 2008 y en 2011 las autoridades aeronáuticas aprobaron porcentajes de uso del SAF en vuelos comerciales. United fue la primera en utilizar este combustible, en sus vuelos desde el aeropuerto de Los Angeles, a partir de 2016. En todos estos vuelos el SAF se mezcla con keroseno de aviación. En 2023, Virgin Atlantic efectuó el primer vuelo experimental, de Londres a Nueva York, con un 100% de SAF, pero en la actualidad tan solo se ha certificado su empleo en determinados motores con mezclas que no superen el 50%.

A pesar de lo muchísimo que se viene hablando y escribiendo sobre el SAF desde los comienzos del presente siglo, la introducción de estos combustibles ha sido extraordinariamente lenta y motivada, casi exclusivamente, por razones publicitarias. En 2025, catorce años después de que se aprobase el uso comercial del SAF, se estima que el consumo mundial de los biocombustibles alcanzará el 0,7% del total de gasto de combustible de la aviación durante todo el año. No es difícil de explicar si tenemos en cuenta que el precio del biocombustible SAF, en la actualidad, es entre cuatro y cinco veces mayor que el del keroseno, dependiendo del punto de abastecimiento. Además, los fabricantes se están topando con escasez de materias primas para producir biocombustibles. En cuanto a los SAF sintéticos (e-fuel/PtL) el precio actual multiplica por ocho veces el del keroseno y su empleo es anecdótico. Se supone que el aumento de producción rebajará el coste de los SAF en el futuro, pero las predicciones más optimistas pronostican que en el año 2050 y con los niveles de fabricación que estima necesarios la agenda ecológica, los precios de la mezcla de biocombustibles y sintéticos doblarán los del keroseno.

La normativa europea exige a los transportistas que en 2025 se alcance un 2% de consumo de SAF mezclado con el keroseno de aviación. No parece que se vaya a lograr esa cifra ni en Europa ni en Estados Unidos. Para cumplir con la agenda medioambiental, la Unión Europea ha fijado para 2040 que la mezcla de SAF debe suponer el 34% y en 2050 el 70%. A la vista de los elevados precios del SAF, las crecientes dificultades de los fabricantes de biocombustibles para obtener materias primas, la escasa capacidad productiva instalada y el bajísimo índice de crecimiento del consumo de SAF durante los últimos catorce años, los objetivos que establece la agenda ecológica son muy poco realistas.

Por último, la agenda ecológica proclama, en su versión más pesimista o conservadora, que en el año 2050 las aerolíneas tendrán que financiar actividades (offset) capaces de absorber de la atmósfera el 49% de sus emisiones. Si analizamos la versión más optimista de la agenda, esta cifra se reduce a un 8%. La diferencia radica principalmente en el volumen y calidad del SAF que se consuma entonces. Es muy difícil anticipar cuál será el coste para las aerolíneas que supondrá este apartado y hasta que punto serían capaces de absorberlo.

La agenda ecológica de la aviación comercial parece muy voluntarista y lo más probable es que no se cumpla salvo que se impongan fuertes restricciones al crecimiento del tráfico aéreo, lo que acarrearía importantes daños económicos a la sociedad. La electrificación del transporte aéreo, más allá de trayectos inferiores a 400 kilómetros no es viable, ni siquiera a muy largo plazo. Las expectativas más optimistas con respecto a la densidad energética de las baterías para el año 2050 no pasan de 0,5 kwh/kg de peso (para el keroseno es de 12 kwh/kg). Si la alternativa al keroseno de las baterías es inviable para la aviación en trayectos largos (pesan demasiado), el uso del hidrógeno, incluso en estado líquido, debido a su baja densidad plantea en esos tramos un problema de volumen (los depósitos necesarios para albergar la misma cantidad de energía que el keroseno deben ser tres veces más grandes),

Parece evidente que el desarrollo futuro de la aviación comercial, de medio y largo recorrido, dependerá de la capacidad de la industria para generar combustible sintético limpio (PtL, e-fuel) a un precio competitivo (1-2 dólares/litro) en unos veinticinco años. Es un plazo relativamente corto, por lo que el panorama no parece excesivamente optimista. Sin embargo, existen oportunidades completamente nuevas para la aviación: en enlaces de muy corto recorrido (menos de 400 Km), con aeronaves completamente eléctricas o híbridas, de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL).

