Airbus pensó que estaba apunto de hacer historia en la aviación. Cuando su avión E-Fan, alimentado por bate-rías, se elevó en el aire emitiendo apenas un sonido en un día de verano de 2015, se escuchó una ovación en el aeropuerto de Lydd, al sur de Inglaterra. Poco más de un siglo después de que Louis Blériot hiciera el primer vuelo en avión del mundo a través del Canal de la Mancha,un cruce con motor eléctrico estaba en camino a los libros de récords.
Sin embargo, alguien lo superó. Después de escuchar el plan de Airbus, un piloto francés de acrobacias despegó en su pequeño avión eléctrico unas horas antes y cruzó el Canal desde la otra dirección.
La aviación está al borde de la mayor revolución desde que Frank Whittle inventó la turbina (motor de reacción) en 1937. Después de décadas en las que los aviones se alimentaron con combustibles fósiles, los avances en materiales, tecnología de baterías y sistemas eléctricos sostienen la promesa de un vuelo comercial más limpio y económico.
En esta revolución, los participantes establecidos en la industria no tienen garantía de conservar sus posiciones. Tres años después de la primera prueba en el Canal, las compañías aeroespaciales más grandes compiten para llevar al mercado aviones alimentados por electricidad, y para evitar la competencia de una nueva generación de fabricantes de aeronaves.
El año pasado, se anunciaron más proyectos de aviación eléctrica que en los nueve años anteriores, de acuerdo con los consultores de Roland Berger. De los 100 proyectos en la esfera pública desde 2009, solo 30% proviene de participantes establecidos como Boeing, Airbus o Rolls Royce. El resto son startups o nuevos participantes en la industria aeroespacial.
El Dato.100
Proyectos de aviación eléctrica han surgido en 2009 a la fecha.
Una nueva era
El mercado no será solo para los llamados taxis voladores, vehículos pequeños que transportan a un pequeño grupo de pasajeros en distancias muy cortas. Cada vez son más los proyectos que se centran en las aeronaves regionales, que podrían transportar a decenas de pasajeros en distancias de hasta varios cientos de millas, con un avión más grande que apunta a 100 pasajeros.
Las limitaciones de los sistemas eléctricos significan que, en el futuro previsible, estas aeronaves serán principalmente híbridas, combinando las turbinas de gas tradicionales con la energía de los generadores a bordo.
Pero incluso los híbridos permitirán a los diseñadores reimaginar el avión moderno. En lugar de motores de reacción que se encuentran en un ala, se pueden distribuir múltiples ventiladores motorizados en un avión, ofreciendo a los diseñadores la posibilidad de crear vehículos aerodinámicamente más eficientes y con un potencial más seguro.
Sin el rugido de las grandes turbinas que despiertan a los residentes durante el despegue,los aeropuertos podrían funcionar prácticamente a toda hora o incluso más cerca de las zonas urbanas, con menos contaminación acústica. Es posible que todavía haya ruido al acercarse, pero se puede aliviar al descender en un ángulo más pronunciado.
La aviación eléctrica también podría poner de cabeza a la jerarquía aeroespacial, socavando los modelos de negocios de los principales fabricantes de motores, como Rolls Royce y General Electric.
Entonces, ¿quién estará en una mejor posición para reclamar el valor de integrar un sistema eléctrico o híbrido en un fuselaje: el fabricante tradicional de turbinas de gas, los especialistas en sistemas eléctricos o los fabricantes de aviones?
“Definitivamente, la distribución del valoren un avión va a cambiar”, dice Frank Anton,director de e Aircraft en Siemens, que hace pruebas de aviones eléctricos y de propulsión híbrida desde hace varios años. “Desde un punto de vista técnico, habrá razones para cambiar la forma como se realiza la integración y los sistemas que se deben considerar como componentes, en lugar de sistemas completos”.
Mark Cousins, el ejecutivo de Airbus a cargo de los prototipos de vuelo, dice: “Ser fabricante de turbinas de gas ya no es suficiente”.
Mientras se lleva a cabo la batalla por los sistemas eléctricos, se intensifica la presión sobre la industria para resolver su creciente problema de emisiones.
Los viajes aéreos representan 2% de las emisiones en todo el mundo. Pero con el tráfico aéreo que se duplica cada 15 años, las emisiones de la aviación aumentan de 4.5 a 6% cada año, de acuerdo con la alianza de investigación público-privada Clean Sky de la Unión Europea. Roland Berger estima que podrían representar 10% del total en 2050.
