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Helos Magazine Historias Reportaje

El futuro de los helicópteros es verde

No será pronto, pero el cambio hacia la movilidad sustentable llegará también a la industria de las alas rotativas. El desafío es reducir las emisiones contaminantes, desde la fuente de energía hasta la puesta en marcha y así lograr la descarbonización. 

Aunque todavía no existe el helicóptero perfectamente limpio, ya se asoman nuevas alternativas que prometen disminuir su huella de carbono, como los “taxis voladores” eléctricos, aeronaves a base de hidrógeno, y nuevos diseños que permiten ahorrar combustible y contaminar menos.

Son varias las empresas de la industria aeronáutica que están tomando medidas para enfrentar los desafíos ambientales, incluida la transición a combustibles de aviación sostenibles derivados de fuentes renovables de combustibles no fósiles y utilizados por aeronaves certificadas para combustibles Jet A / A-1.

Es solo cuestión de tiempo – y mucho dinero- antes de que la conversación sobre combustibles alternativos y propulsión eléctrica se apodere de todas las facetas de la industria de los helicópteros.

Combustible de aviación sostenible

En la actualidad el combustible de aviación sostenible, SAF, por sus siglas en inglés (Sustainable Aviation Fuel) es la única alternativa de sustitución directa de combustibles líquidos fósiles para la aviación comercial.

El término hace referencia a todo tipo de querosenos elaborados de manera sostenible que no perjudique la cadena alimenticia, por lo que también se los conoce como de segunda generación. 

El SAF reduce las emisiones de dióxido de carbono, gracias al uso de material residual y de desecho como aceites y grasas vegetales usados. También pueden estar elaborados de residuos sólidos de hogares y negocios como empaques, papeles, textiles y restos de comida que de otra manera irían a vertederos o a la incineración.

Como resultado, el combustible no tiene un impacto negativo en la producción de alimentos agrícolas. 

Es importante destacar que los biocombustibles se utilizan en las mismas condiciones de rendimiento y seguridad que los combustibles convencionales y además representan una solución completa de entrega inmediata, esto significa que la aeronave puede ser propulsada por SAF sin requerir cambios en la infraestructura de abastecimiento de combustible o en la aeronave lo que representa una reducción de costos importante. 

Además de los biocombustibles, los electrocombustibles también podrían ayudar a reducir las emisiones. Estos combustibles sintéticos utilizan hidrógeno verde, producido mediante electrólisis con energías renovables, y lo combinan con el carbono que se extrae del CO2. Si este CO2 se obtiene usando tecnología para capturar carbono, podríamos estar cerca de conseguir un combustible totalmente libre de emisiones.

Bell Flight 

Actualmente, todos los helicópteros de la flota de demostración y capacitación operadas por Bell, que suman un total de 20 aeronaves, comenzaron a utilizar combustible de aviación sostenible a partir del 25 de marzo. 

«A medida que la industria avanza hacia un futuro más verde, la decisión de Bell de introducir SAF en nuestros helicópteros de entrenamiento y demostración es un reflejo de nuestra dedicación a este objetivo compartido y a proporcionar alternativas limpias para el medio ambiente», dijo Michael Thacker, vicepresidente ejecutivo de Tecnología y Negocios Comerciales.

Además de la integración de SAF, Bell está explorando otras formas de disminuir el consumo de combustible testeando tecnología eléctrica en vehículos nuevos, como el Bell Autonomous Pod Transport y el demostrador Antipar distribuido eléctricamente.  

Bell continúa apoyando a la industria de la aviación en su objetivo de lograr un crecimiento neutro en carbono y reducir las emisiones de dióxido de carbono en un 50 por ciento para 2050.

El compromiso de Airbus Helicopters

Airbus Helicopters es el creador del Grupo de Usuarios de Combustible de Aviación Sostenible (SAF), dedicado a la comunidad de alas rotativas para unir a la industria e impulsar el despliegue de biocombustibles. 

