Elektra One, prototipo de avión eléctrico
Por Bill Read, traducido por Ignacio del Horno
Vuelo sin combustible – El Solar Impulse 2 aterrizó en Hawaii el 3 de Julio después de un vuelo desde Japón de 117 horas y una distancia de 7212 km.
Los recientes intentos de romper grandes records, como el vuelo alrededor del mundo del Solar Impulse 2 y el cruce del canal de la Mancha del Airbus E-Fan, han despertado el interés del público en el potencial de los aviones propulsados por electricidad. BILL READ observa como el avión eléctrico se mueve de su nicho tecnológico al vuelo del future más limpio y ecológico.
Los recientes logros tecnológicos en motores eléctricos, baterías de almacenamiento y aprovechamiento de energía solar han desplazado al avión eléctrico desde el dominio de los conceptos interesantes al de la tecnología práctica en el futuro. La mayor parte del trabajo pionero en este área se ha desarrollado en la industria de automoción que ha invertido mucho tiempo y dinero en la producción a gran escala de coches eléctricos – un movimiento favorecido con incentivos financieros por parte de varios gobiernos nacionales.
Coches, planeadores y UAVs
En 2010 el UAV QinetiQ (ahora Airbus DS) Zephyr a energía solar de alta cota y largo alcance (HALE) fijó el record del vuelo de un vehículo no tripulado más largo en 336 horas, 22 minutos and 8 segundos. (QinetiQ)
La industria aeroespacial ha sido más lenta a la hora de abrazar el concepto de la propulsion por electricidad pero ha habido algunos desarrollos reseñables en los vuelos de larga distancia y duración con UAVs usando baterías y energía solar. Mientras tanto, el desarrollo de aviones eléctricos ha sido realizado por pequeños fabricantes enfocados en producer planeadores asistidos eléctricamente que no nececesitan motores para despegar sino que pueden aprovecharse de pequeños motores eléctricos durante el vuelo. Durante los últimos 10 años, se han desarrolado cada vez más aviones pequeños con propulsion eléctrica, expandiendo cada uno de ellos el campo de lo posible usando esta tecnología.
El desarrollo del avión eléctrico ha alcanzado una nueva etapa con varias grandes compañías aeroespaciales y organizaciones de investigación invirtiendo grandes cantidades de dinero en desarrollar el concepto en diseños más grandes y mejores.
Cielos más ecológicos (verdes) a la vista
La NASA planea un demostrador X-plane totalmente eléctrico (NASA)
El advenimiento del avión eléctrico ha llegado en el momento justo, cuando el público comienza a preocuparse por los crecientes aumentos de precio de los carburantes, las reservas finitas de petróleo y el calentamiento global debido a las emisiones de CO2 y haciendo a la gente valorar en serio combustibles y fuentes de energía más ecológicos. Al menos en teoría, el avión eléctrico parecería un reemplazo ideal pra el avión de combustibles fósiles, con sus sugerentes credenciales verdes de emisiones y contaminantes cero y bajo nivel de ruido.
Sin embargo, mientras la electricidad podría parecer una Fuente de energía ideal para lograr cero emisiones, el método para generarla puede no serlo. Así, aunque un coche eléctrico no contamina las carreteras que usa, la central eléctrica que crea la electricidad para cargar las baterías puede crear más contaminantes y CO2 que un vehículo de combustibles fósiles convencional. Existen, por supuesto, modos ecológicos de generar electricidad, como los aerogeneradores, las presas hidroeléctricas y los paneles solares – pero hasta ahora, estas Fuentes no han sido capaces de generar suficiente electricidad para cubrir la demanda.
Solución de paneles solares
Pero es en el campo de las células solares donde los aviones eléctricos tienen ventaja. A diferencia de otros modos de transporte eléctrico, los aviones tienen una superficie lo suficientemente grande en alas y fuselaje como para instalar celulas fotovoltáicas que puedan recargar las baterías sin coste ambiental (aunque los ecologistas puedan incluir el perjuicio medioambiental producido por la extracción de los metales necesarios para la fabricación de las células y las baterías).