El programa Flightpath 2050 de la UE exige una reducción de 75% en las emisiones de carbono por pasajeros-kilómetro para 2050. Pero sin la tecnología eléctrica, no se lograrán esos objetivos, dice Ric Parker, presidente de Clean Sky.
“Tiene que ser una parte importante de esa ecuación. De lo contrario, nos quedamos muy cortos”, dice el profesor Parker, quien cree que el próximo programa Clean Sky se centrará en la aviación eléctrica. “Se puede argumentar que la aviación puede compensar la diferencia mediante el comercio de carbono... pero eso solo envía el problema a otro lugar”.
El empuje de los automóviles eléctricos impulsa las mejoras en baterías y sistemas que alguna vez parecían imposibles, para que ahora estén al alcance de la aviación comercial, al menos en una forma híbrida y para vuelos más cortos de hasta 1,609 kilómetros, perfecto para muchas de las rutas que vuelan las aerolíneas de bajo costo.
“La cuestión es cuándo sucederá la aviación eléctrica, no si (va a ocurrir)”, dice Chris Essex,jefe de flota y compras en EasyJet, la segunda mayor aerolínea de bajo costo de Europa por número de pasajeros.
Los retos
Incluso con las recientes mejoras en la capacidad de almacenamiento de las baterías, existen restricciones fundamentales para volar aviones de pasajeros más grandes que utilicen sistemas totalmente eléctricos.
“Las baterías tienen una densidad de energía 60 veces menor que el queroseno (el gas avión)”, dice Stéphane Cueille, jefe de innovación de Safran, el fabricante francés de moto-res de avión que realizó este año su primera prueba de un sistema de propulsión híbrido-eléctrico distribuido.
“Incluso si multiplicas por cinco la densidad actual —más allá de lo que los laboratorios dicen que podemos lograren el futuro— necesitarías 180 toneladas de baterías para volar un avión de fuselaje estrecho A320 más de 3,000 millas náuticas. El peso de despegue del avión es de solo 80 toneladas, por lo que eso da una idea del desafío”.
Al igual que en la industria automotriz, la tecnología híbrida será un peldaño importante. Airbus se asoció con Siemens y Rolls-Royce para desarrollar un avión eléctrico híbrido comercialmente viable, de entre 50 y 100 asientos, que entraría en servicio en la década de 2030.
Mientras tanto, Boeing fortalece su propia investigación al participar en startups como Zunum, el desarrollador de aviones con sede en Washington, y el grupo de baterías Cuberg.
El año pasado adquirió Aurora Flight Sciences, que trabajó extensamente para el gobierno estadounidense en aviación eléctrica y autónoma.
Pero incluso los sistemas híbridos tendrán que avanzar muy rápido para ser competitivos con los aviones convencionales. Las baterías y las celdas de combustible todavía son demasiado pesadas y se tiene que resolver el problema del calor generado por los cables y otros componentes.
También existe un mayor riesgo de incendios por electricidad, cuando se usan voltajes más altos en las atmósferas más delgadas donde opera el avión. Finalmente, la pérdida de potencia en las etapas de un sistema híbrido significa que las turbinas de gas siguen siendo mucho más eficientes.
El Dato.1 millón de mdd
es el valor del mercado de aviones regionales con capacidad para 100 asientos
La infraestructura se mantiene como uno delos mayores desafíos para la aviación eléctrica,de acuerdo con las aerolíneas. “La capacidad de cargar baterías, cómo prestar soporte en tierra y lo que eso significa para la utilización delos activos: hay algunas preguntas importantes que aún no tienen respuesta.
Los aeropuertos tienen que pensar en esta ruta”, dice Essex. Hasta que otros comiencen a comprometerse con la aviación eléctrica, todavía hay incertidumbre sobre cómo se desarrollará el mercado comercial.
Zunum estima que el mercado de aviones regionales con capacidad para 100 asientos en la actualidad tiene un valor de un millón de millones de dólares.
Pero los ejecutivos de Boeing y Airbus dicen que las limitaciones que pesan sobre la aviación híbrida y eléctrica hacen que sea difícil tener predicciones claras sobre el potencial del mercado.La industria se siente orgullosa de que volar todavía es uno de los modos de transporte más seguros, a pesar del rápido crecimiento en el tráfico.
El año pasado no hubo accidentes mortales en aviones comerciales de pasajeros. Nadie quiere ver que la próxima revolución de la aviación manche ese registro, dice Paul Stein, director de tecnología de Rolls Royce.
El enfoque se mantendrá en la seguridad y la confiabilidad, y eso significa que la tecnología tardará en madurar.“Estamos en un largo viaje”,dice. “No debemos degradar la confiabilidad en donde estamos en la actualidad”.