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.

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.

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Ciclocóptero ¿una nueva forma de volar?

En un tiempo récord de once meses, la empresa CycloTech ha diseñado, construido y realizado un simple vuelo de pruebas del BlackBird, una aeronave de despegue vertical del tipo ciclocóptero o ciclogiro. Los ciclocópteros utilizan rotores de eje horizontal cuyas palas varían el ángulo de ataque y son capaces de generar empuje en cualquier dirección perpendicular al eje de giro. Con seis rotores, el BlackBird puede despegar y aterrizar verticalmente o desplazarse en sentido horizontal, hacia adelante y atrás o lateralmente. El vuelo del BlackBird, del pasado mes de marzo, se limitó a un ascenso vertical pilotado, seguido de un aterrizaje en el mismo lugar donde realizó el despegue. La empresa austríaca considera que es el primer paso para la fabricación en serie de un nuevo y revolucionario aerotaxi eVTOL. Este tipo de aeronaves no se han utilizado nunca para el transporte aéreo de personas o mercancías, aunque el principio básico de su funcionamiento se conoce desde hace más de cien años.

La idea del ciclocóptero es muy antigua. Gabriel Babillot, registró una patente en el Reino Unido de un dispositivo ciclogiro o ciclocóptero, como propulsor, para aplicaciones marinas o aeronáuticas, con varias alas o palas giratorias cuyo ángulo de ataque se corregía mediante una excéntrica. De este modo se podía conseguir que las palas suministraran una fuerza cuya dirección, en el plano perpendicular al eje de giro del rotor, era ajustable 360 grados.

El concepto de Babillot trataron de llevarlo a la práctica un ruso, E.P. Sverchkov en 1909, con un rotor que hacía girar el piloto en una especie de bicicleta y en el Reino Unido, un profesor de la Escuela de Tecnología Municipal de Manchester, Joseph Clarkson en 1910, con un artefacto que bautizó con el nombre de Clarkson Aerocar. Ninguno de estos aparatos funcionó.

Jonathan Edward Cladwell, nacido en Canadá pero residente en Estados Unidos, patentó un ciclocóptero en 1927 y poco después diseñó un ornitóptero muy curioso que agitaba las alas con válvulas que se abrían cuando ascendían para cerrarse durante el descenso. Cladwell desconocía por completo cómo funcionan las alas de las aves. Patentó otros inventos, creó compañías de las que vendió acciones, tuvo problemas con la justicia y sus diseños nunca llegaron a buen término.

En San Francisco, en 1930, otro inventor, E.A. Schroeder construyó un prototipo de ciclocóptero con un rotor en el morro con el que pretendía sustituir las hélices tradicionales. El aparato tampoco tuvo éxito. Pocos años después, en Alemania, Adolf Rohrbach diseñó un ciclogiro, pero no hay ninguna evidencia de que llegara a construirlo.

En Estados Unidos, el profesor Frederick K. Kirsten de la Universidad de Washington, en 1934, diseñó una aeronave en la que los ciclogiros sustituían las alas y los planos de cola. Este aparato, del que se construyó un modelo a escala, estaba concebido para despegar verticalmente y luego iniciar el vuelo horizontal. El ilustre profesor se asoció con Boeing para crear una compañía en la que invirtieron 175000 dólares. El proyectó fracasó.

A lo largo del siglo XX los ciclocópteros para aplicaciones aeronáuticas no tuvieron éxito: los rotores eran muy pesados e inestables, difíciles de manejar sin un sistema de control automático y las prestaciones de estos aparatos parecían muy poco alentadoras. Sin embargo, sí se utilizaron como propulsores marinos, sobre todo en remolcadores.

