Si la aviación fuera un país, se ubicaría entre los 10 principales emisores mundiales de CO2, aunque en realidad sólo representa el 2% de las emisiones de gases de efecto invernadero y un vuelo genera hoy la mitad de CO2 que en 1990. Para acabar con esa estela, se le está pidiendo, a nivel mundial, una verdadera reconversión industrial. Se avecina un tuneo tan monumental que el modelo de avión de pasajeros que conocemos desde hace 70 años podría quedar irreconocible.
No hay tiempo que perder para cumplir las metas impuestas por Europa. Los nuevos modelos deberían comenzar a llegar a los aeropuertos en 2035, de modo que se haya reemplazado el 75% de la flota de aviación civil mundial en 2050. Es una de las más apasionantes, y silenciosas, revoluciones tecnológicas de la actualidad, implica a diseñadores, proveedores de materiales, desarrolladores de software, fabricantes de motores…
Le pregunto a la ingeniera turca Gökçin Çinar, investigadora principal del IDEAS Lab de la Universidad de Michigan, si es optimista respecto a tan exigentes objetivos. “Hay que ser optimistas, pero también realistas, porque la aviación tiene plazos muy largos. Lo que hagamos ahora tardará al menos una o dos décadas en verse reflejado”, me dice. “Y cuando hablamos de una tecnología completamente nueva, que aún no se ha probado en vuelo, el plazo se extiende a unos 25 años”.
Gökçin Çinar deslumbró al mundo de la aviación, y especialmente a la NASA, cuando decidió dedicar su doctorado en Georgia Tech a la creación de un novedoso software de diseño de aeronaves, una línea de trabajo que en aquel momento no recibía fondos públicos. Se pagó la estancia trabajando en otros proyectos, y obtuvo algo sensacional. La Universidad de Michigan la fichó y en enero pasado recibió el prestigioso Premio Laurence Sperry de la AIAA norteamericana.
La aviación, debido a sus estrechos márgenes, siempre ha buscado ser más eficiente, “esto no es nuevo”, me explica por videoconferencia desde Ann Arbor. El IDEAS Lab que dirige se atreve con tecnologías radicales, como el uso de baterías en aviones, y en menor medida el hidrógeno y otros combustibles. “Estudiamos principalmente cómo podemos modificar el motor, porque de ahí provienen los mayores beneficios”.
Las expectativas en torno a la aviación eléctrica han dado un salto sustancial en la última década, especialmente gracias al progreso de otros sectores, como el de los coches. “Finalmente, creemos en la promesa de que estas tecnologías alcanzarán los niveles que la aviación necesita. Como diseñadores de aeronaves, comenzamos a decir: ‘la tecnología aún no está ahí, pero supongamos que sí lo estará. Averigüemos qué necesitamos de los tecnólogos’”, dice la investigadora de la Universidad de Michigan.
Uno de los condicionantes clave para escalar el modelo de aeronaves electrificadas es la densidad de potencia de los sistemas de almacenamiento de baterías, aproximadamente dos órdenes de magnitud menor que la del combustible para aviones. A eso se suma el alto peso de muchos componentes, así como los efectos de la altitud en el sistema o algo tan primario como garantizar un nivel de acceso a la energía eléctrica masivo en los aeropuertos.
“¿Están las aerolíneas listas para un cambio tan radical?”, se pregunta también Çinar, “necesitarán reentrenar a sus pilotos, a sus tripulaciones de mantenimiento, etc., esos aspectos aún no se han resuelto, pero hay un impulso creciente”. Se están investigando soluciones creativas para el almacenamiento de baterías de aviones, incluidos los estudios de la NASA para que el fuselaje sirva simultáneamente como batería, aunque la experta no ve mucho futuro a esa opción. “No podemos coger una batería con los estándares de la tecnología actual, ponerla en el avión y volar algo del tamaño de un Boeing 737 o un Airbus A320”, explica.
Destacan proyectos de los grandes líderes, Boeing y Airbus, así como de empresas emergentes como Electra, con la que trabaja el IDEAS Lab con financiación de la NASA. Su tecnología se basa en usar la electricidad parcialmente para volar, mientras que la energía restante proviene del motor convencional. “Ya se están llevando a cabo numerosas actividades para probar la tecnología. Así que podría llegar al mercado a lo largo la próxima década y, a partir de ahí, simplemente la desarrollaremos”.
La apuesta de Göckcin Çinar es la aviación híbrida. La electricidad, no como reemplazo del combustible para aviones, sino como palanca para proporcionar “mucha potencia en un corto espacio de tiempo”. No necesariamente tiene que tratarse de un motor: los sistemas de propulsión distribuida en los que investiga introducen “cuatro, seis, dieciséis, ventiladores distribuidos bajo las alas. Muchos motores eléctricos impulsan los ventiladores y un reactor grande sostiene la marcha en algún lugar de la aeronave, en la parte trasera quizás. En ese caso, ni siquiera tiene por qué ser un sistema alimentado con baterías”.
No espera mucho del hidrógeno por ahora. “Es muy complejo, ya que es lo opuesto a las baterías: es muy ligero, ocupa mucho espacio y, para tenerlo en estado líquido, necesita ser criogénico, como sucede en el lanzamiento de cohetes espaciales, y eso requiere mucha energía”. Además, actualmente, el hidrógeno es mucho más caro que el combustible para aviones y lo mismo ocurre con los combustibles sostenibles para la aviación (SAF), por mucho que la principal razón de ello sea su menor uso.
La innovación que va a movilizar el sector aéreo, conforme los tecnólogos vayan dando respuestas a las muchas preguntas que hay todavía sobre la mesa, implicará a un enorme abanico de industrias. Hay que subir a las nubes con la imaginación. “Necesitas esas grandes metas, el hecho que no haya una forma predefinida de alcanzarlas no debería impedirnos intentarlo”, concluye Çinar.