Sonic Cruiser: sueños que fabrican realidades

Tres meses después de que Airbus lanzara su gigantesco avión A380, el 19 de diciembre de 2000, Boeing público su intención de fabricar otra aeronave revolucionaria: el Sonic Cruiser. La historia volvía a repetirse, porque al anuncio del desarrollo del A320 de Airbus en 1984, le siguió, en 1985, una respuesta de Boeing también muy radical: la noticia de que sustituiría los aviones 737 por el 7J7, un avión nuevo motorizado con propfans . Los dos proyectos de Boeing (Sonic Cruiser y 7J7), se cancelaron muy pronto, duraron poco más de un año, como si se hubiesen iniciado con demasiadas prisas e incertidumbres. Muchos analistas piensan que fueron movimientos publicitarios del fabricante estadounidense para desviar la atención de las aerolíneas y ganar algún tiempo hasta que encontrase la respuesta adecuada a su competidor. Quizá no fuera así, porque el presidente de Boeing, Phil Condit, era un competente ingeniero y, sobre todo, un visionario, capaz de entusiasmarse con proyectos de estas características.

Condit empezó a trabajar, en 1965, en el programa de transporte aéreo supersónico (SST) de Boeing como ingeniero especialista en aerodinámica. Cuando el 19 de marzo de 2001 la compañía lanzó el Sonic Crusier, Condit era el presidente de la compañía y Alan Mulally dirigía Boeing Commercial Airplanes. Los dos conocían mejor que nadie las dificultades técnicas de aquel proyecto y lo apoyaron con entusiasmo. El Sonic Cruiser estaba diseñado para volar a una velocidad próxima a la del sonido, un 15-20% más rápido que el resto de los reactores, y a mayor altura, unos 40000 pies, con alrededor de 250 pasajeros a bordo. La respuesta de Boeing al gigante A 380 (con capacidad para transportar más de 800 pasajeros, en la configuración de clase única), era una máquina que en vez de unir grandes hubs, pretendía enlazar con rapidez conexiones punto a punto, para ofrecer a los pasajeros servicios sin escalas intermedias.

Tecnológicamente, el Sonic Cruiser, suponía un avance significativo con respecto a los reactores de la época. Sin embargo, para muchos técnicos, era un disparate. Volar a una velocidad tan próxima a la del sonido era como caminar por el borde de un precipicio: cualquier paso en falso que se diera en el diseño aerodinámico, implicaría un desastre. Volar a una velocidad mayor que el resto de los aviones comerciales plantearía muchos problemas a los gestores del tráfico aéreo, sobre todo en las áreas de aproximación a los aeropuertos. El alcance máximo que se pretendía que tuviese el avión (10000 millas), debido a su elevado consumo de combustible, no era fácil de conseguir. Estas eran las principales objeciones que le plantearon al Sonic Cruiser los técnicos.

Algunos gestores de aerolíneas, como Richard Branson de Virgin Atlantic, al principio se mostraron tan entusiastas con el Sonic Cruiser como los directivos de Boeing, pero la mayoría lo recibieron con escepticismo. El precio del combustible mostraba una clara tendencia al alza, en algunas rutas acortar el tiempo de vuelo implicaba un descuadre de horarios poco conveniente para la prestación de servicios aeroportuarios y a veces incluso para los pasajeros. Y la teoría de las conexiones punto a punto resultaba impracticable en muchos casos por falta de infraestructura aeroportuaria en las ciudades. En general, las aerolíneas se mostraron muy poco receptivas a comprar la idea de encarecer el servicio de transporte aéreo, a cambio de ventajas que sus clientes, cada vez más sensibles al precio, no parecían dispuestos a valorar.

El Sonic Cruiser no encontró la aceptación que sus promotores esperaban, a lo que contribuyó también el desgraciado ataque terrorista del 11 de septiembre de 2001 a las torres gemelas.