A partir del año 2000, se empezaron a construir ciclocópteros de muy pequeño tamaño y peso reducido. La universidad de Maryland ha colaborado en varios programas del Army Research Laboratory (ARL), de Estados Unidos, para desarrollar pequeños ciclocópteros. En 2011 consiguieron el primer vuelo estable de un ciclocóptero y en 2015 montaron el más diminuto, hasta esa fecha, cuyo tamaño cabía en la palma de la mano. Estos modelos, cuyos rotores pueden alcanzar un peso de 2,5 gramos, funcionan en un régimen aerodinámico de flujo no estacionario muy peculiar. En estas condiciones resultan más silenciosos y manejables que UAV con hélices y alas convencionales, sobre todo con fuerte viento o ráfagas. De este renovado interés por los ciclocópteros pequeños, han surgido aplicaciones militares que actualmente emplea el Ejército estadounidense.

También con el siglo XXI renacieron ciclocópteros de mayor tamaño. Si estos aparatos superan a los UAV con hélices en cuanto a estabilidad y capacidad de maniobra cuando su peso de despegue es muy pequeño, conforme aumenta, su configuración plantea otros problemas. La empresa austriaca IA21 trabajó en el desarrollo del ciclocóptero D-Dalus, diseñado para transportar tres pasajeros con un piloto. IA21 dejó de operar y ahora es la compañía CycloTech la que ha tomado el relevo con su BlackBird.

Lo verdaderamente sorprendente de CycloTech ha sido la velocidad con que ha conseguido desarrollar y probar el prototipo. En seis meses disponía de la estructura, el sistema eléctrico lo diseñó y construyó en cuatro meses y medio, los rotores, el sistema de control de vuelo y la aviónica en seis y en diez integró todos los sistemas y componentes del BlackBird. El prototipo, de 340 kilogramos de peso de despegue se levantó del suelo, con un piloto, para efectuar una prueba cumpliendo con los requisitos de EASA.
El BlackBird, con seis ciclorotores puede desplazarse en cualquier dirección, lo que le confiere una movilidad única, superior a la de cualquier otro tipo de aeronave. CycloTech tiene previsto llevar a cabo, después del primer ensayo, una serie de pruebas para definir la envolvente real de vuelo de este novedoso aparato. Son muchas las dificultades a las que se enfrenta con este proyecto, pero si logra mantener la velocidad con que ha ejecutado la primera fase, el futuro de los ciclocópteros podría deparar una gran sorpresa a la industria de aeronaves eVTOL.

Las maravillas aeroespaciales del presidente

USAF

La irrupción de Donald Trump en el panorama político ha organizado un ligero seísmo en casi todos los ámbitos de la actividad mundial a nivel político y económico. Con su talante provocativo, descarado y sorpresivo ha tomado varias decisiones que afectan directamente al sector aeroespacial de su país y más allá de sus fronteras.

Una importante decisión del señor Trump ha sido la adjudicación del contrato para la fabricación del modernísimo avión de combate de sexta generación F-47 a Boeing. Trump es el 47 presidente de los Estados Unidos, después de haber sido el 45, y semejante aeronave debía inmortalizar su apellido con el número del gran preboste. Biden no se atrevió a cerrar el contrato de veinte mil millones de dólares para fabricar el avión que se gestó con el proyecto Next Generation Air Domination (NGAD). El avión llevaba ya cinco años volando en secreto. Trump se aprestó a hacerlo poco después de que en China se publicaran fotos del J-36, otra aeronave de guerra perteneciente a esa sexta generación, cuyas prestaciones avanzadas y secretas todos imaginamos, pero nadie conoce. Trump, en su presentación pública, insistió en que la máquina estadounidense supera con creces las capacidades de cualquier aeronave que jamás se haya fabricado o se vaya a construir en el futuro próximo.

