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El primer avión propulsado con hidrógeno logra volar 20 minutos

Boeing mantiene a mil metros de altitud un biplaza que no contamina

¿Cómo conseguir meter en un pequeño avión todo un sistema de pila de combustible de hidrógeno con la suficiente potencia para volar? Este era uno de los mayores retos que tuvo que superar el equipo de ingenieros del Centro Europeo de Investigación y Tecnología (BR&TE) de Boeing en Madrid para que su aeroplano de hélice biplaza se convirtiera en el primer aparato tripulado de la historia en mantenerse en el aire con este tipo de propulsión que no genera emisiones contaminantes. Un proyecto de cinco años para un vuelo de 20 minutos en los que esta avioneta no bajó de los 1.000 metros de altitud, dando vueltas sobre un aeródromo de Ocaña (Toledo).

Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que transforma el hidrógeno en electricidad sin generar emisiones. Esta tecnología está ya más que demostrada en coches. Pero, como detalla José Enrique Román, director de Programas e Ingeniería del BR&TE, en un avión las exigencias eran muy distintas: “Aquí la relación peso/potencia y el espacio resultaban mucho más importantes“. La avioneta escogida fue un motovelero Dimona de 16,3 metros de envergadura fabricada por la compañía austriaca Diamond Aircraft Industries. Antes de los cambios, el aparato con el piloto dentro pesaba 770 kilos. Tras las modificaciones, el peso había subido a 870 kilos y no quedaba un hueco sin aprovechar. Como explica sobre el propio avión Nieves Lapeña, la directora del proyecto, el motor de combustión interna fue extraído y en su lugar se colocó una pila de combustible de Membrana de Intercambio Protónico, desarrollada por la compañía británica Intelligent Energy.

Además, se instaló tras el asiento del piloto una batería de ión de litio para conseguir potencia suplementaria para despegar y para ascender hasta la altitud deseada. Ambos sistemas proporcionaban energía a un motor eléctrico acoplado a la hélice y juntos sumaban una potencia de 40 kilovatios. También dentro de la cabina, los ingenieros pusieron tras el asiento del piloto un depósito de un kilo de hidrógeno a 350 atmósferas. Además, ocuparon el segundo asiento de este avión biplaza con la caja de gestión y distribución de potencia. Esto, junto a otras pequeñas modificaciones y diferentes conexiones y tubos colocados de un lado a otro de la cabina, dejaban el aeroplano listo para la gran prueba. “Uno de los retos era meter estos componentes sin aumentar mucho el peso, pero trabajar con hidrógeno requiere también unas condiciones de seguridad“, detalla Lapeña, que indica cómo había que evitar las fugas y usar equipos electrónicos que no produjeran chispas.

El primer vuelo se realizó el 7 de febrero de este año, aunque no se desconectó en ningún momento la batería de ión de litio. Eso ocurrió ya en tres pruebas posteriores en febrero y marzo. Tras despegar y alcanzar los 1.000 metros de altitud, el piloto Cecilio Barberán esta vez sí desconectó la potencia suplementaria y comenzó a volar sólo con hidrógeno. “El nivel de ruido en cabina es mucho más bajo y la potencia es progresiva y uniforme“, cuenta el piloto. Según los ingenieros españoles, se podrían haber conseguido los 40 kilovatios requeridos sólo con una pila de combustible, pero prefirieron planificarlo así y de paso ganaban en seguridad con la batería.

¿Qué cambiarán estos 20 minutos de vuelo? Como admite Francisco Escartí, director general del BR&TE, de momento, poco. Este sistema de propulsión quizá pueda aplicarse a medio plazo en avionetas o aparatos no tripulados, pero no en grandes aviones comerciales. Aunque nunca se sabe. Como recalca Escartí, el primer vuelo con un motor térmico hace 104 años duró sólo 20 segundos y nadie imaginaría lo que vendría después.

¿Sabias que?

Las emisiones contaminantes de la aviación han crecido un 85% entre 1994 y 2004

Aunque las emisiones de gases de efecto invernadero del sector aéreo no llegan al 3% del total, - está libre de cumplir el Protocolo de Kyoto - la continua bajada de los precios ha propiciado el incremento de los vuelos, una tendencia que continuará en los próximos años.

Los datos ofrecidos por diferentes instituciones llaman la atención sobre el gran aumento del número de vuelos y las consecuencias negativas para el medio ambiente. Según la Agencia Europea del Medio Ambiente, las emisiones contaminantes de la aviación han crecido un 85% entre 1994 y 2004. El Panel Internacional de Expertos en Cambio Climático (IPCC), estima que el sector podría ser el causante del 15% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero a mediados de siglo. Según otras fuentes, como el movimiento Airport Watch, en el que participan algunas de las principales organizaciones ecologistas, el impacto en el clima podría ser aún mayor, al considerar que en 2030 podría ser causante de una cuarta parte de la contaminación atmosférica.

El paquete de propuestas aprobado en la Eurocámara de Estrasburgo contempla la aplicación de una tasa sobre el queroseno utilizado en los aviones, la reducción o abolición de las exenciones sobre el IVA y la creación de un mercado de derechos de emisión para la aviación independiente del actual sistema general al menos para el periodo 2008-2012. Asimismo, los responsables europeos consideran que de esta manera se potenciaría la utilización de transportes alternativos menos contaminantes que los aviones. Por su parte, la Asociación Internacional de Empresas de Transporte Aéreo ha afirmado que la resolución se encuentra alejada de la “realidad económica.”

Además de las emisiones producidas por el combustible, las estelas en forma de nube blanca alargada que dejan tras de sí los aviones son otro motivo de preocupación medioambiental. Las estelas pueden persistir durante horas y los científicos creen que contribuyen al calentamiento global, al comportarse de la misma manera que las nubes de gran altura, atrapando el calor en la atmósfera. Asimismo, algunos estudios indican que los vuelos nocturnos podrían tener un efecto aún mayor en este fenómeno.

La suspensión de los viajes aéreos durante tres días en Estados Unidos tras los atentados del 11 de septiembre del 2001 mostró que sin las estelas la diferencia de temperaturas entre el día y la noche fue 1 grado centígrado más alta que el día anterior a la medición. Sin embargo, el inusual clima despejado durante aquellos días también podría haber sido el causante de dichas diferencias.

A la hora de evitar en lo posible los efectos de las estelas, algunos expertos recomiendan diseñar aviones más eficientes que puedan volar a alturas más bajas, y que se tengan en cuenta a la hora de hacer las rutas aéreas las condiciones atmosféricas que influyen en la persistencia de las estelas.

Via: Diario El País (Madrid) / Consumer.es