Siete aeronaves eléctricas en las que podrías volar muy pronto
Debido a las inquietudes derivadas del cambio climático, los gobiernos y las empresas de todo el mundo están haciendo planes para una época en la que ya no haya petróleo.
Aunque ha habido esfuerzos para limitar las emisiones de carbono en la industria aeronáutica a través del uso de biocombustibles, no hay a la vista una solución que reemplace las aeronaves comerciales que funcionan con turbosina.
Pese a todo, como ocurre con la industria automotriz, parece que la propulsión eléctrica es el camino a seguir. Pero ¿por qué todo es tan lento en este sector? Parece que, principalmente, porque los innovadores enfrentan grandes obstáculos.
Baterías o turbosina
"Las baterías contienen mucha menos energía por unidad de peso que la turbosina", explicó Bjorn Fehrm, experto independiente en la industria de la aviación de Leeham News. Unas 40 veces menos, incluso con las mejores baterías existentes. "Los motores eléctricos compensan parte de esta desventaja con mayor eficiencia al convertir la energía en potencia, pero sigue habiendo una gran brecha".
En consecuencia, esta aeronave tendría que cargar baterías muy pesadas para poder acercarse siquiera al desempeño de las aeronaves comerciales actuales. Esta opción no va a levantar el vuelo, literalmente.
Pero difícil no quiere decir imposible.
Los principales actores del sector, las organizaciones de investigación y los empresarios están trabajando en vías posibles para que la aviación comercial eléctrica se vuelva realidad en unos años. Estas son algunas de las iniciativas más prometedoras del sector:
Airbus: innovar o quedar atrás
En Europa, Airbus, el fabricante de aeronaves cuya sede de operaciones se encuentra en Toulouse, Francia, se alió con el conglomerado alemán Siemens para desarrollar su programa de investigaciones para aeronaves eléctricas.
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Su aeronave ligera E-Fan logró hacer el cruce del Canal de la Mancha en 2015 únicamente con propulsión eléctrica.
Desde entonces, Airbus ha redoblado esfuerzos y creó algunos prototipos potencialmente disruptivos.
"Nos dimos cuenta de que nuestros primeros proyectos para aeronaves eléctricas no eran lo suficientemente ambiciosos", señaló Glenn Llewellyn, director de programas de electrificación de Airbus.
"Desde entonces hemos reorientado nuestros trabajos de desarrollo e ideamos algunos prototipos revolucionarios, como el Vahana y el CityAirbus, que están cerca de volverse una realidad tangible. Tendrán impacto en nuestra comprensión de la movilidad urbana".
Vahana
El Vahana es un producto A3, la filial de Airbus en Silicon Valley; se trata de una aeronave eléctrica no tripulada diseñada para transportar pasajeros o carga ligera dentro de una ciudad.
Parece salido de una película de ciencia ficción: el módulo para pasajeros se sitúa entre dos alas paralelas, una encima de la otra; cada una sostiene cuatro motores.
Gracias a que puede despegar y aterrizar en vertical, será posible volar de edificio en edificio, con lo que se volverá una alternativa a la transportación urbana terrestre. El Vahana también incorpora tecnología que le permite sortear obstáculos y navegar por el complejo trazo urbano.
El equipo del Vahana anunció en noviembre de 2017 que están listos para comenzar con los vuelos de prueba .
CityAirbus
Otro prototipo futurista con el que Airbus está trabajando es CityAirbus, cuyo vuelo inaugural está programado para 2018.
Al igual que el Vahana, no es tripulado y podrá despegar y aterrizar verticalmente, por lo que será ideal para uso urbano. La diferencia es que el CityAirbus podrá llevar hasta cuatro pasajeros.
"Además de las emisiones nulas y los bajos niveles de ruido, confiamos en que los costos de operación lo harán competitivo frente a los taxis tradicionales", apuntó Llewellyn.
