¿Serán posibles los vuelos de larga distancia sin sentimiento de culpa? Esto es lo que sabemos
Aunque el sector representa actualmente en torno al 2,5% de las emisiones mundiales de carbono, su impacto real sobre el clima es en realidad mayor, debido a la emisión de otros gases de efecto invernadero y a la formación de estelas de condensación que atrapan el calor creadas por los motores a reacción. Mientras tanto, se prevé que la demanda de transporte aéreo aumente constantemente, y que la flota mundial de aviones comerciales se duplique de aquí a 2042 para mantener el ritmo, según Boeing.
"Según la medida más utilizada -las emisiones de carbono-, el problema del transporte aéreo es que no sólo está creciendo, sino que además es muy difícil de descarbonizar, por lo que se prevé que sea responsable de una parte cada vez mayor del presupuesto a medida que otras industrias reduzcan sus emisiones más rápidamente", afirma Gary Crichlow, responsable de análisis comerciales de la consultora AviationValues. "El núcleo del problema de la descarbonización es que aún no hemos encontrado una fuente de energía sin carbono que pueda replicar la densidad energética del combustible para aviones a la escala, coste, seguridad y fiabilidad que necesita la aviación mundial".
Los vuelos de medio y largo recorrido son los mayores responsables, con un 73% de las emisiones de carbono de la aviación. Según la Aviation Environment Federation, grupo británico sin ánimo de lucro que vigila el impacto ambiental de la aviación, un vuelo de ida y vuelta de Londres a Bangkok puede producir más emisiones de las que se ahorrarían siguiendo una dieta vegana durante un año.
A medida que la crisis climática continúa, la preocupación por los vuelos de larga distancia empieza a influir en las decisiones de viaje, empujando a muchos hacia viajes menos perjudiciales más cerca de casa. Pero es natural preguntarse cuándo y si habrá un vuelo de larga distancia "libre de culpa", es decir, verdaderamente sostenible.
En busca del SAE
En concreto, el objetivo del sector es alcanzar el nivel cero en 2050, es decir, reducir al máximo la contaminación que calienta el planeta y, si sobra algo, eliminarlo de la atmósfera. ¿Cómo piensa conseguirlo?
"Las tecnologías que estamos considerando son principalmente los combustibles de aviación sostenibles, que se utilizan hoy en día a un nivel muy mínimo, y otras dos que podríamos considerar un poco más avanzadas: la electrificación y el hidrógeno", explica Gökçin Çınar, catedrático de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Michigan.
El combustible de aviación sostenible, o SAF, es un tipo de combustible alternativo para aviones que puede reducir las emisiones de carbono hasta en un 80%. Tiene una baja huella de carbono porque suele fabricarse a partir de plantas que han absorbido dióxido de carbono (CO2) durante su vida. Cuando se quema, ese CO2 se devuelve a la atmósfera, mientras que al quemar el queroseno del combustible de aviación tradicional, fabricado a partir de combustibles fósiles, se libera CO2 que antes había quedado encerrado.
El SAF puede crearse a partir de varias fuentes, como las algas, el hidrógeno y la captura de CO2 directamente del aire, pero a corto plazo, según Çınar, el SAF más prometedor procede de residuos, como los aceites de cocina usados.
"Podemos tomarlos y, mediante algunos procesos químicos, convertirlos en hidrocarburos", afirma.
"El combustible para reactores también es un hidrocarburo y, debido a esta similitud, podemos utilizar el SAF en los motores que tenemos hoy en día sin modificarlos".
Sin embargo, sólo una ínfima fracción -alrededor del 0,1%- de todo el combustible de aviación que se utiliza hoy en día es SAF, aunque la IATA, la asociación comercial de las aerolíneas del mundo, espera que pueda reducir la contaminación climática de la aviación en un 65% de aquí a 2050. La principal razón de su lenta adopción es que sigue siendo más caro: entre 1,5 y 6 veces más caro que el combustible de aviación normal. Bajar el precio sólo será posible con un gran aumento de la producción y presión política. Ambas cosas podrían llevar años.
El otro problema es que la normativa vigente prohíbe que los motores de los reactores funcionen al 100% con SAF.
