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Boeing con Pilas de Combustible, 'debrief' de la conferencia Imprimir E-mail
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Escrito por Jose Manuel G. (aka Gizmo)   
Sábado, 16 de Mayo de 2009 19:00

Sábado, 9 de la mañana y suena el despertador. No es precisamente lo que uno espera de un sábado... nos vamos al aire y ponemos rumbo a Cuatro Vientos, para encontrarnos en la puerta al señor Mario, a quién me iba a encontrar si no...

 

Entramos en el salón de actos y sorprende ver que somos nosotros los que hacemos bajar la edad media de los ocupantes del salón. Por lo que podemos oir son casi todo pilotos.

 Boeing, phantom works

La ponente es Dª Nieves La Peña Rey, Responsable del Departamento de Medio Ambiente, y la charla era organizada por la Asociación de Amigos dle Museo del Aire.

 

Pila de combustible

Para empezar hace un repaso de qué es una pila de hidrógeno. Realmente todas las pilas de combustible funcionan así, la diferencia es que aquí al no usarse un hidrocarburo no se produce CO2 como resultado de la reacción química. El principio de funcionamiento es relativamente simple. Hasta ahora estamos acostumbrados a obtener la energía de los combustibles en forma de calor, como en los motores de explosión. Pero existe otra posibilidad, y es obtener la energía en forma de electricidad, oxidando el combustible de otra forma. ¿Recordáis aquellos días cuando estudiábais física y os explicaban las reacciones red-ox? Pues es eso mismo. Combustible y comburente no arden, si no que separados por una membrana reaccionan para producir electricidad. Sé que es una explicación muy simplista, pero quien sepa de qué hablo no necesita más, y el que no sepa de qué hablo lo que necesita es un libro de COU donde se explique detalladamente, porque entrar en ello está más allá del alcance de este blog.

 

La célula

Se ha utilizado la célula de un motovelero autriaco Diamond. Antes de convertirse al modelo con el nuevo motor, se realizaron pruebas adaptando el peso al peso que tendría la aeronave durante la prueba, así como limitando la potencia a la que desarrollaría el motor eléctrico. Tras la adaptación de la célula, fue eliminada una de las plazas, quedando hueco para un solo tripulante, las líneas de combustible por un lateral y las líneas eléctricas por el contrario, el motor eléctrico instalado, así como una batería de litio que se utiliza para conseguir potencia extra en el momento del despegue, una batería normal para suministrar energía eléctrica a los sistemas críticos, y una hélice de velocidad constante con governor eléctrico.

 

Problemas que presenta la tecnología a emplear

Al trabajar con pilas de combustible y motores eléctricos se encuentran con varios problemas, uno es el peso. Es una tecnología que pesa mucho. O mejor dicho, la relación potencia suministrada-peso del motor más pila es demasiado bajo. Por otro lado encontrarse con que todo lo desarrollado es básicamente para aplicaciones terrestres, y en el aire contamos con algo que no suele ocurrir en tierra: el avión cabecea, alabea, vira... y su actitud varía mucho. A mi personalmente me recuerda al hacer este comentario sobre la bancada de ensayos del motor a aquéllos pájaros de la Segunda Guerra Mundial y anteriores cuyo motor se paraba con g's negativas. Y otro problema no menos importante es la existencia del hidrógeno. Os lo resumiré de forma muy gráfica: ¿recordáis el final del Hindenburg? Pues estaba lleno de hidrógeno. ¿Soluciones? Conseguir material certificado para aplicaciones donde se necesita que no se produzcanchispas, cuidar mucho el sistema para evitar fugas, separar conducciones eléctricas y de combustible... Todas las pruebas necesarias para verificar el funcionamiento y la seguridad han sido hechas en banco, no sobre la aeronave, aplicando a la salida del motor un freno hidráulico para simular la carga que introduciría la hélice y con bancadas móviles para probar el motor en distintos ángulos.

 

Conclusiones

Nieves ha concluido que, efectivamente, estos motores no podrían reemplazar a los grandes turbofanes empleados en aviación, pero sí podrían reemplazar los motores de pequeños aviones, motoveleros y ultraligeros, y de aviación deportiva, según se vayan perfeccionando y mejorando, así como su uso en aeronaves no tripuladas, tal vez junto con células eléctricas que ayudasen a recargar la pila. Otra posibilidad barajada era que se utilizara para generar electricidad a bordo de aviones, en sustitución del actual método que es generarla a partir de los motores del avión. Ahora si, tan solo sería útil en vuelos largos: ya hemos dicho que es un sistema que pesa mucho, pero genera agua, el peso de más del motor de pila de hidrógeno podría compensarse por tener menos necesidad de transportar agua, al ir generándose en vuelo a partir del oxígeno y del hidrógeno que mueven el motor.

 

Y a nosotros nos ha surgido una pregunta. Si tan crítico era en este demostrador tecnológico el peso (la Diamond a la que se reemplazo su motor de combustión interna por la pila de hidrógeno más motor eléctrico pesaba 100kg más que la original), ¿por qué no se ha prescindido del piloto? El piloto pongamos que pesa 85kg, si se elimina la tripulación el avión hubiera despegado con solo 15kg de sobrepeso. La pregunta es, en definitiva, ¿por qué no hacer con la Diamond un demostrador tecnológico de un UAV con motor de hidrógeno?

 

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