De esta forma la compañía líder en el sector está llamando a todos los interesados ​​a unirse a la iniciativa para reducir el impacto de la aviación en el medio ambiente.

Actualmente todos los helicópteros fabricados por Airbus están certificados para funcionar con una mezcla de hasta un 50% de SAF en el combustible fósil tradicional.

Recientemente han realizado el primer vuelo de un helicóptero Airbus H225 con combustible de aviación 100% sostenible (SAF) alimentando uno de los motores Safran Makila 2.

“El SAF es un pilar importante en la estrategia de descarbonización de Airbus Helicopters porque proporciona una reducción inmediata de CO2 sin impacto negativo en el rendimiento del helicóptero”, expresó Stefan Thome, Vicepresidente Ejecutivo de Ingeniería y Director Técnico de Airbus Helicopters.

CityAirbus NextGen es un concepto multicóptero de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) totalmente eléctrico de cuatro asientos, equipado con alas fijas. Cuenta con un alcance de 80 km y una velocidad de crucero de 120 km/h, lo que lo hace perfectamente adecuado para operaciones de vuelo de cero emisiones para una variedad de aplicaciones en las principales ciudades.

Safran 

Safran lidera los esfuerzos de la industria de motores para reducir las emisiones de dióxido de carbono de los helicópteros y recientemente ha hecho funcionar un motor Arrano utilizando un 38% de combustible de aviación sostenible (SAF) en su planta de Bordes (suroeste de Francia).

Además han realizado el primer vuelo de un helicóptero de rescate con biocombustible, concretamente un Airbus Helicopters H145 del ADAC Luftrettung, operando sus turbinas gemelas Arriel 2E con una mezcla de 40% de biocombustible y Jet-A1 convencional. Este biocombustible ha sido producido a partir de aceite de cocina usado. 

Esta ejecución en tierra marca el primer paso de una estrategia para implementar el SAF en las celdas de prueba de motores en todas las plantas de Safran Helicopter Engines.

 “Todos los motores Safran están certificados para funcionar con hasta un 50 por ciento de combustible sostenible, incluido el biocombustible. Nuestro objetivo es llegar al 100 por ciento”.

“Reducir las emisiones es una responsabilidad colectiva que ha sido asumida por las mujeres y los hombres de Safran. Al introducir SAF, y específicamente biocombustible, a los operadores de helicópteros y en nuestras plantas, estamos reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en ambos. Estoy orgulloso de que, una vez más, Safran haya tomado la delantera en la descarbonización de la aviación”  Franck Saudo, CEO de Safran Helicopter Engines.

“Nuestra industria se encuentra en medio de los tiempos más desafiantes que jamás hayamos enfrentado», dijo Olivier Andriès, CEO de Safran. “Tenemos que actuar ahora para acelerar nuestros esfuerzos para reducir nuestro impacto en el medio ambiente.”

Actualmente Safran Helicopter Engines y ADAC han acordado continuar estudiando el uso de biocombustible a diario con un helicóptero con base en Colonia. Paralelamente, el fabricante planea realizar pruebas similares con otros operadores de helicópteros.

GE Aviation y Safran anunciaron el desarrollo de un programa que demostrará y madurará una gama de tecnologías nuevas y disruptivas para futuros motores con nuevas arquitecturas que podrían entrar en servicio a mediados de la década de 2030.

Los objetivos del programa CFM RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines) se enfocan en garantizar un consumo optimizado de combustible y reducir así las emisiones de dióxido de carbono en más del 20 % en comparación con los motores más eficientes de la actualidad, así como garantizar una compatibilidad del 100 % con fuentes de energía alternativas, como los combustibles de aviación sostenibles y el hidrógeno.