"Estamos formando asociaciones e intentando influir en la política, pero actualmente hay un límite de mezcla para el SAF del 50%", dice Ryan Faucett, director de sostenibilidad medioambiental de Boeing. "Lo bueno del SAF es que se ha demostrado que es un combustible 'drop in', es decir, que no hay que cambiar nada. Lo que hay que hacer ahora es buscar mezclas con mayor contenido de SAF. La respuesta podría ser que realmente no necesitamos cambiar nada, o que necesitamos hacer algunas actualizaciones en ciertos componentes".
Tanto Boeing como Airbus, que juntas poseen más del 90% de la cuota de mercado de aviones comerciales, han confirmado a la CNN que para 2030 todos sus nuevos aviones serán compatibles con el 100% de SAF. Mientras tanto, se está probando la tecnología disponible. El primer vuelo transatlántico propulsado al 100% por SAF despegó el 28 de noviembre, operado por Virgin Atlantic de Londres a Nueva York.
La esperanza del hidrógeno
Cuando se utiliza para propulsar un avión, el SAF sigue produciendo emisiones de CO2 del mismo modo que el combustible de aviación normal. Para evitar las emisiones durante el vuelo, la tecnología más prometedora parece ser el hidrógeno, un combustible de combustión limpia que reduciría la contaminación de los gases de escape, pero que todavía no es totalmente respetuoso con el clima.
"Siendo realistas, los aviones de hidrógeno más pequeños podrían introducirse a mediados de la década de 2030", afirma Andreas Schäfer, catedrático de energía y transporte del University College de Londres. "Pero habría que esperar hasta 2040 o más para introducir aviones más grandes".
Algunos aviones propulsados por hidrógeno podrían surcar los cielos incluso antes, ya que varias empresas de todo el mundo están trabajando para reequipar las aeronaves actuales con tecnología de pila de combustible de hidrógeno, como Cranfield Aerospace, que iniciará vuelos de prueba en su monoplano Britten-Norman Islander reconvertido en 2024.
"Hay un depósito de hidrógeno a bordo en una pila de combustible, que convierte el hidrógeno en electricidad, la cual propulsa los motores eléctricos de a bordo", explica Schäfer.
Pero para los viajes de larga distancia, los aviones tendrán que rediseñarse por completo. "Para ello se necesitan avances significativos en la tecnología de tanques", afirma. "De momento, la mayor parte del combustible se almacena en las alas. Pero el hidrógeno líquido es muy frío -253 grados Celsius, o -423 Farenheit-, por lo que se necesita un tanque de almacenamiento con una superficie muy pequeña para minimizar la pérdida de calor y la evaporación. En las alas, la superficie sería enorme y toda el ala explotaría por la acumulación de presión".
Eso significa que los tanques tendrían que ir en el fuselaje, y eso implica desafíos técnicos. Pero cuando se resuelva este problema, el hidrógeno dará sus frutos, dicen los expertos.
"En realidad, el hidrógeno brilla cuando se utiliza en aviones más grandes", dice Çınar. "Es muy ligero en términos de masa, pero ocupa mucho espacio. Por eso tenemos que buscar nuevos diseños de aviones que tengan espacio suficiente para él". Es realmente un momento muy emocionante, porque los nuevos diseños de aviones que necesitan un mayor volumen para el hidrógeno podrían dar lugar a aviones que no se parezcan a lo que tenemos hoy."
Airbus se ha mostrado especialmente activo en el desarrollo y ensayo de la propulsión por hidrógeno. "Nuestra ambición es poner en servicio un avión propulsado por hidrógeno para 2035", dijo un portavoz de Airbus a CNN. "A medio plazo, creemos que el hidrógeno tiene el potencial de reducir considerablemente el impacto climático de volar".
En 2020, Airbus reveló varios aviones conceptuales propulsados por hidrógeno, incluido un avión tradicional con forma de "tubo y ala" capaz de transportar hasta 200 pasajeros, y un tipo de "ala mezclada" más radical de tamaño similar, en el que las alas se funden con el cuerpo principal del avión. Es un diseño que también están desarrollando otras empresas, como la californiana JetZero, que tiene el ambicioso objetivo de poner en servicio un avión de alas combinadas para 2030. Los ingenieros creen que, gracias a su forma innovadora, reducirá en un 50% el consumo de combustible y las emisiones.