Además de estos proyectos, Airbus sigue trabajando en su objetivo a largo plazo de desarrollar un avión comercial totalmente eléctrico. El siguiente gran objetivo será desarrollar una aeronave que supere el umbral del megavatio.
Airbus está trabajando en una aeronave de 2 MW (megavatios). Aún falta mucho para llegar a lo que se necesitaría para impulsar una alternativa a las aeronaves comerciales de la actualidad, pero ya es más de 60 veces más poderoso que el E-Fan, con sus 30 kilovatios.
Zunum Aero
Boeing, la multinacional estadounidense, ha invertido junto con JetBlue Technology Ventures en Zunum Aero, una empresa emergente de Seattle.
Las aeronaves eléctricas híbridas de Zunum prometen algo parecido a los vuelos puerta a puerta, en aviones silenciosos y económicos, hacia miles de aeródromos subutilizados con el fin de evitar los aeropuertos más grandes, que suelen ser ineficientes y estar congestionados.
El prototipo inicial podrá transportar a 12 pasajeros a una distancia máxima de 1,126 kilómetros, pero está diseñado para incrementar su alcance. La idea es desarrollar una familia de aeronaves cada vez más grandes, de rango mayor.
Aunque en principio es un híbrido, el diseño permite que se haga una transición sutil hacia la propulsión eléctrica total una vez que existan baterías de tecnología nueva.
Eviation Aircraft
Eviation Aircraft también se ha enfocado en el mercado regional de corto alcance.
Esta empresa emergente israelí ideó una aeronave elegante, para nueve pasajeros, sin tripulación y totalmente eléctrica, que operará principalmente en el rango de 160 a 965 kilómetros (aunque tendrá un alcance mayor).
"Este es un mercado en el que la gran mayoría de los viajes se hacen en auto porque no es eficiente usar aerolíneas comerciales", explicó Omer Bar-Yohay, fundador y director ejecutivo de Eviation. "Estamos aquí para cambiar esto".
"Casi nadie viaja en automóviles de 40 años de antigüedad; pese a ello, la mayoría de las aeronaves de nuestro tamaño deriva de diseños de al menos hace cuatro décadas", prosiguió Bar-Yohay, quien antes de fundar Eviation Aircraft, trabajó en el sector de los vehículos eléctricos.
Al usar aeropuertos locales pequeños, Eviation Aircraft tiene en la mira al mismo mercado que Zunum Aero.
"La oportunidad es tan grande […] que hay espacio para varios operadores a través de diferentes enfoques", argumenta Bar-Yohay.
NASA X-57 Maxwell
El Maxwell X-57 de la NASA es un ejemplo de pensamiento innovador en el ámbito del diseño de aeronaves eléctricas.
Este avión experimental de apariencia extraña usa la propulsión distribuida de 14 motores eléctricos, todos integrados a un ala elevada diseñada especialmente.
Esta configuración inusual, en la que dos motores más grandes situados en la punta del ala reducen la resistencia relacionada con los vórtices en la punta del ala, está diseñada para incrementar la eficiencia en alrededor de un 500% al volar a velocidades más altas.
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Se espera que el X-57 emprenda el vuelo a principios de 2018.
Alpha Electro Pipistrel
Aunque no tenga la apariencia descabellada de otros diseños de aviones eléctricos, la diferencia es que el modesto Alpha Electro de Pipistrel fabricado en Eslovenia —cuyo primer prototipo se conoció como WATTsUP— ya está en etapa de producción y está listo para salir al mercado.
El Alpha Electro está impulsado por un motor eléctrico de 60 kilovatios desarrollado por Siemens; tiene una autonomía de una hora, más o menos. Es cierto, no es mucho tiempo, pero es más que suficiente para los vuelos de entrenamiento para los que se diseñó.
El Alpha Electro, que cuesta 129,800 dólares (alrededor de dos millones y medio de pesos) y se recarga de la misma forma que un teléfono móvil, podría reducir considerablemente los costos de la capacitación inicial de los pilotos, según su fabricante.