Los veinte mil millones de dólares del programa F-47 representan una buena noticia para la industria aeronáutica de Defensa estadounidense, pero Trump viene con otras. En Canadá han surgido numerosas voces para replantearse la adquisición de 88 aviones F-35 de Lockheed Martin, por un importe de catorce mil millones de dólares. En Alemania los sindicatos protestan ante el Gobierno federal por el plan de sustituir 35 aeronaves Panavia-Tornado, por aparatos F-35, homologados por la OTAN. En Portugal, el ministro de Defensa, Nuno Melo, cuestionaba la conveniencia de adquirir una flota de F-35 para sustituir sus 27 aviones F-16, dada la posibilidad de que el aliado americano se plantee restringir el suministro de repuestos, actualizaciones o equipos auxiliares, para condicionar el uso.

En el ámbito espacial fue Trump quien durante su anterior legislatura lanzó el programa Artemis, de la NASA, para llevar de nuevo astronautas a la Luna con el anuncio explícito de que iría una mujer y alguna persona de color. El reciente decreto de Trump sobre diversidad, igualdad e inclusión, ha obligado a la NASA a retirar de su web semejante compromiso. Del programa Artemis, el siguiente viaje al especio programado es el Artemis 2, en el que los astronautas orbitarán alrededor de la Luna, probablemente en 2026, pero no descenderán a la superficie. Christina Koch, mujer blanca y el astronauta de color Victor Glover ya han sido designados para esta misión y eso, presumiblemente, no va a cambiar. Artemis 3, en 2027, se supone que llevará los astronautas a la superficie lunar, pero la NASA aún no ha nominado a los tripulantes que volverán a pisar la Luna. Ahora, el presidente le ha creado un problema a su agencia espacial. La primera mujer en la Luna es una noticia de tal envergadura, que no creo que ni la NASA ni Trump se atrevan a censurarla. Veremos que ocurre con la persona de color, aunque hay alguna astronauta en la nómina de la agencia que les ayudaría a resolver la cuestión.

Las aerolíneas comerciales, a nivel global, se han comprometido a que en el año 2050 sus operaciones no contaminarán con dióxido de carbono la atmósfera y hasta entonces se llevará a cabo una disminución progresiva de las emisiones. El cumplimiento de este objetivo exige el incremento del uso de los biocombustibles (SAF), año tras año, mezclados con el queroseno convencional. En Europa, la cifra que se ha establecido para el año 2025 es de un modesto 2% de biocombustible. El mundo entero conoce las múltiples declaraciones de Donald Trump en relación con el cambio climático, así que en Estados Unidos todas las aerolíneas están pendientes de la redacción que haga la administración del nuevo presidente en lo concerniente a este asunto. El problema con los biocombustibles es que no se están produciendo en la cantidad suficiente para cumplir con el objetivo establecido por la propia aviación comercial. No se han llevado a cabo las inversiones necesarias, quizá por falta de una legislación previsora. Seguro que los plazos se retrasarán, haga lo que haga la administración Trump, pero para muchos será un alivio echarle la culpa al norteamericano

Y, por último, esa particular facilidad que tiene Donald Trump para hacer amigos, lo ha llevado a colocar al frente de su nuevo Departamento de Eficiencia Gubernamental al señor Musk, un adinerado ciudadano, quien hace poco más de un mes la emprendió con la Federal Aviation Administration (FAA) para poner en la calle a 132 de sus empleados. Eran especialistas en información aeronáutica, seguridad y protección del medio ambiente. Al igual que ha ocurrido con otros muchos despidos propiciados por el mismo Departamento, un juez ha decretado nula la actuación y todos los trabajadores han sido readmitidos.

Promete ser un mandato en el que veremos maravillas.