El Poder eléctrico de Lilium

Recientemente Lilium anunció la creación de una pequeña aeronave eléctrica que promete ser la solución ecológica al tráfico terrestre en grandes ciudades, el Lilium Jet, que tendrá un sistema de despegue y aterrizaje vertical llamado eVTOL.  El Lilium Jet cuenta con 36 motores eléctricos colocados a lo largo de la estructura que hacen que tenga control de precisión durante el vuelo, incluso en la fase más complicada, cuando pasa del vuelo estacionario al vuelo hacia adelante con alas. Tiene capacidad para seis pasajeros y un piloto, con una velocidad crucero de 175 mph (280 km/h), volando a 10.300 pies de altura (3.000 m) y tendrá una autonomía máxima de 155 millas (250 km)  incluyendo las reservas. Tiene una envergadura de 13,9 m y una longitud de 8,5 m.

La misión de la empresa es proveer una movilidad aérea regional eléctrica, es decir, que su servicio sea similar al de un taxi, pero volador, y así evitar la contaminación que generan los autos y colectivos, además es muy silencioso, ya que emite solo un 20% del ruido de un helicóptero, lo que lo convierte en opción muy interesante para que su servicio en las ciudades sea eficiente y discreto.

Se prevé que esté listo para 2035.

El hidrógeno revolucionará la aviación

El hidrógeno se propone como un combustible libre de emisiones que podría ayudar a limpiar la reputación de la aviación como un importante emisor de carbono. El PA-890 es el primer helicóptero del mundo que funcionará con hidrógeno.

Este “helicóptero compuesto” tiene alas que giran en vertical durante el despegue y en horizontal durante el vuelo, aprovechando las ventajas tanto de las hélices como de las alas fijas.

El PA-890 es el resultado del esfuerzo conjunto de dos empresas: Piasecki Aircraft, una compañía estadounidense especializada en el desarrollo de helicópteros y vehículos aéreos autónomos, y HyPoint, una empresa emergente que se dedica a la puesta a punto de pilas de combustible de hidrógeno para aviación.

Las dos compañías esperan tener un prototipo en el aire para la certificación para 2024 con entregas comerciales de lo que sería el primer helicóptero tripulado propulsado por hidrógeno a partir de 2025.

Su uso comercial reduciría el 50% del costo operativo directo, reducción del ruido y cero emisiones directas en comparación con los helicópteros que usan turbina y son propulsados por combustibles fósiles.

El sistema de hidrógeno totalmente certificado por la FAA permitiría instantáneamente a las aeronaves eléctricas transportar varias veces más energía a bordo, aumentando enormemente la resistencia del vuelo y permitiendo al mismo tiempo el reabastecimiento rápido en lugar de la carga lenta.

“Estamos centrados en el desarrollo y la certificación de un sistema de 650 kW para nuestro Helicóptero PA-890 eVTOL, que sería el primer helicóptero tripulado del mundo impulsado por  hidrógeno, afirma John Piasecki, Presidente y Director General de Piasecki Aircraft.

Este avión compuesto y utilizará una celda de combustible compacta de HyPoint que, según la compañía, tiene cuatro veces la densidad de energía de las baterías de iones de litio.

El hidrógeno dará una potencia de hasta 1.500 vatios-hora por kilo de densidad de energía. Normalmente las baterías de litio no pueden superar los 300 vatios-hora por kilogramo de densidad de energía.

El sistema de combustible de hidrógeno ya ha sido validado en diferentes pruebas y da la capacidad suficiente para realizar las tareas de despegue y aterrizaje, que consumen mucha energía.

Otra alternativa a los combustibles fósiles es el Power-to-Liquid. El PTL se refiere a la generación de combustibles líquidos producidos con energía eléctrica procedente de fuentes renovables, que, junto con el uso de biocombustibles, permitirá a la aviación acercarse a la neutralidad climática.

Son varias las empresas de la industria aeronáutica que están tomando medidas para enfrentar los desafíos ambientales de llegar a cero emisiones de carbono para el año 2050 desde la la transición a combustibles de aviación sostenibles, hasta tecnologías para incrementar el rendimiento y así lograr reducir el impacto que tienen los helicópteros en el medioambiente.

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