Plantas de potencia para aplicaciones aeroespaciales que respetan el medio ambiente

Resumen: uno de los desafíos esenciales a los que se enfrenta el sector del transporte aéreo en los próximos años es reducir las emisiones, no sólo en las proximidades de los aeropuertos, sino también en régimen de crucero.

En comparación con el resto de los modos de transporte, el transporte aéreo representa el 3% de las emisiones de CO2. Entre las iniciativas para reducir esa cifra están no sólo la inversión en aeronaves más eficientes, o la adaptación de las existentes para hacerlas más eficientes (por ejemplo, instalando winglets que reducen el consumo de combustible), sino también investigando de modo más activo nuevos sistemas de propulsión que incorporen tecnologías respetuosas con el medio ambiente. The Boeing Company, a través de su filial europea, Boeing Research and Technology Europe (BR&TE), en colaboración con socios industriales de toda Europa, está trabajando con ese objetivo, estudiando posibles aplicaciones de sistemas de célula de combustible y baterías avanzadas en aplicaciones aeronáuticas.

Un ejemplo es el desarrollo del prototipo de un pequeño avión tripulado biplaza, propulsado únicamente por pilas de células de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM), que utilizan gas hidrógeno comprimido como combustible, aire presurizado como oxidante, y baterías de ión-litio.

Este prototipo, un motovelero altamente eficiente, es una aeronave totalmente eléctrica que no produce ninguno de los subproductos nocivos del escape de los motores, como dióxido de carbono, monóxido de carbono, o NOx, que pueden contribuir al cambio climático y afectan negativamente a la calidad local del aire. Los únicos productos de descarga son agua y calor.

El principal objetivo es demostrar por primera vez en la historia de la aviación el vuelo tripulado, manteniendo la altura y con alas a nivel, utilizando como fuente de potencia únicamente pilas de combustible. Con esta finalidad, se sustituyó el motor original de un motovelero super Dimona HK36TTC, fabricado por Diamond Aircraft Industries (Austria), por una planta de potencia híbrida que alimenta un motor eléctrico sin escobillas, que impulsa una hélice de paso variable.

Entre los numerosos desafíos técnicos que se planteaban en el desarrollo de esta plataforma de pruebas estaba conservar el peso y el centrado de la aeronave, el diseño del sistema de control térmico y el sistema de gestión entre las dos fuentes de potencia (N. Lapena-Rey, J. Mosquera, E. Bataller, F. Orti, SAE 2007 Acrotech Congress & Exhibition , 2007).

El demostrador constituye un ejemplo de implementación con éxito de nuevas fuentes de potencia limpias en aviación. La descripción detallada de la aeronave puede encontrarse en otra publicación (N. Lapena-Rey, J. Mosquera, E. Bataller, F. Orti, SAE 2007 Aerotech Congress & Exhibition , 2007). Dicho documento se centra especialmente en el diseño de fuentes de potencia y en los ensayos previos al vuelo, y se presta especial atención a los requisitos derivados de las aplicaciones aeroespaciales.

Autores: Lapeña-Rey, Nieves; Mosquera, Jonay; Bataller, Elena; Orti, Fortunato; Dudfield, Christopher; Orsillo, Alessandro.

Dirección: Boeing Res & Technol Europe Ltd, C Cañada Real Merinas 1-3,Bldg 4,4º, Madrid; Innovat Ctr, Intelligent Energy Ltd, Leicester.

E-mail: nieves.lapena@boeing.com