Enrique Vélez (ALN).- El objetivo sería que a mediados de la próxima década los vuelos domésticos o regionales puedan volar con energía eléctrica. Ahorrarían millones de dólares a las aerolíneas de corto recorrido cada año y con un menor mantenimiento. Y aunque parezca que 1.000 kilómetros es poca distancia, este tipo de avión puede conectar las principales ciudades de España con muchas de las capitales europeas. Pero la energía de las baterías sigue siendo el gran desafío.
Actualmente, aun cuando los aviones eléctricos enfrentan un gran desafío por la capacidad y peso de las baterías, hay más de 100 programas de diferentes aviones eléctricos en desarrollo a lo largo del mundo, e igualmente un número importante de gobiernos preocupados por la contaminación, como los de Noruega y Suecia, comprometidos a tener vuelos eléctricos comerciales de corto alcance para el 2040.
Ya en Salón Internacional de la Aeronáutica y el Espacio de París, también conocido como Paris Air-Show, en junio del 2019 se presentó la aeronave llamada “Alice”. El éxito fue rotundo y la expectativa fue impresionante. De hecho, la aerolínea regional privada más grande de EEUU, Cape Air, de Massachusetts, ya ha encargado un considerable número de aviones a 4 millones de dólares por cada unidad. Cape Air realiza cientos de vuelos cortos cada día, y pretenden integrar el avión a su flota en los próximos cuatro o cinco años.
El “Alice” es una aeronave desarrollada por la firma israelí Eviation Aircraft, cuyo presidente Omer Bar-Yohay, informó: Mide 12 metros, pesa 6.300 kilogramos, cuenta con tres hélices orientadas hacia atrás, una en la cola y dos en la punta de las alas para contrarrestar los efectos del arrastre. Tiene un fuselaje inferior plano para ayudar a su sustentación. Podrá transportar nueve pasajeros, sentados en butacas móviles muy cómodas, en trayectos de hasta 1.040 kilómetros de distancia y a 440 km/h. Esta autonomía se consigue gracias a una inmensa batería de litio de 900 k/Wh y un motor fabricado por MagniX.
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Pero el primer avión comercial de pasajeros totalmente eléctrico del mundo acaba de realizar su vuelo inaugural de prueba el pasado 10 de diciembre. Despegando de la ciudad canadiense de Vancouver, ofreció una clara imagen de que algún día el vuelo comercial sin contaminación se hará realidad.
La gran diferencia con este nuevo desarrollo de la firma MagniX, es que han repotenciado un DHC-2 De Havilland Beaver, un auténtico y clásico avión de pasajeros de 6 puestos. Este avión recién volado en Vancouver no es para nada un avión de nuevo diseño, es un verdadero clásico de las zonas remotas de Canadá y los EEUU.
“Esto demuestra que la aviación comercial en forma totalmente eléctrica puede funcionar”, expresó Roei Ganzarski, director ejecutivo de la firma de ingeniería MagniX, fabricante del motor con sede en Seattle. La tecnología significaría un importante ahorro de costos para las aerolíneas, sin mencionar las cero emisiones contaminantes, si lo comparamos con los motores de combustión.
La compañía MagniX diseñó el motor del avión y trabajó en asociación con Harbor Air, una empresa aérea que transporta medio millón de pasajeros al año entre Vancouver, la estación de esquí de Whistler, las islas cercanas y las comunidades costeras.
El avión eléctrico, con matrícula canadiense C-FJOS, es un hidroavión DHC-2 De Havilland Beaver, conocido como el ‘workhorse of the north’ o caballo de trabajo del norte, es uno de los aviones STOL, del inglés de Short Take-Off and Landing, “despegue y aterrizaje cortos”, más famosos del mundo.
Una aeronave de 62 años, pero recontraprobada y muy usada en su versión de hidroavión en las zonas costeras de Canadá y el estado de Alaska en los EEUU. Actualmente sigue siendo fabricado por la firma Viking AIR LTD de Canadá, que también fabrica el Twin Otter Series 400, otro estupendo avión.
Con capacidad para seis pasajeros y repotenciado con un motor eléctrico, este Beaver fue pilotado por Greg McDougall, fundador y director ejecutivo de Harbor Air.
McDougall tomó el hidroavión en un pequeño circuito a lo largo del río Fraser, cerca del aeropuerto internacional de Vancouver, frente a unos 100 espectadores poco después del amanecer, para un corto vuelo de menos de 15 minutos.
Posteriormente McDougall dijo: “Nuestro objetivo será realmente electrificar toda la flota. No hay razón para no hacerlo”. Además de la eficiencia del combustible, la compañía ahorraría millones en costos de mantenimiento, ya que los motores eléctricos requieren un mantenimiento “drásticamente” menor. Esto debido a su menor número de piezas móviles.
Los parámetros del motor MAGNI500 utilizado en la repotenciación del Beaver son los siguientes:
Torque Continuo: 2814 Newton-metro / 2075 Libras-pies.
Potencia Continua: 560 kilo Watio / 750 Caballos de Fuerza.
Velocidad Básica: 1.900 Revoluciones por minuto.
Velocidad Máxima: 3.000 Revoluciones por minuto.
