Silencioso y verde: los aviones de hidrógeno podrían ser el futuro de la aviación

Actualmente, la aviación es responsable del 3,6% de las emisiones de gases de efecto invernadero de la UE. Los aviones modernos usan queroseno como combustible, liberando dióxido de carbono dañino a la atmósfera. Pero, ¿y si hubiera otra manera?

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Una posible solución es utilizar un nuevo tipo de combustible en aviones que no producen emisiones nocivas: el hidrógeno. Considerado desde hace mucho tiempo como un combustible sostenible, el hidrógeno está ganando una gran atracción como una posibilidad real para la aviación, y ya se están realizando pruebas para demostrar su efectividad.

Los aviones que usan hidrógeno solo emitirían agua, y las pruebas iniciales sugieren que pueden ser tan rápidos como los aviones tradicionales, transportando a más de cien pasajeros por vuelo a lo largo de miles de kilómetros. Un informe reciente sobre el potencial de la aviación impulsada por hidrógeno expuso que tales aviones podrían entrar en el mercado tan pronto como en 2035.

Todavía hay desafíos importantes para que esto suceda. Pero si pueden superarse, el futuro de la aviación podría ser mucho más verde de lo que es hoy y ser un componente funcional de un mundo descarbonizado.

 

Hélices

Los aviones de hidrógeno serían similares estéticamente a los planos tradicionales, aunque con una longitud un poco más larga. Los aviones más pequeños probablemente usarían hélices, con celdas de combustible alimentadas con hidrógeno que proporcionan propulsión eléctrica para girar las hélices. Los aviones más grandes podrían quemar hidrógeno para impulsar motores a reacción.

El informe de aviación impulsado por hidrógeno, publicado el 22 de junio, aducía que el hidrógeno podría ser utilizado para 2035 para impulsar un avión comercial de pasajeros en un vuelo de hasta 3.000 kilómetros. Para 2040 o más allá, también debería ser posible un vuelo de alcance medio de hasta 7.000 kilómetros, dejando solo vuelos de largo alcance para la aviación tradicional.

"Para 2035 debería ser posible un avión de vuelo de corto alcance", comentó Bart Biebuyck, director ejecutivo de la Empresa Común Fuel Cells and Hydrogen, una asociación público-privada europea para acelerar la introducción en el mercado de estas tecnologías.‘Eso significa que en suelo europeo, se podrían conectar todas las grandes ciudades de Europa utilizando aviones propulsados por hidrógeno. Para 2050, el escenario ambicioso es que el 40% de la flota (de la aviación europea) estaría alimentada por hidrógeno".

Alcanzar estos objetivos dependerá de una serie de factores. En primer lugar, las tecnologías de almacenamiento de hidrógeno deben avanzar para transportar suficiente hidrógeno líquido en los aviones para estos viajes. Será necesario idear nuevas formas de transportar hidrógeno a los aeropuertos para que los aviones puedan repostar en las pistas. Y se requerirán rediseños de los interiores de los aviones para determinar cómo integrar todos los sistemas y tuberías necesarios para ejecutar aviones comerciales en hidrógeno.

"Con la integración, todavía no se ha hecho nada en un gran avión", dijo Biebuyck. ‘Esto será un gran desafío. Y aún necesitamos preparar muchos estándares, códigos y regulaciones. Por ejemplo, ¿cuál sería el requisito para las pruebas de tanques de hidrógeno para la aviación? Una gran parte de esta investigación aún no se ha hecho".

Sin embargo, se ha avanzado en el desarrollo de la tecnología subyacente de los planos de hidrógeno. En 2008, Boeing voló el primer avión con motor de hidrógeno del mundo desde un campo de aviación cerca de Madrid, un vehículo monoplaza que demostró que la tecnología era posible. Y en 2016, el primer avión de hidrógeno de cuatro plazas, construido en Alemania por la agencia alemana de investigación aeronáutica (DLR), la Universidad de Ulm y una compañía llamada H2FLY, despegó del aeropuerto de Stuttgart.

 

 

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DLR/CC BY-3.0

Cuatro componentes

Los aviones de hidrógeno esencialmente tienen cuatro componentes principales: un sistema de almacenamiento para almacenar de manera segura el hidrógeno líquido, las celdas de combustible para convertir el hidrógeno en electricidad, un dispositivo para controlar la potencia de las celdas y luego un motor para girar una hélice. Para hacer aviones comerciales completos, estas cuatro áreas deben desarrollarse lo suficiente.

En España, un proyecto llamado HEAVEN está trabajando para integrar estos componentes en un avión experimental. Está desarrollando un tren motriz para hacer girar las hélices a alta velocidad utilizando energía eléctrica, junto con sistemas de almacenamiento de hidrógeno líquido similares a los que se han utilizado en los automóviles.

"Este será el primer sistema de almacenamiento de hidrógeno líquido (para aviones), que se conectará con una celda de combustible y un motor eléctrico, y luego volará en una prueba de vuelo", aclaró Josef Kallo del DLR y miembro del equipo HEAVEN. ‘El almacenamiento de hidrógeno (hecho por la firma francesa Air Liquide) está construido y se terminará este año. El año que viene será tiempo de integración. Y luego, a finales de 2022, iremos en vuelo ".

El tren motriz desarrollado por el proyecto convierte el hidrógeno para girar la hélice. Es muy eficiente y silencioso, ya que produce la misma cantidad de ruido que un motor de combustión interna en un automóvil, lo que significa que los pasajeros deben tener un vuelo agradable y silencioso.

Para un avión de 45 plazas, un avión de hélice propulsado por hidrógeno será capaz de alcanzar velocidades de hasta 600 kilómetros por hora, en comparación con 850 kilómetros por hora para un Boeing 747, según recuerda Kallo. Si bien el enfoque en este momento está en las hélices, también se está trabajando para desarrollar turbinas impulsadas por hidrógeno, que son más eficientes a velocidades más altas. "Un paso (en paralelo) sería utilizar propulsión de tipo turbina, utilizando motores de alta velocidad, que son relativamente poco ruidosos", agregó el experto.

 

Aviación verde

Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno del mundo se produce mediante la reforma del metano a partir del gas natural, un combustible fósil, que produce dióxido de carbono. Sin embargo, se están realizando esfuerzos para desarrollar hidrógeno verde utilizando una corriente eléctrica de una fuente renovable para convertir el agua en oxígeno e hidrógeno y reducir las emisiones en su producción. Si eso es posible, junto con la ausencia de emisiones de los propios aviones, la aviación podría convertirse en una forma de viaje verdaderamente verde.

"Para el año 2050 necesitamos (convertirnos) en una sociedad neutral en carbono, y el sector de la aviación necesita contribuir", afirma Biebuyck. ‘Por supuesto, no solo la aviación tendrá que adaptarse. Todos necesitamos trabajar juntos. Pero no podemos vencer el cambio climático sin que la aviación se descarbonice ".

Europa parece tener un papel importante que desempeñar en este asunto, liderando el desarrollo de muchas tecnologías impulsadas por hidrógeno, incluidos los aviones de hidrógeno. "Europa está muy por delante", dice Kallo. ‘Hay algunos proyectos en los Estados Unidos y China. Pero no han mostrado el nivel de progreso que tenemos nosotros ".

Y bien podría ser que en las próximas décadas, nuestro vuelo de París a Madrid o Munich a Roma pudiera ser en una máquina voladora verde y limpia, una que no produzca emisiones y no tenga impacto en el cambio climático, un vistazo emocionante a nuestro futuro descarbonizado.

 

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