Aviones eléctricos compitiendo en beneficio de la tecnología (y también por 1,3 millones de dólares)

  el 7 de October de 2011

Pipistrel Taurus G4
La fundación CAFE, con el patrocinio de la NASA y Google, organizó la semana pasada una competición internacional de vuelo eficiente, denominada CAFE Green Flight Challenge. El primer premio, que ascendía a 1,3 millones de dólares, se lo llevó el equipo Pipistrel-USA.com con su avión eléctrico Pipistrel Taurus G4.

El reto consistía en recorrer un circuito (aéreo, claro) de 200 millas (321,88 km) en menos de 2 horas y con menos de un galón americano de combustible (3,78 litros). Traducido conjuntamente, significa realizar una media de 161 km/h consumiendo 1,17 l/100km, o su equivalente en energía eléctrica. Ahí es nada.

La aviación eléctrica está limitada de momento a aviones muy pequeños

Puesto que la movilidad va sobre llevar personas a sitios, el consumo exigido era por ocupante, de modo que un avión con dos pasajeros podía consumir el doble (esto es, 1,17 l/100 km por cada pasajero). Pues bien, el avión ganador logró alcanzar el objetivo inicial con dos ocupantes, lo que supone un consumo por pasajero de 0,585 l/100km. Esto significa duplicar la eficiencia objetivo.

El modelo ganador, propulsado por un motor eléctrico a baterías, es la demostración palpable de que la aviación eléctrica es, al menos para aviones muy pequeños, totalmente factible. Cosa muy distinta sería hacer despegar un Airbus A-380 con 500 personas a bordo para cruzar un océano, con la ayuda de motores eléctricos y baterías (y una extrema confianza en el propio destino).

Llegados a este punto, cabe preguntarse cuáles son los límites de esta tecnología. Obviamente, no han trascendido los detalles técnicos del aparato, pero cabe suponer que el avión estaba estrictamente diseñado para el reto a superar, de modo que tenía la energía justa para recorrer 300 millas (la distancia estipulada +50%) y la potencia justa para alcanzar la media de velocidad mínima exigida.

Como es sabido, la densidad energética de las baterías actuales es un gravísimo problema para vehículos terrestres; es obvio que aún lo es más para algo que tiene que volar. Si en tierra se alcanza rápidamente un punto en el que son necesarias más baterías para desplazar el peso de las propias baterías y casi nadie (*) se atreve a hacer vehículos eléctricos que superen los 200 km de autonomía, pues tanto más en el aire.

El peso y las baterías son puntos claves para los vuelos eléctricos

Alguien podría pensar que un avión con el doble de baterías podría recorrer el doble de distancia que este y el problema de la autonomía estaría resuelto, pero no es así. Esta idea (falsa) es lo que en diseño industrial se llama la falacia de la escala y este caso viene “al pelo” para reflexionar sobre ello.

Si a este mismo avión se le duplicasen las baterías, su carga energética sería exactamente el doble (sea cual fuere inicialmente). Pero su masa se vería sustancialmente incrementada, lo que implicaría un rediseño del conjunto (mayor superficie de las alas para sustentación, refuerzo de la estructura para soportar mayores tensiones, posible ampliación del volumen total para albergar esas baterías…)

Todo ello conduciría a un avión totalmente diferente, cuya extrema eficiencia energética inicial se habría perdido, en parte, por el camino. Necesitaría más energía para acelerar, más energía para elevarse y más energía para recorrer cada kilómetro de vuelo, de forma que esa carga adicional se emplearía, en gran medida, para transportarse a sí misma, aportando un incremento sólo marginal en la autonomía del aparato.

Esto mismo sucede con un coche a baterías pero en un avión es, quizá, más evidente. Además del efecto comentado de la masa adicional, está el efecto de la no linealidad del mundo físico: duplicar la potencia de un coche no implica alcanzar el doble de velocidad máxima, porque la resistencia aerodinámica no es proporcional a la velocidad, sino al cuadrado de ésta (el Bugatti Veyron es la prueba más evidente de esta realidad).

Como conclusión, cabe decir que la proeza tecnológica que supone en octubre 2011 haber alcanzado las cifras antes mencionadas es incuestionable y demuestra inequívocamente que una aviación eléctrica es posible.

Asimismo, sus límites en tamaño y autonomía son, en el momento presente, los propios de una tecnología que está dando sus primeros pasos.

Ojalá llegue muy lejos.

(*) El Tesla Model S promete una autonomía máxima (opcional) de casi 500 km pero se desconoce, por el momento, su masa total. Aunque es algo aventurado decirlo, previsiblemente superará los 2.000 kg con holgura.

Fuente: Wired Autopia
Imagen: etsinnovation.wordpress.com
En Tecmovia: Airbus quiere que sus aviones sean eléctricos en tierra | KLM realiza su primer vuelo utilizando biocombustible, ¿positivo o negativo? | El avión coche puede estar más cerca de ser realidad con el Terrafugia Transition

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