Boeing decidió cancelar el programa en diciembre de 2002 para sustituirlo por el desarrollo de una aeronave más convencional y eficiente: el 7E7 que más tarde se transformaría en el 787 Dreamliner.

La súbita aparición del Sonic Cruiser involucró a centenares de ingenieros de la compañía en el desarrollo de nuevos materiales compuestos de fibra de carbono y polímeros, avanzados programas de análisis computacional para estudiar detalladamente las características aerodinámicas del avión, complejos ensayos en túneles de viento y la introducción de importantes mejoras en la aviónica. Un esfuerzo del que heredó el Dreamliner muchos de sus aspectos más novedosos.

Tanto si el Sonic Cruiser o el 7J7 fueron anuncios para distraer la atención de la comunidad aeronáutica o proyectos que fracasaron por falta de interés de las aerolíneas, ambos sirvieron para llevar importantes desarrollos tecnológicos hasta la frontera de lo imposible y abrir nuevos caminos para la aviación.

El milagroso propfan, otra vez, y el regreso a los aviones de hélice

Foto McDonnel Douglas Farnborough  1988 Andrew Thomas  

Es muy probable que las aerolíneas comerciales vuelvan a operar aviones de hélice en todas sus rutas, algo que estuvo a punto de ocurrir hace unos cuarenta años.

En el salón aeronáutico de París de 1985, Boeing presentó un avión nuevo que sustituiría a su legendario B 737. En las imágenes aparecía con motores en la cola de los que surgían dos coronas de extrañas palas negras: el 7J7, con capacidad para 150 pasajeros. Phil Condit, director general de Boeing Commercial  Airplanes y su vicepresidente de ingeniería, Alan Mulally, hacían gala del entusiasmo que les producía su nuevo y revolucionario avión. Una respuesta extraordinaria al inminente lanzamiento del Airbus A 320. El 7J7, con sus hélices contra rotatorias de fibra de carbono, ahorraría un 30% de combustible a las aerolíneas.

El secreto del modesto consumo de combustible radicaba en los nuevos motores que propulsarían al 7J7. Los tradicionales reactores tipo turbofán se habían sustituido por otros denominados propfan o unducted fan (UDF), Pero ¿en qué consistía el propfan y por qué resultaba tan ventajoso?

Los primeros motores a reacción funcionaban con una tobera de entrada de gases que los dirigía a un compresor desde el que accedían a la cámara de combustión donde se calentaban. para pasar a la turbina, que movía el compresor, y salían por la tobera de escape. El aire adquiría una gran velocidad al calentarse y el empuje que generaba el motor era proporcional al producto de la masa por el incremento de velocidad. Sir Frank Whittle, ingeniero de la Royal Air Force, del Reino Unido, describió en 1936 el funcionamiento de lo que más tarde se denominaría turbofán: un motor a reacción con un ventilador (fan) en la tobera de entrada que envía una parte del aire al núcleo —donde pasa por un compresor, cámara de combustión y turbina— y otra parte del aire circula por la carena, alrededor del núcleo, para juntarse con los gases de escape de la turbina. El turbofán mueve una mayor cantidad de aire, aunque a menor velocidad, lo que desde el punto de vista energético es más eficiente. La relación entre la cantidad de aire frío que circula por la carena y el aire que pasa por la cámara de combustión se conoce como relación de derivación (bypass ratio); la eficiencia energética del turbofán aumenta con este parámetro.

Rolls Royce y Prat&Whitney desarrollaron los primeros turbofán de la aviación comercial en la década de 1960; contaban con una relación de derivación del orden de 1-2. Los fabricantes de motores de aviación iniciaron una carrera para aumentar la relación de derivación de los turbofán y mejorar así su rendimiento energético. Cuando, en 1985, Boeing anunció que tenía intención de comercializar el revolucionario 7J7 con motores propfan, los 737 equipaban el motor CFM56 cuya relación de derivación ya era del orden de 6.