Voltaje (nominal): 540 Voltios en Corriente Directa.
Rango de Voltaje: 450 – 750 Voltios.
Eficiencia (Motor): 93%.
Peso del Motor: (Aproximado) 135 kilogramos / 297 libras.
Esto implica que un avión como el Beaver sólo podría volar aproximadamente 100 millas (160 kilómetros) con batería de litio, manteniendo disponible la capacidad de peso para los seis pasajeros.
Por su parte nuevas empresas de taxis como Uber trabajan en el desarrollo de aeronaves eléctricas sobre el concepto de drones de 2 a 4 puestos, bajo la premisa de que los vuelos de corta distancia más baratos que funcionen con electricidad podrían transformar la forma en que las personas se conectan y dónde trabajan. Si las personas están dispuestas a conducir una hora para ir a trabajar, ¿por qué no volar 15 minutos para ir al trabajo?
Si bien eso no es mucho, es suficiente para la mayoría de los vuelos de corta distancia operados por Harbor Air, y podría establecer una tendencia para vuelos más ecológicos. Sin embargo, Harbor Air tendrá que esperar al menos dos años antes de poder comenzar a electrificar su flota de más de 40 hidroaviones.
El e-Plane debe ser sometido a mayores pruebas para confirmar que es confiable y seguro. Además, el motor eléctrico debe estar aprobado y certificado por los reguladores aeronáuticos de Canadá.
Por su parte EasyJet, una aerolínea de bajo costo, pronostica que comenzará a usar aviones eléctricos en sus servicios regulares en 2027. Muy popular en la Comunidad Económica Europea y teniendo en cuenta que al año se venden alrededor de 2.000 millones de pasajes para vuelos de menos de 400 kilómetros de distancia, y que los costos por pasaje pueden verse reducidos considerablemente, EasyJet está trabajando muy duro con Wright Electric para el desarrollo de las aeronaves con motores eléctricos.
El poderoso conglomerado Airbus no se queda atrás, pero de una forma más conservadora sigue trabajando en el diseño y pruebas de una aeronave tetra reactor híbrida, el E-FAN X donde uno de sus cuatro motores jet, será un motor eléctrico de 2 Mega Watios. El avión con siglas G-WEFX debe estar operando para el 2021.
Aun cuando ya en 2013 Airbus había sacado un demostrador de aeronave eléctrica, el E-FAN 1.0 y posteriormente en 2015, con una versión mejorada, el E-FAN 1.1 con siglas F-WILE, se logró cruzar el Canal de la Mancha. El E-FAN 1.1 era un avión de prueba de un solo puesto.
Por su parte nuevas empresas de taxis como Uber trabajan en el desarrollo de aeronaves eléctricas sobre el concepto de drones de 2 a 4 puestos, bajo la premisa de que los vuelos de corta distancia más baratos que funcionen con electricidad podrían transformar la forma en que las personas se conectan y dónde trabajan. Si las personas están dispuestas a conducir una hora para ir a trabajar, ¿por qué no volar 15 minutos para ir al trabajo?
Contra el cambio climático
La aviación civil es una de las fuentes de emisiones de carbono de más contaminación en la medida que más gente se transporta por el cielo y las nuevas tecnologías eléctricas tardan en despegar.
Según la Agencia Europea del Medio Ambiente, la emisión media de 285 gramos de CO2 por kilómetro recorrido por cada pasajero, de los aviones de aerolíneas, supera con creces las de todos los demás modos de transporte. Las emisiones contribuyen al calentamiento global y al cambio climático, que según los científicos desatará sequías cada vez más severas, tormentas y el aumento del nivel del mar por el deshielo de los polos.
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El objetivo sería que a mediados de la próxima década los vuelos domésticos o regionales puedan volar con energía eléctrica. Ahorrarían millones de dólares a las aerolíneas de corto recorrido cada año y con un menor mantenimiento. Y aunque parezca que 1.000 kilómetros es poca distancia, este tipo de avión puede conectar las principales ciudades de España con muchas de las capitales europeas.
Pero la energía de las baterías sigue siendo el gran desafío.
Sin entrar a complejos cálculos de física, sólo les voy a decir que la Densidad de Energía, en el caso del combustible normalmente usado por los aviones de turbinas, el Jet fuel, es de 43 Mega Joules/Kilogramo, pero en el caso de las baterías, la mejor batería de litio sólo tiene un Mega Jules/Kilogramo. Lo que hace una gran diferencia por kilogramo de peso en Densidad de Energía almacenada.
Un Joules equivale a un W (Vatio) x segundo. Considerando que generar sustentación implica unos 0,340 KW por kilogramo, nos da como resultado que, para volar un Cessna por el tiempo de rango típico de unas 4 horas se necesitarían unos 500 kilogramos de baterías de litio equivalente a 2/3 del peso vacío de la aeronave, pero se necesitarían unos 260.000 kilogramos de baterías de litio para volar un Airbus A320 para un típico vuelo de 7 horas de New York/EEUU a Heathrow/Londres. Esto es más o menos unas 4 veces el peso vacío de la aeronave, lo que es devastador para vuelos de largo alcance.
Pero los nuevos materiales y procesos en tecnología electrónica tendrán la última palabra.