Alas volantes, otra vez

No será fácil romper el duopolio que ostentan Airbus y Boeing en la fabricación de aeronaves comerciales, pero hay dos empresas en California que lo van a intentar: Natilus en San Diego y JetZero en Long Beach. Para llevar a cabo sus planes pretenden introducir cambios radicales que suponen un nuevo paradigma en la forma de los fuselajes de las aeronaves. Algo que los poderosos dueños del mercado jamás harían, salvo en una situación de absoluta necesidad.
Durante los próximos veinte años las aerolíneas demandarán unos 40 000 aviones de fuselaje estrecho. Es una cifra considerable, capaz de saturar la capacidad productiva de los dos grandes fabricantes. Además, la industria se ha comprometido a reducir las emisiones de dióxido de carbono de forma progresiva hasta eliminarlas por completo en el año 2050.
Tanto Natilus como JetZero proponen nuevos diseños de aeronaves para el transporte comercial de pasajeros, con alas volantes, que disminuirían el consumo de combustible en un 50%. Una significativa reducción de gastos en una partida que supone del orden de un 25% del coste operativo de las aerolíneas.
Las alas volantes no son algo nuevo, se han empleado desde hace muchos años en la aviación militar. El fuselaje del avión deja de ser un tubo con alas y cola para adquirir una forma triangular, más ancha y gruesa, caracterizada por la ausencia de cola. Quizá el avión más emblemático de ala volante es el bombardero invisible B-2 de Northrop que lo ha utilizado la Fuerza Aérea de Estados Unidos durante más de 30 años y en la actualidad lo reemplazará el B-21. Del B-2 no se tiene excesiva información, salvo que su costo de desarrollo ascendió a unos 44000 millones de dólares, que se produjeron 21 unidades y que su operación requiere de tripulaciones altamente especializadas. Son aeronaves cuya forma, de ala volante, hace que a los radares les resulte muy difícil su detección. Es la principal ventaja que ofrece esta configuración para la aviación militar, junto con la eficiencia energética que permite un mayor alcance.
Las alas volantes se caracterizan por su gran eficiencia aerodinámica y bajo nivel de contaminación acústica, pero también por la dificultad que tienen en mantener el equilibrio longitudinal, la ausencia de ventanillas próximas a la mayoría de los asientos para configuraciones de transporte de pasajeros y los problemas de seguridad que plantean cuando se pretende realizar una evacuación rápida de la aeronave. Además, según se diseñe el fuselaje, las alas volantes plantearían dificultades de compatibilidad con el equipamiento aeroportuario convencional. Otro problema inherente a las alas volantes es que mientras un fuselaje de tubo, con alas, se alarga o acorta facilmente—lo que permite fabricar aeronaves, pertenecientes a una misma familia, pero con distinta capacidad— el ala volante carece de esta flexibilidad.
A pesar de todos estos inconvenientes, dos empresas californianas, a principios de la presente década, se han lanzado a desarrollar alas volantes para la aviación comercial, porque la menor resistencia que ofrece este diseño, permite reducir de forma significativa el consumo de combustible. El Horizon de Natilus y el Pathfinder de JetZero equiparán, en un principio, dos turbofán convencionales en la parte trasera, aunque JetZero prevé la introducción de motores de hidrógeno a medio plazo. Los dos fabricantes han construido ya demostradores y se plantean iniciar las operaciones en el año 2030.
JetZero cuenta con un pedido de Alaskan Airlines y recientemente ha firmado un acuerdo con la aerolínea Delta para colaborar en el diseño de los interiores de la aeronave. La compañía dispone de una ayuda de la Fuerza Aérea de Estados Unidos y tiene acuerdos con Northrop Grumman para el desarrollo de un prototipo.
El Horizon de Natilus es un poco más pequeño que el Pathfinder de JetZero, con capacidad para unos 200 pasajeros en vez de 250. El fabricante de San Diego ha firmado un acuerdo con la empresa de leasing Monte para desarrollar una versión de ala volante para el transporte de carga. Esta aeronave, Kona, está especialmente diseñada para operar como carguero en distancias inferiores a unas 900 millas náuticas.
Mientras que Airbus trabaja también en el desarrollo de un ala volante sin muchas prisas, motorizada con dos turbofán de hidrógeno, dentro de la línea conceptual de aeronaves de cero emisiones (ZERO e), aunque con un tamaño de aeronave inferior al Pathfinder, no parece que Boeing se muestre especialmente interesada en seguir los pasos de sus rivales. Boeing construyó un modelo a escala del prototipo de ala volante X-48 B para la NASA, que voló por primera vez en 2007, pero el programa no ha tenido un gran desarrollo. Tampoco parece que la empresa china COMAC, que también construyó un ala volante en la primera década de este siglo, el Ling bird B, manifieste demasiado interés por esta tecnología. Dream Studio, que es el centro de desarrollo tecnológico de COMAC, ha relegado los trabajos de investigación de las alas volantes a un segundo plano.
En la década de 1990 se lanzaron dos proyectos significativos de alas volantes para el transporte comercial de pasajeros: el BWB-450 de McDonnel Douglas y el TU-404 de Tupolev. Entonces se creía que estas aeronaves deberían ser de gran tamaño, con capacidad para transportar de 300 a 1000 pasajeros, para que su construcción resultara rentable. El plan inicial contemplaba que los aviones empezarían a volar a partir del año 2000. Por todas las dificultades asociadas a esta configuración, que ya expuse anteriormente, estos proyectos se malograron.
En la actualidad, las dos iniciativas californianas se han marcado como objetivo un segmento del transporte aéreo que emplea aeronaves de tamaño más reducido, alrededor de 200 plazas, con el objeto de paliar las dificultades de organizar el pasaje en el interior de la cabina, así como facilitar la evacuación en situaciones de emergencia y favorecer la compatibilidad con las infraestructuras aeroportuarias existentes. Si los objetivos de reducción de consumo de combustible se cumplen, las nuevas aeronaves llegarán en un momento en el que los transportistas aéreos se encuentren con la apremiante necesidad de utilizar biocombustibles, caros, para cumplir con los objetivos de reducción de emisiones y muy endeudados, a raíz de la crisis del Covid. Una reducción de dos dígitos en los costes operativos de las aerolíneas podría convertir en realidad el sueño de Alphonse Pégaud y Paul Gauchot, precursores de las alas volantes, que se remonta al siglo XIX.

