Es posible que muy pronto los aviones propulsados con hidrógeno desencadenen una revolución en los vuelos de corta distancia, ya que, según cálculos de un grupo de investigadores, los viajes comerciales “libres de combustible fósil” remontarán los cielos en unos pocos años.
A decir del equipo, la nueva generación de aviones podría volar trayectos de hasta 750 millas (poco más de 1,200 kilómetros) sin necesidad de repostar. Radicados en Suecia, los investigadores explicaron que su ambiciosa estrategia para viajes sostenibles podría cubrir las necesidades de hasta 97 por ciento del total de las rutas internórdicas en 2045.
Los científicos de la Universidad Tecnológica Chalmers, en Gotemburgo, Suecia, desarrollaron un mecanismo que almacena combustible de hidrógeno a temperaturas extremadamente bajas, pero sin afectar el calor del motor, y consideran que los primeros vuelos que utilicen este sistema podrían despegar incluso en 2028.
“Si todo resulta como esperamos, la comercialización de los vuelos con hidrógeno podría iniciar muy pronto. Calculamos que los primeros vuelos comerciales con este combustible despegarán de Suecia alrededor de 2028”, informó el comunicado del Dr. Tomas Grönstedt, profesor de turbomaquinaria en la división de Fluidodinámica del Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas de dicha universidad.
La adopción de un combustible de hidrógeno producido con bajas emisiones de carbono sería un paso inicial muy importante para reducir la huella de carbono de la industria aeronáutica. Consideremos que, entre 1990 y 2019, la cantidad de dióxido de carbono que generaron los viajes aéreos se duplicó de 0.5 mil millones a 1,000 millones de toneladas.
VUELOS CON COMBUSTIBLE MENOS CONTAMINANTE
El hidrógeno contiene más energía por libra que el queroseno, y conlleva el beneficio adicional de que el producto residual de su combustión es vapor de agua en vez de peligrosos contaminantes.
No obstante, gran parte del trabajo que Grönstedt y su equipo realizan en estos momentos está enfocado en los aspectos materiales requeridos para garantizar una transición eficaz.
A pesar del cambio de combustible, los fabricantes de aeronaves seguirán utilizando los motores de turbofán producidos hoy día, lo cual podría facilitar la migración a una energía más limpia y de menor precio.
Sin embargo, dicha migración supone otro costo: el desarrollo de nuevas tecnologías (como intercambiadores de calor avanzados) indispensables para incrementar la eficiencia del hidrógeno.
Los motores de turbofán convencionales operan con queroseno, el cual se almacena a temperatura ambiente y cuya combustión requiere de altas temperaturas. En tanto, el hidrógeno debe almacenarse en forma líquida y superenfriado (a unos -250 grados centígrados) para usarse en sistemas de combustible ligero.
Lo que ha desarrollado el equipo es un tipo de intercambiador completamente nuevo, con patente pendiente de GKN Aerospace, socio del proyecto. Esa tecnología aprovecha la baja temperatura de almacenamiento del hidrógeno para enfriar los componentes del motor y utiliza el calor residual de los gases de escape para precalentar el combustible antes de la combustión.
La mayor eficiencia de este intercambiador de calor mejorará la autonomía de vuelo de los aviones sostenibles.
AVIONES IMPULSADOS POR HIDRÓGENO DERIVADO DE ENERGÍAS RENOVABLES
“Cada grado de incremento de temperatura reduce el consumo de combustible y aumenta la autonomía. Hemos demostrado que un avión de corto y mediano alcance, equipado con el nuevo intercambiador de calor, puede reducir su consumo de combustible en casi 8 por ciento”, agregó el comunicado del Dr. Carlos Xisto, profesor asociado en la división de Fluidodinámica del Departamento de Mecánica y Ciencias Marítimas de la universidad, y coautor del artículo publicado en la revista Applied Thermal Engineering.
“Si tenemos en cuenta que el motor aeronáutico es una tecnología madura y bien establecida, [nuestro intercambiador de calor] ofrece resultados excelentes a partir de un solo componente de la máquina”, agregó Xisto.
Aun cuando la nueva tecnología tendrá que superar numerosos desafíos, el equipo dispone de una sólida base para seguir adelante: un presupuesto de 162 millones de coronas suecas (SEK; equivalentes a 15.5 millones de dólares estadounidenses).
Suecia es el país europeo con mayor eficiencia energética y uno de los principales consumidores mundiales de energía hidroeléctrica. El gobierno, las universidades y las sociedades empresariales trabajan en conjunto para impulsar grandes inversiones y nueva infraestructura en todo el país.
“Es probable que, a lo largo de varios años, tengamos que recurrir a una combinación de aeronaves que operen con hidrógeno y energía eléctrica, un combustible que daña mucho menos el medioambiente. Pese a ello, cada avión que utilice hidrógeno derivado de energías renovables reducirá las emisiones de dióxido de carbono”, concluyó el comunicado de Grönstedt.
