El hidrógeno como combustible para la aviación sustentable

La utilización del hidrógeno en sistemas de propulsión para diferentes transportes no es nueva, en los automóviles desde hace varias décadas se estudia la utilización del hidrógeno tanto como combustible como en células de hidrógeno que, al descomponer las moléculas de compuestos, a partir del hidrógeno se obtiene electricidad.

En la aviación no había tanto desarrollo porque implica muchas cosas que generan peso y eso es crítico en un avión. Además, no se han conseguido baterías que puedan tener la misma capacidad energética que el combustible. Pero esto está cambiando y por ello el impulso que en muchos países se está dando al desarrollo de tecnologías limpias también para la aviación.

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El proyecto de Airbus de desarrollar su primer avión impulsado por hidrógeno en la siguiente década es la noticia más destacada por ser uno de los fabricantes más grandes del mundo, pero hay otros desarrollos importantes que, además, podrían contribuir a los desarrollos de Airbus.

Uno de los problemas es que no se ha definido si el hidrógeno se utilizaría como combustible o para generar electricidad para alimentar un avión eléctrico. Incluso podría haber una opción híbrida. Están las posibilidades abiertas a lo que vayan arrojando las investigaciones. Por ello no se ha definido tampoco si ese primer avión para la siguiente década será un turbohélice regional, un jet de un solo pasillo o una aeronave completamente nueva.

El hidrógeno como combustible

Una de las opciones es la utilización del hidrógeno como combustible en motores jet que requieren pocas modificaciones para su utilización, con eso no se tendría qué hacer un desarrollo completo no solo del avión sino de su sistema de propulsión. Muchos se preguntarán qué se gana si el hidrógeno se quema como el combustible; bueno, para empezar, no hay emisiones de carbono por lo que no hay contaminación, el hidrógeno al salir se mezcla con el aire formando agua e integrándose en la atmósfera.

Así que buscando el desarrollo de motores jet modificados para la utilización de hidrógeno, la empresa GKN Aerospace en colaboración con el programa nacional de Suecia denominado H2JET, decidieron invertir 2 millones de libras para desarrollar subsistemas claves para la utilización de hidrógeno en motores para aviones civiles de tamaño medio. El programa es una inversión público-privada en colaboración con la Universidad Chalmers de Tecnología, Universidad de Lund, el Real Instituto KTH de Tecnología, Universidad West, Institutos de Investigación de Suecia (RISE) y Oxeon; apoyados por la Agencia de Energía de Suecia.

GKN es una de las empresas líderes en el desarrollo de tecnologías de diversas aplicaciones, con presencia alrededor del mundo. Su historia data desde hace más de 250 años con la llegada de la revolución industrial y en el último siglo ha apoyado el desarrollo de la aviación, proporcionando investigaciones, tecnologías y desarrollo de componentes para estructuras, motores y sistemas diversos. Sus clientes son los principales fabricantes de aviones, motores y sistemas alrededor del mundo incluyendo a Airbus y Boeing.

Desarrollando la tecnología

Como decíamos, el hidrógeno tiene la ventaja de poder impulsar un avión con eficiencia, es muy barato y por ello se pretende que sea una pieza fundamental en la estrategia de descarbonización de la aviación. Y dado que en apariencia será más fácil y rápido utilizarlo como combustible, el enfoque de del programa H2JET así como el programa H2GEAR de la propia GKN Aerospace, exploran el uso de hidrógeno líquido en el sistema de propulsión a través de la combustión del hidrógeno en un motor turbohélice o turbofán, con el potencial de entrar en servicio hacia el 2035.

El programa H2JET puso a GKN al centro de los desarrollos tecnológicos necesarios para la aviación sustentable, que creará una nueva generación de viajes aéreos limpios al eliminar las emisiones de CO2. Al validar las tecnologías de componentes y subsistemas para motores de combustión de hidrógeno, H2JET acelerará el desarrollo del vital programa de motor internacional y de su demostrador.

La aviación europea está comprometida al ambicioso plan de llegar a cero emisiones de CO2, presentado este año como Destino 2050. El plan muestra un posible camino que combina nuevas tecnologías, operaciones mejoradas, combustibles de aviación sustentable y medias económicas. La tecnología de propulsión por hidrógeno ofrece una de las oportunidades más promisorias de descarbonizar la aviación global.

Los esfuerzos se encaminan hacia el mismo lugar

El Vicepresidente de GKN Aerospace Global Technology Center, en Trollhattan, Suecia, Henrik Runnemalm, dijo recientemente que con el apoyo de la Agencia de Energía de Suecia esperan hacer realidad este proyecto y podrán aprovechar su larga experiencia con tecnologías de hidrógeno del cohete Ariane, así como las capacidades de tecnologías de manufactura de bajo peso y diseño avanzado, para ayudar a darle forma al futuro sustentable de la aviación.

Encaminado de la misma manera, está el Proyecto RISE de General Electric y Safran, cuya siguiente generación de motores para aviación a través de CFM International, también para mediados de la siguiente década, quieren que pueda aprovechar todo tipo de nuevas tecnologías, por lo que estará preparado para la utilización de combustibles fósiles de manera eficiente, combustibles sustentables, hidrógeno, eléctrico e híbridos.

Y lo que es muy claro es que los desarrollos de los siguientes años darán frutos en los ‘30s con nuevos aviones muy distintos a lo que tenemos hoy, que cambiarán diametralmente a la aviación como la conocimos en su primer siglo de existencia.

Fotos: GKN Aerospace / Airbus / CFM International