La industria de la aviación representa alrededor del ~2 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.
A medida que el transporte aéreo comercial de alta velocidad cobra impulso, ¿cómo pueden hacerse sostenibles las aeronaves de alta velocidad?
Las tecnologías y los combustibles de bajas emisiones, en particular el combustible sostenible para la aviación (SAF, por sus siglas en inglés), serán fundamentales.
El transporte aéreo comercial de alta velocidad está ganando velocidad. El Gobierno de Estados Unidos ha incorporado la velocidad del transporte aéreo en sus prioridades estratégicas y la NASA y la Unión Europea están invirtiendo en investigación sobre el diseño de vehículos de alta velocidad. Productos como el avión comercial Overture, de Boom Supersonic, avanzan hacia duplicar la velocidad del transporte aéreo existente.
Los beneficios del transporte aéreo son evidentes: conecta el mundo, une a las personas y, en última instancia, permite que las economías globales prosperen. El transporte aéreo de alta velocidad tiene el potencial de hacer el mundo aún más accesible, al abrir nuevos destinos y posibilidades de viaje.
Sin embargo, este renovado interés por el vuelo de alta velocidad (definido aquí como velocidades supersónicas) surge cuando la industria aeronáutica busca mitigar su impacto climático. La industria de la aviación representa ~2 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y ha priorizado la reducción de su impacto ambiental. En este contexto, ¿pueden coexistir la velocidad y la sostenibilidad?
La sostenibilidad y el viaje de alta velocidad no son conceptos mutuamente excluyentes, como demuestran productos como el Overture de Boom –optimizado en velocidad, seguridad y sostenibilidad– y otros. Además, los avances en la tecnología aeroespacial dotan a las modernas aeronaves de alta velocidad de una ventaja inicial hacia el vuelo sostenible. Las tecnologías y los combustibles de bajas emisiones son fundamentales para mantener este impulso. Una vez implementados, garantizarán que los viajes más rápidos sean seguros, sostenibles y un beneficio neto para la sociedad.
Combustible sostenible para la aviación: parte esencial de la descarbonización del vuelo de alta velocidad
El combustible sostenible para la aviación (SAF, por sus siglas en inglés) se reconoce como una solución inmediata y escalable para descarbonizar la industria aeronáutica. En lugar de fuentes de origen fósil, el SAF utiliza átomos de carbono procedentes de materiales orgánicos y residuos que ya forman parte del ciclo del carbono, lo que reduce las emisiones de CO2 hasta en un 100 % en comparación con los combustibles fósiles para reactores. Aunque las normas internacionales vigentes limitan la mezcla de SAF con combustibles fósiles para reactores al 50 %, se están desarrollando nuevas normas para el SAF al 100 %.
Es esencial que los fabricantes de aeronaves de alta velocidad diseñen sus vehículos para admitir el SAF al 100 % –en particular, el SAF que no es de sustitución directa (combustible con especificaciones mejoradas que ofrecen mayor rendimiento y beneficios en emisiones, pero que podrían requerir modificar los equipos existentes para hacerlos compatibles)–.
El vuelo de alta velocidad tiene necesidades energéticas de dos a tres veces mayores que el transporte subsónico comparable, lo que subraya la importancia de diseñar para admitir el SAF. Al optimizar los diseños de las aeronaves para el SAF al 100 %, los modernos aviones comerciales supersónicos, como el Overture y el motor Symphony, podrán alcanzar un funcionamiento con cero emisiones netas de carbono desde su entrada en servicio, sin reacondicionamientos extensos y que requieran mucho tiempo. Para cumplir esos compromisos, Boom ha adquirido 10 millones de galones al año de SAF para pruebas de vuelo y operaciones de entrega; otros actores de la industria han seguido un camino similar.
En toda la industria, la demanda de SAF sigue siendo sólida. Actualmente, más de 100 aerolíneas, fabricantes y aeropuertos han manifestado su interés en la adquisición de SAF, con acuerdos plurianuales entre usuarios y productores de combustible que superan los 11 200 millones de galones; más de 5700 millones de galones se firmaron solo en 2022.