Boeing tampoco está fuera de la carrera, pero no ve a la vuelta de la esquina un avión de hidrógeno para vuelos de larga distancia. "Tenemos mucha experiencia con el hidrógeno: somos el principal constructor del tanque principal del Sistema de Lanzamiento Espacial de la NASA", dice Faucett refiriéndose al cohete que impulsará la misión lunar Artemis. "Pero construir y certificar depósitos de hidrógeno para la aviación comercial no está exento de dificultades. El hidrógeno ocupa mucho espacio y es difícil de contener y transportar. En vuelos de media y larga distancia, no lo vemos como fuente directa de propulsión hasta 2040. Probablemente, siendo más realistas, hasta 2050 y más allá".
Cuando los aviones de hidrógeno despeguen, estarán libres de emisiones, pero eso no será todo. "Es importante tener en cuenta que, aunque el hidrógeno es técnicamente cero emisiones desde el punto de vista del carbono en el momento de utilizarlo, desde un punto de vista planetario general el impacto medioambiental de su producción importa", afirma Critchlow, analista de aviación. Añade que la mayor parte del hidrógeno que se produce hoy en día procede de combustibles fósiles, y que la infraestructura para almacenar y suministrar hidrógeno allí donde lo necesitan los aviones propulsados por hidrógeno aún está por construir y poner en funcionamiento.
Eléctrico y más allá
Si su sueño es un vuelo transatlántico a bordo de un avión eléctrico casi silencioso, puede que tenga que esperar más de lo que cree: "La física se interpone en cierto punto con la densidad energética de las baterías y su peso", dice Faucett, de Boeing. "El peso de la batería se mantiene durante todo el vuelo y no disminuye a medida que se utiliza. Tendríamos que ver cambios de magnitud [en las baterías] para considerarlas para vuelos de larga distancia. En este momento, yo diría que eso es para una generación futura".
Çınar calcula que los aviones totalmente eléctricos se introducirán ya en 2040, pero que se limitarán a aviones regionales, con capacidad para un máximo de 100 pasajeros. "A más largo plazo, los aviones de fuselaje ancho podrían integrar una electrificación leve, pero el mayor impacto vendría del hidrógeno y los combustibles de aviación sostenibles", afirma.
Schäfer está de acuerdo. "Si en las dos próximas décadas se ponen en marcha aviones eléctricos, será para aplicaciones de nicho de mercado y de menor autonomía", afirma. "Para aviones más grandes se necesita un cambio radical en la química de las baterías, y algunas empresas que presentaron interesantes perspectivas al respecto dejaron de existir de repente. Así que es un mercado un poco volátil". Sin embargo, al final lo conseguiremos, añade: "Las baterías de litio-aire [más ligeras que las actuales de iones de litio, aunque con problemas de ingeniería inherentes que aún no se han resuelto] tienen una energía específica comparable a la del combustible para aviones. Pero habrá que esperar mucho para conseguirlas: casi seguro que no para 2050".
Antes de esa fecha, habrá que buscar en otra parte. Antes de 2050, hacer que la aviación sea más sostenible será probablemente una combinación de cosas, según Faucett: "Motores más eficientes en combustible, aviones más eficientes en combustible y eficiencia operativa".
"Estamos trabajando con los reguladores y estamos trabajando en tecnologías que nos permitan tener trayectorias de vuelo más eficientes", afirma, y añade que esto último debería reducir el uso de combustible -y, por tanto, las emisiones- entre un 5 y un 10%. En cuanto a los vuelos de larga distancia, señala al SAF como "el grande".
Añade que el sector tiene la oportunidad de empezar a comercializar estos vuelos multisolución y más sostenibles, y que esa campaña de marketing debería coincidir con la preparación de los aviones para funcionar al 100% con SAF.
"Creo que este cambio se producirá en los próximos cinco años: primero veremos vuelos de demostración de larga distancia con un 100% de SAF, y luego empezaremos a ver servicios regulares", afirma.
"Esa fecha de 2030 es nuestro objetivo para tener el avión listo, y creo que la cadena de suministro también va a estar lista para apoyar esos vuelos".
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Fuente: edition.cnn.com