Wisk y pilotos

En su informe de mercado anual, Boeing anticipa que la aviación comercial necesitará 649000 pilotos nuevos para cubrir sus necesidades durante los próximos veinte años, en los que la industria aeronáutica mundial producirá 42595 aviones para las aerolíneas. Es una cifra muy elevada de profesionales y las actuales infraestructuras de formación tendrán serías dificultades para capacitarlos, por lo que la escasez de aviadores será uno de los factores que limitará el crecimiento de la industria en el futuro inmediato. Esto es algo que ya está ocurriendo.

Casi todos los expertos coinciden en que la plena recuperación del transporte aéreo, después del COVID 19, a nivel global, se hará notar con fuerza a partir de este año, salvo inesperadas sorpresas tan frecuentes en este negocio. La falta de pilotos penalizará sobre todo a la aviación regional y al transporte de carga y las aerolíneas tratarán de favorecer el uso de aeronaves de mayor capacidad, una cuestión que Boeing ha tenido muy en cuenta a la hora de estimar el reparto de aviones entre los de fuselaje ancho y estrecho.

Al margen de la aviación comercial, durante los próximos veinte años el mundo aeronáutico espera que se producirá la eclosión de una nueva modalidad de transporte aéreo: la movilidad aérea urbana (UAM) o simplemente la movilidad aérea avanzada (AAM). Se trata de aviones eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL), poco alcance y con capacidad para transportar alrededor de cuatro personas. Ahora mismo, hay centenares de empresas en el mundo trabajando en desarrollos de este tipo de aviones de los que se espera que las autoridades aeronáuticas empiecen a certificar algunos prototipos en cuestión de meses. Casi todos los especialistas ven en los eVTOL un medio de transporte especialmente útil en las grandes ciudades, donde los automóviles saturan las vías terrestres y estas infraestructuras están próximas a alcanzar su máximo desarrollo.