Las células solares tienen la ventaja de que pueden crear energía eléctrica en cualquier momento mientras haya luz solar – tanto en tierra como en el aire. Está también la ventaja de que su Fuente de energía es virtualmente inagotable. En teoría – un avión propulsado por energía solar podría volar eternamente – un punto ya probado por los vuelos de UAVS de larga duración. Los paneles solares pueden también ser usados para generar electricidad localmente donde se necesite. El fabricante de planeadores solares Pipistrel ha desarrollado el vehículo de transporte y almacenaje Solar Trailer que puede recargar un planeador eléctrico dentro o fuera del trailer. La compañía de motores estadounidense Bye Energy también ha buscado el potencial de generar electricidad para planeadores eléctricos en aeropuertos usando paneles solares colocados en el techo de un hangar o con aerogeneradores.
Rompe records eléctricos
Este año se han batido dos grandes records en vuelo usando aviones con propulsion eléctrica que han cautivado tanto al público como a los medios. El 9 de Marzo, el avión solar desarrollado en Suiza Solar Impulse 2 (Si2) despegó desde Abu Dhabi en un intento de dar la vuelta al mundo sin usar combustible. Volando alternativamente por los pilotos Bertrand Piccard y André Borschberg, el Si2 ha completado las primeras ocho etapas de su viaje, alcanzando Hawaii el 3 de Julio. Los vuelos no transcurrieron sin incidentes, ya que el avión se vio forzado a dar la vuelta tras dejar China y permanecer un mes en Japón tras abortar su primer intento de cruzar el Pacífico debido al mal tiempo. Durante el vuelo a Hawaii, el Si2 fijó un Nuevo record mundial para el más largo vuelo con propulsión solar en tiempo (117 horas, 52 minutos) y en distancia (7212 km; 4481 mi). Desgraciadamente, la circunnavegación del Si2 está actualmente postpuesta, ya que las baterías se dañaron irreparablemente debido a un sobrecalentamiento durante el vuelo sobre el Pacífico. El equipo Si2 ha anunciado que el resto del vuelo se postpone hasta Abril de 2016.
Los aviones eléctricos volvieron a las noticias a primeros de Julio, esta vez centrados en un vuelo mucho más corto. EL 10 de Julio el Grupo Airbus voló su demostrador de tecnología E-Fan (un avión que voló por primera vez en Marzo de 2014) desde Lydd en Kent a través del Canal de la Mancha hasta Calais. Pilotado por el piloto de pruebas Didier Esteyne, el E-Fan voló las 46 millas (74 km) a Calais en 36 minutos a una altura dde unos 3500 pies. Sin embargo, la reclamación de Airbus de ser los primeros en cruzar el canal en un avión eléctrico fue puesta en entredicho cuando se conoció que había habido un intento de cruzar el canal en un avión eléctrico el día anterior cuando el piloto francés Hugues Duval voló de Dover a Calais en un avión eléctrico Cri-Cri. Sin embargo, este último vuelo está en entredicho en algunos círculos ya que el avión fue remolcado al aire previamente a soltarlo.
Se iba a hacer incluso un intento mucho antes pore ñ fabricante de aviones esloveno Pipistrel el 7 de Julio pero fue abandonado cuando Siemens, que fabricó el motor eléctrico rechazó permitirlo volar sobre el agua.
Zumbido Eléctrico
La publicidad de estos acontecimientos (que hacen un amplio uso de las redes sociales) ha despertado reacciones positivas y entusiastas en el público – un cambio bienvenido a diferencia de otros sentimientos negativos creados por otras áreas de la industria del transporte aéreo, como las pobres experiencias de vuelo y la construcción de nuevas pistas de aterrizaje. En realidad, el interés y la excitación del público por el vuelo alrededor del mundo del Solar Impulse 2 es una reminiscencia similar los grandes raids de los pioneros de la aviación de los años 20, mientras que el vuelo del E-Fan nos retrotrae aún más hasta el histórico vuelo del primer cruce aéreo del Canal por Bleriot en Julio de 1909 – lleno de intentos rivales y controversia.
Dejando de lado la discusión sobre quien fue el primero, el hecho de que tantos competidores pensaran que valía la pena demuestra el crecimiento del vuelo eléctrico. Como resultado de estos impactantes vuelos, la gente no solo es consciente de la existencia de los aviones eléctricos sino que está deseosa de saber más acerca de su potencial. Una de las preguntas más frecuentes es cuánto tardarán en desarrollarse aviones eléctricos de pasajeros.