En la década de 1970 el precio del petróleo se había disparado y la NASA empezó a trabajar, sin demasiadas prisas, en un proyecto avanzado de turbofán. Dan Mikkelson, ingeniero de la agencia estatal y Carl Rohrbach, de Hamilton Standard —empresa que colaboraba con el Gobierno en este proyecto— junto con otros ingenieros, definieron el diseño del nuevo motor. Los técnicos sabían que, desde el punto de vista energético, lo más eficiente era prescindir del flujo de aire carenado que circulaba por el interior del turbofán y colocar palas más grandes que actuaran como hélices, que hacían girar la turbina. Las palas moverían una cantidad de aire mucho mayor de la que podía circular por el interior del turbofán. Con este flujo de aire externo, no carenado (unducted fan, UDF), se podría alcanzar una relación de derivación (bypass ratio) efectiva del orden de 60 y el consumo de combustible, con respecto a los motores turbofán de la época, se reduciría en un 30-35%.

En septiembre de 1980 estalló la guerra entre Irán e Irak lo que llevó el precio del combustible de aviación a valores del orden de un dólar por galón, tres veces más de lo que costaba en 1978. La NASA decidió que era necesario acelerar el proyecto y en 1981 contrató con Hamilton Standard el desarrollo y validación con las correspondientes pruebas en vuelo del propfan.

La industria aeronáutica y la NASA se llevaron una gran sorpresa cuando General Electric anunció dos años después, en 1983, que llevaba trabajando en el desarrollo de un nuevo motor (GE36), del tipo propfan, desde hacía varios años. El anuncio hizo que los fabricantes de motores se movilizasen. Pratt&Whitney se asoció con Hamilton Standard y Allison para comercializar otro propfan, el 578-DX y el consorcio International Aero Engines (IAE) también hizo público el desarrollo de su prop-fan el V2500SF.

El revuelo que organizó el nuevo proyecto de Boeing, 7J7, que incorporaba la tecnología de propulsión propfan, contagió a sus competidores. Airbus decidió que su A340, en pleno desarrollo, también se equiparía con motores propfan e incluso, en cuanto estuviera disponible el motor V2500SF de IAE (cuyo diseño permitía que se instalase debajo de las alas y no en la parte trasera como los de sus competidores) el A320 se ofrecería con motores propfan. Varias aerolíneas europeas (Lufthansa, Alitalia, Sabena, Finnair y UTA) comprometieron adquisiciones del A340 con la novedosa motorización. McDonell Douglas decidió que sus nuevos modelos MD también se dotarían con motores del tipo propfan.

La fiebre del propfan alcanzó su punto más álgido el 20 de agosto de 1986, cuando General Electric efectuó las primeras pruebas de vuelo de su motor GE36 en un Boeing 727.

Pero, el entusiasmo inicial del propfan se topó con la visión realista y práctica muchos de los ejecutivos de las aerolíneas e incluso fabricantes de aeronaves y motores. La mayoría se mostraba muy reacia a reemplazar las flotas de reactores con aeronaves que se parecían demasiado a las antiguas, propulsadas con hélices. Les preocupaba la seguridad, el ruido, la fiabilidad y el coste de mantenimiento ¿Qué ocurría cuando esos motores se topaban con bandadas de pájaros o se rompía alguna de aquellas palas de fibra de carbono? El ruido y las vibraciones que generaban las hélices contra rotatorias bordeaban los límites de lo admisible ¿Qué efecto tendrían las vibraciones sobre la estructura de la aeronave a medio y largo plazo? Las reductoras mecánicas para disminuir la velocidad de rotación de las palas o las turbinas contra rotatorias ¿serían fiables? ¿Conseguiría el propfan mantener una velocidad de vuelo similar a la de las aeronaves actuales? Eran demasiadas las preguntas que se podían hacer los responsables de las aerolíneas para las que no existían respuestas verificables. Incluso, muchos ejecutivos de la propia Boeing estaban convencidos de que el desarrollo del 737/400 era una opción más barata y fiable para la compañía y sus clientes que el del 7J7 equipado con motores propfan. De hecho, del 7J7 se barajaron dos opciones, una con 150 plazas y otra de menor tamaño, lo que en ocasiones generaba cierta confusión en las aerolíneas. El interés de General Electric por el propfan también se enfrió porque aquel proyecto había surgido, entre otros motivos, para competir con el nuevo turbofán de IAE, V2500. Sin embargo, dicho motor, debido a una serie de problemas no tuvo la aceptación que GE anticipaba y su motor CFM50 continuaba vendiéndose con renovado éxito. El propfan GE36 se había convertido en el principal competidor de su propio motor. Además, a mediados de la década de 1980 los precios del combustible disminuyeron de forma considerable, en contra de todas las previsiones.