La producción de SAF necesita escalar rápidamente para satisfacer esta demanda sólida y creciente, lo que exige esfuerzos concertados, ahora mismo, tanto de la industria como de los Gobiernos. Trazando paralelismos con el exitoso crecimiento exponencial de las industrias de energías renovables, como la eólica y la solar, cuatro medidas básicas son fundamentales para escalar la industria del SAF: la adopción temprana, la financiación sostenida de I+D, un sólido modelo de incentivos gubernamentales y políticas coherentes sobre el SAF. Mediante estas medidas, el SAF estará en condiciones de ofrecer reducciones de carbono, no solo para el transporte de alta velocidad, sino en toda la industria aeronáutica mundial.
Innovación tecnológica para mejorar la eficiencia
La innovación continua y la mejora de la tecnología de las aeronaves desempeñan un papel fundamental en la sostenibilidad duradera del vuelo más rápido. Tranquilizadoramente, un análisis de la evolución de la industria aeronáutica confirma un profundo deseo de mejora tecnológica constante.
La llegada del motor a reacción duplicó la velocidad del transporte aéreo comercial con respecto a los aviones de pistón en la década de 1960. Sin embargo, las primeras aeronaves a reacción consumían aproximadamente tres veces más energía que los aviones comerciales de motor de pistón, tecnológicamente maduros, de la época (por asiento y kilómetro). La investigación, el desarrollo y la mejora de la tecnología de aeronaves y motores aumentaron la eficiencia energética de las aeronaves a reacción durante los 30 años siguientes, hasta igualar e incluso superar la de los aviones de pistón.
A medida que los modernos vehículos de alta velocidad se incorporan a las flotas de las aerolíneas, están bien posicionados para aprovechar los avances en la tecnología de aeronaves y motores subsónicos y lograr mayores eficiencias (por ejemplo, materiales compuestos más ligeros y modelización de mayor fidelidad). Junto con las mejoras de eficiencia previstas para las aeronaves de alta velocidad gracias a la innovación, esto permitirá que los beneficios del vuelo más rápido se ofrezcan de forma sostenible.
Se necesita más I+D para comprender y abordar los impactos climáticos distintos del CO2
Las emisiones de los motores de las aeronaves distintas del CO2 también afectan al clima, aunque con magnitudes variables según la altitud. Según investigaciones recientes, las estelas de condensación podrían ser el mayor factor que contribuye al cambio climático atribuible a la aviación, aunque la formación de estelas de condensación se reduce considerablemente a las altitudes de crucero típicas de las aeronaves supersónicas. Por el contrario, las emisiones de óxidos de nitrógeno y vapor de agua en la estratosfera podrían tener mayores impactos climáticos que las emisiones a altitudes inferiores.
La magnitud exacta de los impactos de las emisiones estratosféricas sigue siendo objeto de debate. Se requiere más investigación en ciencias del clima para comprender mejor los impactos integrales del vuelo de alta velocidad. Esto permitirá evaluar posibles estrategias de mitigación, como el trazado óptimo de rutas aéreas para evitar las estelas de condensación y altitudes de crucero óptimas para el clima.
Entre las tecnologías destacadas para reducir las emisiones de los motores figuran la combustión pobre, la manipulación del ciclo de ralentí y la combustión por plasma, orientadas a reducir los óxidos de nitrógeno y otros contaminantes que afectan al clima y a la calidad del aire local. El SAF de nueva generación presenta un gran potencial para reducir las emisiones de hollín que contribuyen a la formación de estelas de condensación, además de su mejor rendimiento como combustible.
La velocidad y la sostenibilidad pueden coexistir
La reintroducción del vuelo de alta velocidad ofrece una oportunidad inédita para integrar la sostenibilidad desde el inicio como pilar del diseño moderno de aeronaves. Los nuevos actores están bien posicionados, ya que pueden optimizar las aeronaves para la sostenibilidad desde el principio. Nuestro enfoque colectivo en la sostenibilidad debe ir acompañado de la colaboración entre los sectores público y privado para escalar el SAF y los esfuerzos de investigación que permitan comprender y mitigar los efectos distintos del CO2. Así se garantizará que la velocidad nunca se produzca en detrimento de la sostenibilidad, haciendo que los viajes más rápidos sean seguros, sostenibles y beneficiosos para la sociedad.
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