Europa está marcando el rumbo hacia un futuro de aviación neutra en carbono impulsada por hidrógeno sostenible. Este esfuerzo, impulsado por un proyecto de la UE, busca desarrollar un avión de media distancia con motores adaptados a este combustible revolucionario. A continuación, desglosamos los aspectos más destacados y retos de este avance tecnológico.
¿Por qué motores de hidrógeno?
El hidrógeno, que arde mucho más rápido que el queroseno, produce llamas más compactas. Este comportamiento obliga a rediseñar los motores, pues los actuales están optimizados para el queroseno. El profesor Nicolas Noiray, del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de ETH Zurich, y su equipo han proporcionado un valioso punto de partida con experimentos publicados en la revista Combustion and Flame. Según Noiray, la velocidad y características de combustión del hidrógeno exigen un diseño que minimice vibraciones perjudiciales, las cuales podrían dañar la cámara de combustión.
Problemas de vibraciones y su mitigación
Un problema clave es la generación de vibraciones en la cámara de combustión, que surgen de la interacción entre las ondas sonoras y las llamas. Estas vibraciones pueden poner en riesgo la integridad del material, provocando fisuras y daños. “Es crucial asegurarse de que estas vibraciones no se produzcan durante el funcionamiento”, explicó Abel Faure-Beaulieu, investigador postdoctoral del grupo de Noiray.
Simulaciones en condiciones reales de vuelo
Para entender mejor estas interacciones, ETH Zurich ha desarrollado una sofisticada instalación de pruebas que replica las condiciones de temperatura y presión de un motor a altitud de crucero. En este entorno, se han probado las boquillas de inyección de hidrógeno fabricadas por GE Aerospace. Este es el primer estudio en medir el comportamiento acústico de las llamas de hidrógeno bajo condiciones de vuelo reales.
“Podemos recrear la acústica de diversas cámaras de combustión y tomar múltiples mediciones, lo que sienta las bases para optimizar los diseños futuros de motores de hidrógeno”, añade Noiray. Estas pruebas permitirán a GE Aerospace perfeccionar sus boquillas e impulsar la producción de motores de alto rendimiento, los cuales estarán listos para pruebas iniciales en tierra en pocos años.
Más allá del motor: el reto de la infraestructura
Aunque desarrollar motores de hidrógeno es un gran paso, el profesor Noiray enfatiza que el desafío real es la infraestructura necesaria para soportar esta transición. Esto incluye la producción de hidrógeno neutro en carbono y su transporte a los aeropuertos, un objetivo que requerirá esfuerzos coordinados y planificación a largo plazo.
Alternativas y aplicaciones
El hidrógeno es, según expertos, la solución más económica para aviones de gran capacidad. Para aeronaves más pequeñas, la electricidad y las celdas de combustible son viables, pero no para vuelos de larga distancia. El hidrógeno almacenado en tanques criogénicos es significativamente más ligero que las baterías, lo que lo convierte en la mejor opción para vuelos de miles de kilómetros.
La investigación en motores de hidrógeno y su infraestructura asociada es esencial para alcanzar una aviación sostenible. En WWWhatsnew.com, creemos que esta transición tecnológica marca el comienzo de una nueva era en la aviación, que exigirá tanto innovación en ingeniería como un enfoque global en la producción y distribución de hidrógeno. Las décadas venideras verán la consolidación de este cambio, con el hidrógeno liderando la carga hacia cielos más limpios.