Todos estos factores hicieron que Boeing, muy a pesar de sus visionarios líderes, decidiera, en agosto de 1987, aplazar el lanzamiento del programa 7J7.

A diferencia de Boeing, McDonnel Douglas (MCD), en 1987, veía en el propfan una gran oportunidad. La compañía de Long Beach llevaba años perdiendo cuota de mercado con respecto a su competidor principal: Boeing. A finales de ese año montó un propfan de GE en un MD-80 con el que voló en la feria internacional de Farnborough en 1988 y llevó a cabo múltiples demostraciones a clientes. MCD alargó la agonía del propfan y en 1989 realizó algunos ensayos en vuelo con el motor del consorcio de Pratt&Whitney, cuando las aerolíneas ya le habían dado la espalda definitivamente a la revolucionaria idea.

Así fue la corta historia que protagonizó el propfan en la aviación comercial durante la década de 1980.

Desde entonces, para mejorar la eficiencia de los motores la industria prosiguió incrementando la relación de derivación (bypass ratio) de los turbofán. El motor CFM International LEAP que equipa el Boeing 737 MAX, en la actualidad, consume un 15% menos de combustible que el antiguo CFM56, con una relación de derivación que ha pasado de 6 a 12, aproximadamente. Sin embargo, conforme aumenta la relación de derivación, la superficie frontal del motor también lo hace, al igual que la resistencia al avance de la aeronave, pudiendo llegar al punto de anular la ventaja que aporta la mejora de eficiencia energética del motor. El turbofán ha alcanzado un nivel de eficiencia muy difícil de superar.

Y así llegamos hasta el año 2021, cuando CFM International (consorcio al 50% de GE y Safran) lanzó el Revolutionary Innovation for Sustainable Engines (RISE) technology development and demonstration program. El proyecto RISE involucra a unos dos mil ingenieros de CFM, varias industrias y universidades y se desarrolla con la ayuda y coordinación de agencias gubernamentales de Estados Unidos y Europa. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar un motor que reduzca en un 20% el consumo de combustible de los actuales. Los técnicos del proyecto han asumido, desde el principio, que la solución pasa por retomar el concepto de Open Fan, es decir, rediseñar el propfan con las capacidades de desarrollo y materiales de la actualidad.

El uso de super computadoras para estudiar, casi a nivel microscópico, la aerodinámica a través de las palas de fibra de carbono, ha permitido a RISE diseñar un esquema nuevo en el que una de las coronas de palas se mantiene fija, mientras la otra gira. Las palas hacen un uso óptimo de la energía del flujo de aire al tiempo que el ruido se mantiene dentro de unos niveles perfectamente admisibles. La optimización aerodinámica no será suficiente para conseguir la mejora de rendimiento que se pretende alcanzar por lo que el núcleo que contiene el compresor y cámara de combustión se han diseñado con materiales muy ligeros, capaces de soportar las altas temperaturas. La cámara de combustión acepta cualquier tipo o mezcla de combustible sostenible de aviación (SAF) o hidrógeno. La configuración del motor se adapta a las necesidades de propulsión en cada fase de vuelo, mediante una relación de derivación (bypass ratio) variable. También se ha diseñado para garantizar la compatibilidad del motor con los nuevos desarrollos eléctricos híbridos.