La certificación de los eVTOL, aeronaves tan novedosas en muchos aspectos, es una tarea compleja y tanto las autoridades como los desarrolladores comprenden que un fallo de seguridad tendría unas consecuencias desastrosas para el futuro de la nueva industria. Hasta ahora, los aviones comerciales de cualquier tipo navegan bajo la responsabilidad y supervisión de un piloto, auxiliado por un sistema de control de tráfico aéreo en tierra, con independencia de la tecnología más avanzada con que se equipe la aeronave y el sistema de control. Con estos antecedentes, no es difícil comprender que el camino que facilita la certificación de los primeros eVTOL pasa por introducir un piloto profesional a bordo. Y eso es lo que están haciendo la mayoría de los desarrolladores. Pero, si tenemos en cuenta la escasez de aviadores que se avecina y el coste que para el servicio de transporte aéreo de una aeronave con muy pocos pasajeros supone el piloto, cabe cuestionarse si la movilidad aérea urbana (UAM) tiene realmente futuro.

La solución al problema de escasez de pilotos para la UAM consiste en certificar aviones tipo eVTOL que no requieran llevar a bordo un piloto, sino que un profesional pueda supervisar varios vuelos de estas aeronaves desde tierra. Eso lo saben todos los desarrolladores de aparatos eVTOL, pero muy pocos se atreven a plantear la cuestión en esos términos: el proceso de certificación se alargaría mucho, lo que incrementa el coste del desarrollo quizá hasta un punto en el que la posibilidad de conseguir financiación para el proyecto se desvanezca.

La empresa californiana Wisk Aero ha optado por la estrategia de hacer que su eVTOL, capaz de transportar a cuatro pasajeros a 222 kilómetros por hora una distancia de 160 kilómetros, funcione con un supervisor en tierra con capacidad para realizar un número bastante limitado de actuaciones sobre el avión. La aeronave despega verticalmente como un helicóptero, las hélices cambian el plano de giro y navega con la ayuda de un ala como un aeroplano y vuelve a transformarse en helicóptero para aterrizar. El avión inicia el vuelo con un plan muy detallado del trayecto que va a realizar y está diseñado para proteger a sus ocupantes frente a cualquier eventualidad, entre las que se incluyen posibles ciberataques. El prototipo ya ha efectuado miles de despegues, transiciones al vuelo horizontal y aterrizajes, de forma automática. Sus desarrolladores estiman que este aparato empezará a prestar servicios comerciales durante los juegos olímpicos de verano en Los Angeles, en el año 2028. Hasta entonces es muy probable que otros eVTOL ya operen, aunque la mayoría, con pilotos a bordo. Wisk Aero cuenta con un sólido respaldo financiero ya que Boeing adquirió la totalidad de sus acciones el año pasado.

Quizá los 649000 pilotos nuevos que apunta Boeing como imprescindibles para atender las necesidades de la aviación comercial durante los próximos veinte años sean pocos, si tenemos en cuenta los verdaderos requerimientos de la aviación regional, el transporte de carga y el advenimiento de la UAM o AAM. Pero quizá, el modo de gestionar el vuelo de las aeronaves comerciales evolucione y los eVTOL aporten nuevas soluciones relacionadas con el pilotaje y el control del tráfico aéreo, de las que la aviación convencional sepa beneficiarse.

La gestión de la movilidad aérea urbana, con decenas o centenares de pequeñas aeronaves transitando en un espacio reducido, exige un cambio de paradigma tanto en la forma de pilotar esos aparatos como en el sistema que gestiona su tráfico. Desde los orígenes de la aviación, la navegación aérea se realiza mediante la delegación de responsabilidades en el binomio piloto-controlador, que se han visto auxiliados con apoyos tecnológicos crecientes para facilitar su labor, pero con limitaciones propias inherentes a su condición humana. El resultado es la historia de un éxito que ha alcanzado cotas de seguridad difícilmente superables. Pero este modelo no es transportable a la densidad y características del tráfico aéreo previsible en un entorno UAM para el que las autoridades aeronáuticas ya aceptan la existencia de otra clase de espacio aéreo, con nuevos servicios de control y pilotaje.

