Lo de subirse a un avión se ha convertido en un recuerdo para la mayoría de quienes antes lo hacíamos, siquiera de cuando en cuando. Pero aun así, en 2020 se registraron 16,4 millones de vuelos y el año anterior –sin líos de pandemias-, casi 39 millones, según Statista. En total, la aviación genera un 2 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono [CO2], según la International Air Transport Association (IATA).
A pesar de que los aviones cada vez contaminan menos –aproximadamente la mitad que en 1990-, todavía queda un camino por recorrer. No es de extrañar, por tanto, que la comunidad científica se haya puesto manos a la obra para poner en marcha una aeronave híbrida.
La cabina de un Airbus A320, uno de los modelos que podría aprovechar esta innovación. Imagen: Airbus
La cifra total de muertes vinculadas a este tipo de contaminación es de 16.000 al año
Evitar las muertes
Y un equipo de ingeniería del MIT [Massachusetts Institute of Technology] ha diseñado un concepto de propulsión para aviones que, según sus estimaciones, podría “eliminar el 95 por ciento de las emisiones de óxidos de nitrógeno [NOx] y reducir el número de muertes prematuras asociadas con ellas en un 92 por ciento”. Sus miembros, Prakash Prashanth, Raymond Speth, Sebastian Eastham, y Jayant Sabnins forman parte del Laboratory for Aviation and the Environment [Laboratorio para la aviación y el medioambiente] de la institución.
Como explican, a altitud de crucero, los aviones emiten un flujo constante de óxidos de nitrógeno en la atmósfera. Estas sustancias pueden producir ozono y otras partículas, por lo que son una “gran fuente de contaminación del aire y están asocidads con el asma, enfermedades respiratorias y problemas cardiovasculares”. La cifra total de muertes vinculadas a este tipo de polución ha sido cifrada por algunas investigaciones en 16.000 al año.
El concepto se inspira en los sistemas de control de emisiones de los grandes camiones diesel
Inspiración en diesel
El concepto se inspira en los sistemas de control de emisiones, como los de post-combustión utilizados en los grandes camiones diesel de transporte pesado, que permiten reducir el NOx generado por los motores. Pero el equipo del MIT le ha dado un giro al planteamiento.
Según detallan, los aviones actuales se propulsan por reactores fijados bajo cada una de las alas. Cada motor alberga una turbina de gas que alimenta a un árbol propulsor que produce una corriente de aire que mueve al avión. “Debido a esta configuración, no ha sido posible utilizar dispositivos de control de emisiones, porque interferirían con el empuje producido por los motores”.
Nuevo diseño
En el nuevo diseño híbrido-eléctrico o turbo-eléctrico, “la fuente de energía del avión seguiría siendo una turbina de gas convencional, pero estaría integrada en la bodega de carga. En lugar de alimentar directamente los reactores o las hélices, la turbina de gas se conectaría a un generador, también en la bodega, que produciría electricidad para alimentar los reactores situados bajo las alas”.
De esa forma, las emisiones producidas por la turbina de gas podrían conectarse a los sistemas de control de emisiones, de manera similar a como se hace en los vehículos diesel, y así limpiar los gases de escape antes de lanzarlos a la atmósfera.
No existen limitaciones físicas fundamentales
Steven Barrett, profesor de aeronáutica y astronáutica en el MIT, asegura “esto todavía supondría un tremendo reto para la ingeniería, pero no existen limitaciones físicas fundamentales”. Y añade que para conseguir cero emisiones en el sector de la aviacion, “esta es una forma potencial de solucionar la parte de polución del aire, que es significativa; y de una forma que, desde el punto de vista de la tecnología, es bastante viable.
Fruto de un escándalo
El concepto nace del trabajo del equipo en la investigación del escándalo de las emisiones de los vehículos diesel de Volkswagen. En 2015, los reguladores descubrieron que el fabricante había manipulado, de forma intencionada, ese tipo de motores para activar los sistemas de control de emisiones solo durante las pruebas de laboratorio. De esa forma, la marca fingía cumplir con la normativa de emisiones de NOx, pero en realidad emitía hasta 40 veces más en condiciones de conducción normales.
Barret investigó el impacto en la salud del escándalo, lo que hizo que se familiarizara con los sistemas de control de emisiones en vehículos en general. Y sucedió justo en un momento en que también estaba estudiando la posibilidad de crear un avión completamente eléctrico.
“La investigación que se ha estado llevando a cabo en los últimos años demuestra que probablemente se podría electrificar aeronaves pequeñas, pero en el caso de las grandes no va a suceder pronto a menos que haya un gran avance en la tecnología de las baterías”, explica Barret.
Otras soluciones
Esa barrera lo llevó a buscar otras soluciones: “Pensé, puede que podamos coger la parte de propulsión de una aeronave eléctrica y las turbinas de gas que llevan mucho tiempo y son súper fiables y eficientes, y combinarlos con la tecnología de control de emisiones que se usa en el sector de la automoción, para al menos conseguir aviones semielectrificados”. De esa forma, se logra la propulsión, sin perder la potencia generada por los reactores.
Según los cálculos del equipo, si se implementase el modelo en un avión tipo Boeing 737 o Airbus A320, el peso extra exigiría un 0,6 por ciento más de combustible para volar. Aun así, es mejor opción que “añadir muchas toneladas de baterías, lo que supondría mucho más peso extra”.
“Tenemos que alcanzar un impacto cero en el clima y cero muertes por la contaminación del aire”, afirma Barret. Y añade: “Este diseño eliminaría de forma eficaz el problema de la contaminación del aire por la aviación. Ahora estamos trabajando en la parte del impacto en el clima”.