RISE ya ha superado la fase de validación del diseño, mediante pruebas en túneles de viento. A continuación, se están realizando pruebas de fiabilidad y duración. Está previsto que en 2026 se monte un prototipo en un A380 de Airbus para llevar a cabo un largo programa de pruebas. Hasta mediados de la próxima década no se prevé que el nuevo propfan entre en servicio.

Esta vez no habrá sorpresas, por lo que lo más probable es que el futuro nos depare una nueva época de aviones de hélice.

Santos Dumont : éxito y superstición

No 5 Passy 27-1800

Santos Dumont 8/8/1901

El brasileño Santos Dumont fue un personaje muy popular en París durante los primeros años del siglo XX. La gente se había acostumbrado a verlo sobrevolar el cielo de la ciudad con sus famosos dirigibles antes de que construyese el primer avión que voló en público en Europa.

Alberto Santos Dumont tenía fama de ser un hombre supersticioso: nunca llevaba consigo un billete de cincuenta francos porque odiaba ese número; entraba con en el pie derecho por delante en cualquier lugar; dormía junto a su sombrero de Panamá; en sus vuelos vestía siempre un pañuelo de mujer anudado al cuello y sentía pánico por el número ocho. El horror al número le sobrevino el 8 de agosto de 1901, el mismo día que también estrenaba su nuevo talismán: la medalla protectora de san Benedicto que le acababa de regalar la princesa Isabel.

Isabel, la hija del que fue último emperador de Brasil- Pedro II- vivía en París y seguía muy de cerca las aventuras de su compatriota Alberto Santos Dumont. El 1 de agosto de 1901 le haría llegar una medalla de san Benedicto con la piadosa intención de que lo amparase. Alberto encargó un brazalete para llevarla consigo y la incorporó a su colección particular de amuletos protectores.

El 8 de agosto de 1901 san Benedicto debía estar muy ocupado en otros menesteres. Alberto pretendía ganar el premio Deutsch de la Meurthe y despegó de las instalaciones del Aéro-Club en St Cloud para dar la vuelta a la torre Eiffel. A su regreso algo falló, porque el brasileño con su dirigible Número 5 se precipitó sobre el hotel Trocadéro y consiguió salvar la vida de milagro al aferrarse al alféizar de una ventana en la calle Passy. Los bomberos organizaron un salvamento espectacular mientras los viandantes contemplaban horrorizados el trance por el que tuvo que pasar su héroe. Cuando lo rescataron, algunas admiradoras se acercaron para besarlo apasionadamente. El propio Henri Deutsch de la Meurthe- acaudalado magnate del petróleo y mecenas del premio que llevaba su nombre- acudió, con lágrimas en los ojos, a la calle Passy.

Haciendo gala de su proverbial sangre fría, Alberto Santos Dumont superó el percance sin perder en ningún momento la compostura. El dirigible quedó completamente destrozado, pero en cuestión de días ya había encargado uno nuevo: el Número 6, con el que conseguiría su objetivo de ganar el premio Deutsch de la Meurthe. Sin embargo, a partir de entonces y durante toda su vida, Santos Dumont sentiría aversión por el número ocho.

Cinco años después del accidente en el Trocadero, Santos Dumont se convertiría en el primer hombre que voló con una máquina más pesada que el aire en Europa: su primer aeroplano, el 14 bis.

 

 

El viaje más largo de un eVTOL: de Munich a Palo Alto

Archer Midnight

En la actualidad, las eVTOL (aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical) protagonizan una de las mayores batallas empresariales y tecnológicas, a nivel global, que ha librado la aviación comercial en su corta historia. El objetivo de la revolución eVTOL consiste en la puesta en servicio de pequeñas aeronaves eléctricas, poco contaminantes, silenciosas, que no requieran grandes infraestructuras para operar (despegue y aterrizaje vertical) y de bajo coste, tanto de adquisición como operativo, para introducir el transporte aéreo en trayectos cortos. En un principio, está previsto que proporcionen servicios de aerotaxi.

