El mes pasado, Siemens y EADS hicieron una demostración de un nuevo vehículo eléctrico y de gasolina capaz de trasportar a dos personas y su equipaje 900 kilómetros entre repostajes y recargas. El prototipo no era un coche, sino un pequeño avión de dos plazas.
El avión híbrido es parecido al Chevrolet Volt en el sentido de que depende de un motor eléctrico y usa un motor de gasolina como refuerzo. Este avión tiene un rendimiento que está a la altura de algunos aviones privados que ya están en el mercado, pero tiene dos ventajas claras: es sorprendentemente silencioso, y consume un 25 por ciento menos de combustible.
Este logro presagia lo que probablemente sea un importante cambio hacia la propulsión híbrida en los aviones. Varias grandes empresas se imaginan un futuro en el que los aviones dependen al menos en parte de la propulsión eléctrica. Aunque la tecnología se aplicará en un principio a los aviones pequeños, podría acabar por servir para reducir el ruido y las emisiones de los grandes jets.
"En esta década asistiremos a la llegada de los aviones híbridos eléctricos al mercado", afirma Frank Anton, director de los proyectos de aviones híbridos en Siemens. Sostiene que las aeronaves híbridas de cuatro plazas estarán listos en ese periodo, pero es posible incluso que haya aviones de 19 plazas antes de que acabe ese plazo. Anton predice que acabaremos viendo aviones híbridos para 100 pasajeros que usan la mitad del combustible que usan los aviones actuales.
Boeing está yendo un paso más allá con un concepto para aviones híbridos del tamaño de un 737 capaces de sentar a más de 150 pasajeros, aunque es improbable que estén en funcionamiento antes de 2030. EADS, la empresa matriz de Airbus también tiene un diseño conceptual para aviones de pasajeros que funcionen exclusivamente con electricidad, aunque su autonomía sería limitada.
Foto: El nuevo avión es el primero que tiene un motopropulsor híbrido.
"Hace unos años la idea de volar un avión a batería sonaba a chiste", afirma Marty Bradley, investigador principal de conceptos de aviación en el departamento de Investigación y Tecnología de Boeing. Aunque las baterías y los motores eléctricos son eficientes y silenciosos, las baterías tienden a ser grandes y pesadas y almacenan mucha menos energía que los combustibles líquidos.
Ahora han cambiado dos cosas. La cantidad de energía que pueden almacenar las baterías mejora poco a poco y según Bradley parece que seguirá siendo así con los desarrollos para su uso en la electrónica portátil y los vehículos eléctricos. Mientras tanto, la tecnología necesaria para integrar las baterías y los motores eléctricos con motores convencionales, son cada vez más pequeñas, ligeras y eficientes. Siemens hizo una demostración de una versión anterior de su avión híbrido en 2011, pero era demasiado pesado como para resultar práctico. Para el nuevo avión, Siemens ha reducido el peso del motor eléctrico, la electrónica y los mandos en 100 kilos para poder dejar la capacidad de carga y de pasajeros al nivel de aviones pequeños de tamaño parecido.
En un avión, un diseño híbrido eléctrico mejora la eficiencia al posibilitar el uso de un motor de gasolina relativamente pequeño diseñado para funcionar con la máxima eficiencia a velocidad de crucero. La batería y el motor eléctrico dan la potencia extra necesaria para el despegue y ascenso. Las baterías también posibilitan recuperar energía durante el descenso, como hacen los coches híbridos durante el frenado (los propulsores hacen girar un generador). Y, según vayan mejorando las baterías, proporcionarán una parte cada vez mayor de la energía necesaria a bordo.
Los motores eléctricos tiene además otras ventajas. Se pueden montar en lugares poco habituales en un avión, lo que puede servir para mejorar la aerodinámica de la nave. También se pueden dirigir: en ángulo durante el despegue, por ejemplo, para conseguir levantar el avión más rápido. Durante el vuelo, el motor se podría apuntar a derecha o izquierda para dirigir el avión, eliminando la necesidad de un timón. Estos cambios en el diseño, junto con la eficiencia de la propulsión híbrida podrían servir para reducir el consumo de combustible a la mitad, afirma Bradley (ver "Un 'ala híbrida' que consume la mitad de combustible que un avión estándar").
Cuándo se adoptará la propulsión eléctrica depende principalmente del desarrollo de las baterías. El avión eléctrico de EADS necesita una batería capaz de almacenar 1.000 vatios-hora por kilogramo, que es unas cinco veces más energía que una batería de ion-litio normal. La nueva química de baterías como las de aire-litio o azufre-litio podrían proporcionar más capacidad, pero aún quedan importantes retos. Bradley prevé que hasta 2050 los aviones eléctricos tengan una autonomía limitada a 1.600 kilómetros.
Para un avión más grande, la propulsión eléctrica se podría usar para ayudar a hacer girar los grandes turboventiladores de la parte delantera del motor. La primera aplicación de la propulsión eléctrica para aviones grandes será para moverse por el suelo, ayudando a los aviones a ahorrar combustible en tierra.
Así pues, durante los próximos años la tecnología híbrida se limitará a los aviones pequeños. Un beneficio a corto plazo de la tecnología será que los aeropuertos pequeños (que suelen estar situados junto a zonas residenciales) serán más silenciosos, afirma Jean Koster, profesor de ingeniería aeroespacial en la Universidad de Colorado (EE.UU.) quien ha fundado una empresa para comercializar una caja de cambios más compacta que combina la energía de la gasolina y la eléctrica. Los diseños híbridos también podrían poner fin a uno de los últimos bastiones del combustible con plomo: los aviones pequeños con motores de alta compresión siguen necesitando aditivos de plomo. De hecho, la potencia añadida de la batería podría permitir el uso de los mismos motores de gasolina que se usan en los coches híbridos.