Hace ya más de veinte años que Boeing irrumpió en el mundo de la gestión del tráfico aéreo con la intención de revolucionar los sistemas de control, a los que se les responsabilizaba de generar retrasos y entorpecer el crecimiento de la aviación comercial. El proyecto fracasó, en gran medida por la actitud conservadora de los responsables de la propia Boeing de los sistemas de apoyo a la navegación aérea de a bordo, la crisis del transporte aéreo que desencadenaron los ataques terroristas en Estados Unidos, el inmovilismo de las autoridades y agencias gubernamentales, últimos responsables del control del tráfico aéreo en todo el mundo y la ausencia de un planteamiento estratégico coherente para llevar a cabo la iniciativa por parte de Boeing. Hoy, la movilidad aérea urbana abre las puertas para que muchas ideas antiguas, que jamás pudieron introducirse en el mundo de la aviación tradicional, resuelvan los problemas que plantea el tráfico de estas pequeñas aeronaves. Después, los mismos conceptos se incorporarán a la aviación comercial convencional y aunque el mundo disponga tan sólo de 649000 nuevos pilotos, estoy seguro de que serán suficientes para manejar bastantes más de las 42595 nuevas aeronaves previstas por Boeing.

Los primeros serán los híbridos

El proceso de certificación de un avión eléctrico es bastante más laborioso de lo que la mayoría de los emprendedores embarcados en este tipo de desarrollos podía imaginar. EASA (European Union Aviation Safety Agency) o la FAA (Federal Aviation Administration), son los organismos europeo y estadounidense, respectivamente, responsables de expedir el correspondiente documento que autoriza al avión a volar de forma regular. En estos casos se encuentran ante un auténtico vacío de experiencia, lo que obliga a los solicitantes a llevar a cabo numerosos estudios y pruebas para demostrar la seguridad con la que operarán sus aeronaves. Son procesos cuya duración puede extenderse no menos de cuatro o cinco años, desde el momento en el que el aspirante cuenta con un prototipo listo para volar.

El primer avión eléctrico certificado por EASA, en el año 2020, fue el Velis-Electro, un pequeño biplaza de entrenamiento de la empresa eslovena Pipistrel, fundada por Ivo Boscarol en 1989. En la actualidad ya se han producido más de cien unidades de este modelo y es, sin ninguna duda, el precursor de la aviación eléctrica a nivel global. Boscarol, un entusiasta del vuelo a vela, empezó a fabricar planeadores equipados con pequeños motores eléctricos en la década de 1990 cuando en su país, entonces parte de la antigua Yugoslavia, no estaba permitido el vuelo a pilotos privados. Con la ayuda de ingenieros como Tine Tomazic, Pipistrel logró montar prototipos de aviones que ganaron retos de vuelo ecológicos organizados por la NASA, como el Taurus G-4. Y después de un largo proceso de análisis y discusión con todas las partes interesadas logró certificar el Velis-Electro. Este aeroplano, con una velocidad de crucero de 100 kilómetros por hora, es un magnífico entrenador, pero tiene unas prestaciones muy limitadas para proporcionar servicios comerciales de transporte aéreo. La firma estadounidense Textron, consciente del valor tecnológico del pequeño fabricante, adquirió Pipistrel en marzo de 2022.