Las dificultades para la implantación de los eVTOL no se limitan a cuestiones tecnológicas. Las autoridades aeronáuticas (FAA en Estados Unidos o EASA en Europa) se han visto obligadas a definir nuevos requisitos de aeronavegabilidad y operativos. Son estos últimos asuntos los que vienen retrasando el inicio de las operaciones comerciales de los eVTOL, que en la actualidad se prevé que no ocurrirá antes de 2027.

Desde hace más de diez años se han iniciado centenares de iniciativas en todo el mundo para desarrollar diferentes modelos de eVTOL en las que inversores privados han comprometido varias decenas de miles de millones de dólares. Ahora mismo, tres empresas (Joby, Archer y Beta Technologies) son las que mantienen posiciones de liderazgo en esta carrera y es previsible que sus aparatos empiecen a prestar servicios comerciales en un plazo inferior a dos años.

Los grandes fabricantes de aviones, Airbus y Boeing, han seguido el desarrollo de los eVTOL de cerca, pero no en primera línea. Boeing a través de su participación en Wisk y Airbus con el CityAirbus NextGen. Boeing apuesta por un sistema eVTOL completamente autónomo, lo que llevará más tiempo, y Airbus ha pausado recientemente las inversiones en su proyecto.

Da la impresión de que el repliegue de Airbus ha contaminado de pesimismo los eVTOL en el entorno europeo. Las consecuencias han sido nefastas para el futuro de la industria aeronáutica del viejo continente.

Una víctima importante ha sido la compañía alemana Lilium que cerró sus operaciones a finales del pasado año y no ha sido capaz de convencer a los accionistas de la viabilidad del proyecto. Diez años de trabajo y alrededor de 1500 millones de euros de inversión permitieron a Lilium generar un importante acervo de propiedad intelectual, refrendado con 300 patentes. Tras una disputa entre Joby y Archer, esta última adquirió las patentes de Lilium el pasado mes de octubre por 18 millones de euros. Con esta incorporación, el portfolio de Archer cuenta con unas 1000 patentes de ámbito mundial. Las de Lilium cubren áreas relacionadas con los sistemas de alta tensión, gestión de baterías, controles de vuelo, motores eléctricos y, sobre todo, geometría y diseño de propulsores carenados.

La configuración del eVTOL de Lilium difiere sustancialmente de la que han adoptado la mayoría de los que fueron sus competidores, entre ellos Archer y Joby. Lilium diseñó un eVTOL con 36 pequeños rotores carenados e integrados en las alas, mientras que los otros optaron por incorporar menos rotores (6-12) abiertos, más grandes. La configuración de la aeronave alemana resulta más eficiente que la de las norteamericanas en trayectos largos, a una velocidad relativamente alta y más carga de pago; sin embargo, es menos eficiente cuando la aeronave se mantiene en el aire en suspensión, sin velocidad. Para vuelos de aerotaxi (10-40 millas), mucha frecuencia, con 4 pasajeros y un piloto, probablemente el Midnight de Archer y el S4 de Joby resulten más competitivos que el Lilium, mientras que en trayectos más largos (60-150 millas) con 6 pasajeros y un piloto la aeronave alemana es más económica.

El objetivo comercial inmediato de la mayoría de los futuros proveedores de aeronaves eVTOL es ofrecer un producto capaz de apropiarse del mercado de transporte aéreo, que actualmente sirven helicópteros convencionales en distancias cortas. El paso siguiente incluiría una extensión en el segmento de la aviación regional, también en tramos de corto recorrido, con aparatos de mayor capacidad. La adquisición de la propiedad intelectual de Lilium, que acaba de hacer Archer, le permitirá explorar en un futuro próximo la viabilidad de construir aeronaves extraordinariamente novedosas para la aviación regional.

Es una buena noticia saber que el esfuerzo y el conocimiento no se pierden, a pesar de que las circunstancias se los hayan llevado al otro lado del Atlántico.

Wisk y pilotos | elsecretodelospajaros

Los 12 aeroplanos que cambiaron el transporte aéreo de pasajeros en el mundo (12) | elsecretodelospajaros

Bienvenido U-space | elsecretodelospajaros

Wisk, la revolución de los e-vtol y subirse al tren | elsecretodelospajaros