Además de proveer algunos de los sistemas del X-57 de la NASA, Pipistrel también está trabajando con Uber en el desarrollo de un vehículo de despegue y aterrizaje vertical (VTOL, por sus siglas en inglés) para la movilidad urbana.
Wright Electric
La empresa emergente estadounidense Wright Electric anunció en septiembre de 2017 que se asoció con EasyJet, la aerolínea europea de bajo costo, para desarrollar un avión comercial totalmente eléctrico.
El proyecto verdaderamente ambicioso de Wright Electric es fabricar un avión comercial con capacidad para entre 120 y 186 pasajeros que sea capaz de volar distancias de hasta 540 kilómetros.
Aunque no es un rango particularmente largo, sería suficiente para cubrir muchas rutas cortas concurridas, como la de Londres a París o de Nueva York a Boston.
Se espera que el alcance y la capacidad aumenten progresivamente conforme la tecnología mejore y que a final de cuentas se produzca toda una nueva gama de aeronaves.
Lo pequeño es hermoso
Los expertos independientes del campo de la propulsión eléctrica son cautelosos con sus pronósticos para la aviación eléctrica.
"He hecho los cálculos y creo que aún estamos a más de una década de tener aviones comerciales totalmente eléctricos", dijo Bjorn Fehrm.
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"La brecha de desempeño que hay que cerrar, particularmente respecto a la densidad de la energía de las baterías, es enorme".
Sin embargo, dijo que los proyectos a menor escala, como el Vahana, tienen más posibilidades de volverse las primeras aeronaves comerciales eléctricas factibles.
"Puedes crecer gradualmente desde allí, pero hay que empezar por alguna parte. La primera aeronave tal vez no sea tan competitiva, pero como ocurrió con los autos, los gobiernos podrían recurrir a la regulación para respaldar a las aeronaves eléctricas con el argumento de que son más silenciosas y contaminan menos".
Un proceso gradual
Andreas Klöckner, coordinador de aviación eléctrica de DLR, el Centro Aeroespacial de Alemania, coincide en que lo más probable es que la transición a la aviación eléctrica sea gradual.
"Ya tenemos aeronaves eléctricas para dos o cuatro pasajeros, como el avión de entrenamiento Alpha de Pipistrel o el banco de pruebas de celdas aeronáuticas del HY4 . Luego vas por 19 pasajeros, como el prototipo de Zunum. Aprendes y sigues creciendo hasta que llegues al nivel de las aeronaves comerciales".
Sin embargo, su predicción para las aeronaves de largo alcance, más pesadas, es que "mientras las baterías sigan siendo demasiado pesadas", se necesitarán soluciones híbridas.
Klöckner sumó un elemento a la discusión. "Las investigaciones en el campo de la aviación eléctrica tienen derivaciones interesantes: los motores eléctricos podrían distribuirse a lo largo del ala, por ejemplo, como en el X-57 de NASA", explicó. "Además de las ventajas aerodinámicas, los pesados timones de cola podrían terminar siendo superfluos". Los timones de cola se necesitan para dar dirección en vuelo, pero esto podría lograrse exclusivamente con motores eléctricos porque reaccionan rápidamente a los cambios de velocidad indicados.
De acuerdo con Klöckner, esto "abre nuevas posibilidades a cómo pensamos el diseño de aeronaves".
"A diferencia de los motores a reacción, la eficiencia de los motores eléctricos no aumenta con el tamaño, así que en vez de dos o más motores grandes bajo el ala, puedes tener varios motores más pequeños distribuidos en todo el fuselaje", explicó Jeff Engler, director ejecutivo de Wright Electric.
Esto no solo propiciaría la producción de aeronaves más silenciosas y limpias, sino también aeronaves de apariencia radicalmente diferente a las de la actualidad.
Miquel Ros escribe un blog sobre aviación y es consultor. Economista de carrera, ha trabajado para Flightglobal y Bloomberg. Actualmente cubre las noticias sobre la industria aeronáutica en Allplane.tv .,