Los aeroplanos eléctricos que utilizan exclusivamente baterías, incluso de pequeño tamaño, debido a la escasa densidad energética de los actuales acumuladores, plantean serias dificultades a la hora de prestar servicios en rutas comerciales. Con la exigencia de disponer de energía para realizar esperas en el aeropuerto de destino, de no menos de treinta minutos, el alcance máximo de estas aeronaves se reduce drásticamente. Eviation anunció hace años que su avión eléctrico Alice serviría rutas de unos mil kilómetros; en la actualidad parece improbable que sea capaz de operar entre poblaciones que disten más de 400 kilómetros y la fecha de su certificación sigue aplazándose.

Los aeroplanos eléctricos, alimentados por pilas de combustible de hidrógeno podrían alargar el alcance de los que llevan exclusivamente baterías, sobre todo si se utiliza hidrógeno líquido, criogénico, en vez de gas a presión. Esta es la línea de desarrollo adoptada por la empresa alemana H2FLY con su demostrador HY4. Pero este tipo de aeronaves, cuya certificación no se espera hasta finales de la presente década, permitiría incrementar el alcance máximo de los aviones hasta los 500 o 600 kilómetros, pero difícilmente los superará, al menos con la tecnología actual.

Para muchos, el camino práctico más viable a corto y medio plazo para la electrificación del transporte aéreo pasa por los aviones híbridos. Una línea de actuación que siguen la empresa norteamericana Ampaire y la europea VoltAero. La primera pretende desarrollar una planta de potencia híbrida, con motor eléctrico y motor térmico, para el Cessna Caravan. La segunda quiere hacerlo con aeronaves especialmente diseñadas para volar con sus plantas de potencia. Los híbridos eléctricos mejoran el consumo, con respecto a los aeroplanos exclusivamente térmicos, porque se equipan con motores térmicos que solo aportan la potencia necesaria durante el vuelo de crucero, despegan con la ayuda de un motor eléctrico y batería y el conjunto total pesa menos que si se configurasen con un motor térmico de mayor potencia, lo cual se traduce en menor consumo durante el vuelo completo.

VoltAero es una empresa que fundó Jean Botti, después de trabajar en EADS como director de tecnología y que durante los últimos años ha desarrollado una planta de potencia híbrida con la que ya ha efectuado numerosas pruebas de vuelo, desde 2020, en un prototipo denominado Cassio 1. La compañía pretende desarrollar una familia de aeronaves equipadas con plantas de potencia híbridas. La más pequeña se montará en un avión, Cassio 330, con capacidad para transportar 5 personas, con una hélice de empuje en la parte posterior del fuselaje, donde se ubicará la planta de potencia que contará con un motor térmico (165 kw), otro eléctrico (180 kw) y una batería con 41,5 kwh de capacidad.  El avión, con 1930 kg de peso máximo de despegue y una carga de pago de 630 kg, tendrá una velocidad máxima de crucero de 333 km/h y un alcance de 1300 kilómetros. Se espera que la certificación en Europa de este avión se complete en la segunda mitad de 2024.

Muchos expertos dudan de que los aeroplanos eléctricos con baterías lleguen a constituir nunca una opción válida para el transporte aéreo de pasajeros y carga —salvo los eVTOL, de despegue y aterrizaje vertical—, los que obtienen la energía de pilas de combustible alimentadas con hidrógeno líquido podrían ser una opción a finales de la presente década, en distancias cortas, y quizá el camino más práctico para la reducción de emisiones con aviones eléctricos lo marquen los híbridos.

El último Boeing-747

El último Boeing-747 abandona la factoría de Everett en Seattle. Con esta aeronave, Boeing pone punto final a uno de los modelos de avión más emblemáticos de la historia del transporte aéreo. El aparato se entregará a la compañía carguera Atlas Air, a principios de 2023.

Durante cincuenta y seis años Boeing ha fabricado el 747, los últimos en versión carguera, aunque aún quedan diecisiete unidades operativas de pasaje. La crisis del coronavirus aceleró el final de los grandes aviones de cuatro motores, pero los 747 cargueros continuarán prestando servicios durante muchos años.