Mayor y mejor
Avión conceptual E-thrust (Airbus)
El trabajo para construir mayores aviones eléctricos ya ha comenzado. Tras haber invertido 14 millones de Libras en el demostrador E-Fan, Airbus planea ahora desarrollar el concepto en verdaderos diseños comerciales. La compañía anunció en 2014, como parte de su ‘E-Roadmap de aviación eléctrica, sus planes para producir un E-Fan 2.0 biplaza y un E-Fan 4.0 cuatriplaza para la aviación general y el mercado de entrenamiento que harán sus primeros vuelos en 2017 y 2019, respectivamente. Los dos diseños serán producidos por una nueva subsidiaria de Airbus llamada VoltAir, en el aeropuerto de Bordeaux Merignac en Francia. Tras esto, los planes de Airbus van aún más lejos con un avión de pasajeros regional de 80- 90 plazas en los próximos 20 años. Airbus está trabajando con Rolls Royce para propulsar aviones de esa clas, trabajando en la propulsión aeroespacial híbrida (DEAP) por la cual varios fans eléctricos son distribuidos en clusters a lo largo de la envergadura del ala.
Otros fabricantes y organizaciones están también buscando un desarrollo de un avión eléctrico. En los EEUU, la NASA, esta llevando a cabo proyectos de investigación, incluyendo el concepto de propulsar un avión por varios motores eléctricos en el marco de su proyecto LEAPTech. LaunchPoint Technologies ha concluido recientemente su investigación en nombre de la NASA de un Sistema de propulsión eléctrico híbrido para un avión de cuatro pasajeros VTOL mientras que Northrop Grumman ha recibido recientemente un contrato de la NASA para estudiar la propulsión solar eléctrica de alta potencia para tecnología de sistemas de vuelo en el espacio profundo y misiones de exploración humana. Boeing está también investigando para la NASA con el Proyecto Subsonic Ultra-Green Aircraft Research (SUGAR) que valora las posibilidades de un avión híbrido que pudiera usar motores convencionales en el despegue y eléctricos en crucero.
¿Qué vendrá después?
¿Y qué pasa con todo esto? ¿Es posible un avión eléctrico de pasajeros grande? La respuesta es: aún no, ya que hay todavía una serie de desafíos tecnológicos que superar. Todos los aviones eléctricos construidos hasta la fecha se han fabricado lo más ligeros posible para reducir la cantidad de potencia necesaria para ponerlos en el aire. Un avión de pasajeros eléctrico debería ser mucho más pesado y resistente y necesitaría mucha potencia solo para despegar. A pesar de su compromiso en desarrollarlo, Airbus ha admitido, que hoy por hoy la tecnología de baterías no ha alcanzado el punto en que el diseño pudiera ser viable, pero la compañía confía en la evolución de la tecnología que lo posibilite. Las baterías aún no son totalmente fiables en servicio – como el Si2 en tierra ha demostrado.
El siguiente problema a supercar es que una vez un avión eléctrico esté en vuelo necesitará una fuente de energía fiable para alcanzar su destino con seguridad. No parece probable que se pueda realizar solo con baterías, incluso en vuelos de corta distancia, así que el avión debería tener paneles solares en las alas para generar energía. Para generar suficiente energía con la tecnología actual las alas deberían ser enormes, obligando al aparato a tener una línea poco convencional o una envergadura de ala extra ancha que serían imposibles de manejar en los aeropuertos normales actuales. Esta también el problema de qué sucede cuando no hay Sol y los paneles no pueden generar más electricidad, o si los paneles se cubren de hielo o nieve. No es probable que un avión que no pueda garantizar su Fuente de potencia pueda ser certificado para transporter pasajeros civiles por una autoridad aérea. Incluso resolviendo estos problemas, el vuelo eléctrico no sería tan rápido y los pasajeros tendrían que acostumbrarse a tiempos de vuelo mucho mayores.
Una meta por la que merece la pena luchar
Sin embargo, aunque aún falta un camino muy largo los beneficios potenciales que ofrecen los aviones eléctricos merecen la pena el esfuerzo. No solo se está decidiendo el fuuro de la aviación sino el del medio ambiente global. Conscientes de ello, el equipo Solar Impulse no solo intentan dar la vuelta al mundo sino que tiene una agenda medioambiental adicional para favorecer el desarrollo de de tecnologías limpias para reducir las emisiones de gas carbónico. La campaña Futureisclean pretende hacer oir su voz en la próxima Conferencia sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas (COP21) programada para Diciembre en Paris.
Dado los meritorios progresos en este sector en los últimos 10 años, ¿Quién sabe lo que nos depara el futuro?