Un consorcio de empresas españolas liderado por la aerolínea ITP Aero ha comenzado a desarrollar el primer motor de avión propulsado por hidrógeno que funciona íntegramente con tecnología autóctona. Se prevé que las primeras pruebas se puedan realizar a mediados de 2025. El proyecto de 12 millones de euros, en el que participan las empresas Destinius, Ajusa y Aerotecnic, se enmarca dentro del Programa de Tecnología Aeronáutica…
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El proyecto patrocinado por el CDTI, «Criogenia, baterías y combustión de hidrógeno en el transporte aéreo», incluye cuatro líneas de investigación, siendo la más destacada la modernización de motores de aviones existentes para que funcionen solo con hidrógeno. Primero se probará su funcionamiento con gas natural antes de adaptarse a los elementos químicos. El consorcio diseñará un nuevo banco de pruebas apto para probar motores de aviación propulsados por hidrógeno en las instalaciones del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en Torrejón de Ardos (Madrid). Las pruebas deben realizarse al aire libre para evitar el riesgo de usar hidrógeno en espacios cerrados.
Al mismo tiempo, explicó Fernández Castañeda, se desarrollará tecnología para convertir hidrógeno líquido en gas y regular su uso en turbinas de gas. “Vamos a tener que lidiar con el hidrógeno criogénico. Los lanzadores de transbordadores espaciales tienen hidrógeno líquido, pero se queman rápidamente. En la aviación, eso no es posible porque hay menos espacio para almacenarlo y consume. La forma es más estandarizada”. , dice ITP Aero Ingeniero Aeronáutico. El desafío incluirá encontrar los componentes técnicos adecuados para regular el hidrógeno líquido a 250 grados centígrados bajo cero y convertirlo a un estado gaseoso para que pueda inyectarse en el motor. El plan es desarrollar intercambiadores de calor livianos que realicen esta función.
Usar hidrógeno como fuente de energía primaria en los aviones es la mejor opción como alternativa limpia al queroseno contaminante que ahora usan los aviones. La aviación representa casi el 2,5 por ciento de las emisiones mundiales de dióxido de carbono. Airbus se ha fijado el objetivo de hacer que las plantas de energía de hidrógeno estén comercialmente disponibles para 2035. La multinacional europea ya está probando en esta línea, al igual que los pasos que ha dado Rolls-Royce para conseguir una potencia de motor impulsada por este elemento. Químico.
La peculiaridad del hidrógeno radica en el gran volumen que ocupa. En estado gaseoso (a una presión de 700 bar) el espacio requerido es 10 veces mayor que un tanque con queroseno. “No caben en el avión”, dijo Fernández Castañeda. Si es un líquido (-250 grados), todavía ocupa cuatro veces el peso, pero tiene la ventaja de pesar un tercio menos por la misma cantidad de energía. No es posible alojarlo en el ala de un avión, y su uso requeriría modificar el pasillo de pasajeros para instalar tanques de hidrógeno.
El proyecto, todavía en pañales, incluye investigación básica sobre la combustión del hidrógeno. En esta parte, apunta Fernández Castañeda, se diseñará “un quemador muy simple” para entender cómo se comporta el hidrógeno durante la combustión. Otro pilar incluirá el desarrollo de sistemas de propulsión que utilicen pilas de combustible para generar electricidad.
Prototipo de avión propulsado por hidrógeno.cedido
ITP Aero es líder en la industria aeronáutica española y ocupa el noveno lugar a nivel mundial. Más de la mitad de todos los aviones de doble pasillo en los cielos están equipados con turbinas fabricadas por ellos. Para este proyecto tecnológico se ha asociado con Destinius, una start-up que desarrolla un avión de transporte supersónico propulsado por hidrógeno líquido; Ajusa, especializada en aplicaciones de pilas de combustible, y Aerotecnic, especialista en la fabricación de estructuras y sistemas aeronáuticos. Las empresas cuentan con el apoyo de centros tecnológicos y universidades, así como del INTA y el Centro Nacional del Hidrógeno. Participaron un total de treinta personas.
Los ingenieros de ITP Aero prevén que participar en esta apuesta tecnológica supondrá «tomar una posición en el mercado que se abre con la fabricación de turbinas de hidrógeno. Según un estudio, los motores impulsados por hidrógeno como los que está desarrollando Airbus podrían alcanzar un 18% cuota de mercado en el futuro”. El segundo impacto del proyecto es el “efecto tractor”, que se logrará mediante la creación de una instalación en el INTA capaz de probar motores de hidrógeno: “Este es un claro ejemplo de una exitosa asociación público-privada. Este banco de pruebas, único en Europa, no solo convertirá a ITP Aero en la única empresa europea con tales capacidades, sino que permitirá al INTA desarrollar sus propios proyectos en el banco de pruebas, convirtiendo así a la industria aeronáutica española en pionera en el uso de hidrógeno Test motores de aviación”, asegura Fernández Castañeda.
El calendario de trabajo prevé que el diseño del banco de pruebas comience a lo largo de 2023 y que esté listo para su montaje el año siguiente, por lo que “la previsión es que el motor esté funcionando con hidrógeno a mediados de 2025”. El motor resultante es adecuado para aeronaves de corto a mediano alcance (tipo Airbus A320), ya que las aeronaves de doble pasillo de larga distancia requieren una gran cantidad de combustible, que no puede almacenarse en la aeronave y no es aerodinámicamente eficiente. SAF Sustainable Fuel Solutions siempre debe ser la opción para estas grandes instalaciones.
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