El hombre que perdió la fe en los vuelos eléctricos

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Al menos durante un tiempo, Dominic Sprague vio el futuro de la aviación, y ese futuro era eléctrico.

Estuvo allí para el vuelo inaugural de un hidroavión Beaver en 2019 que Harbour Air, la aerolínea con sede en Vancouver, modificó para despegar con batería. Fue un vuelo que fue anunciado como «el comienzo de la tercera era de la aviación: la era de la electricidad».

El noroeste del Pacífico se ha convertido en un centro mundial para el desarrollo de aviones propulsados ​​por baterías y Boeing ensambla aviones propulsados ​​por reactores en la región. El avión eléctrico Beaver está preparado para ser el primer avión eléctrico en llegar al servicio comercial.

El Sr. Sprague, un ingeniero aeroespacial canadiense con carrera en gestión de operaciones y consultoría de aviación estratégica, fue un importante defensor de esta iniciativa. Se desempeñó como presidente de Eviation Aircraft y magniX, dos empresas del estado de Washington que desarrollan aviones eléctricos y motores a batería, incluidos los utilizados en el Beaver eléctrico. Formó parte del proceso de selección para el Fondo de Tecnología de Aviación Sostenible de $350 millones bajo Innovación, Ciencia y Desarrollo Económico de Canadá. Ha estudiado el potencial de la tecnología de motores híbridos con Viking Air de la isla de Vancouver y el gigante de la aviación Pratt & Whitney.

«Hace cinco años todos éramos optimistas, esperábamos y creíamos que donde podían ir los automóviles, los aviones los seguirían», dijo Sprague en una entrevista.

Pero ahora cree que muchos esfuerzos de aviación propulsados ​​por baterías hasta la fecha equivalen a un «teatro verde».

«Podemos hacer que funcione, pero será limitado».

Tomemos, por ejemplo, el primer eBeaver experimental, que sirvió como banco de pruebas para Harbor Air y realizó 78 vuelos. Sprague dijo que, en el mejor de los casos, era capaz de “llevar al piloto y su ropa interior”. El segundo eBeaver, que se espera que comience a modernizarse a finales del próximo año con la esperanza de lograr la certificación de aviación comercial, podría transportar dos o tres pasajeros, menos de los seis pasajeros que puede transportar el Beaver propulsado por gasolina. Incluso se espera que aviones nuevos como el que está diseñando Eviation transporten sólo nueve pasajeros con alcance apenas suficiente para conectar Vancouver con Portland.

«La física no es amigable con los vuelos eléctricos», dijo Sprague. Ya no ocupa ningún cargo oficial en Eviation o magniX.

«Al principio había una tendencia a encubrir estos molestos problemas diciendo: los resolveremos más tarde». «Desafortunadamente, no estoy seguro de que las soluciones estén fácilmente a nuestro alcance».

Lo que encontró el Sr. Sprague puso de relieve la magnitud del problema de reducir la huella de carbono de la aviación en un mundo con restricciones climáticas.

Hoy en día, la aviación representa aproximadamente el 2,5 por ciento de las emisiones globales. Pero es probable que la aviación se expanda a medida que los viajes aéreos sigan creciendo y otros sectores se descarbonicen, lo que creará una necesidad urgente de soluciones. Según algunas estimaciones, la aviación representará el 27% de las emisiones en 2050.

Gran parte se reduce a la energía y el peso. El combustible para aviones tiene mucha energía por libra. Las mejores baterías no están ni cerca. Benoit Breault, director de investigación y tecnología de Bombardier, dijo que se necesita una mejora cinco veces mayor antes de que las baterías puedan usarse en la aviación.

El peso de las baterías se puede superar más fácilmente con un coche eléctrico, que sólo necesita empujar su peso sobre el suelo. «Cuando tienes que elevarlo hasta 10.000 pies, se convierte en una carga enorme, no como el combustible que quemas en vuelo», dijo Jayant Mukhopadhyaya, un experto en aviación del Consejo Internacional de Transporte Limpio con sede en Berlín. O ICCT, un grupo de investigación sin ánimo de lucro.

Los aviones eléctricos probablemente tendrán un papel que desempeñar en vuelos de corta distancia, incluidos los operados por Harbour Air y otros en lugares como Noruega, donde los aviones pueden atravesar fiordos estrechos.

Pero a nivel mundial, el Consejo Internacional de Transporte Aéreo estima que los aviones eléctricos son adecuados para transportar sólo el 0,03 por ciento del total de pasajeros-kilómetros recorridos. Los avances en la tecnología del hidrógeno podrían llevar a que algunos aviones más grandes operen en rutas más cortas, aunque es probable que esto cree sus propias dificultades, ya que los hidrocarburos representan una fuente importante de hidrógeno.

Sin embargo, dijo Mukhopadhyaya, es poco probable que la energía de las baterías proporcione “descarbonización en una escala razonable”.

Es probable que aviones capaces de despegar y aterrizar verticales eléctricamente creen nuevas formas de vuelo, tal vez transportando personas por carreteras congestionadas.

Billy Nolen, ex administrador interino de la Administración Federal de Aviación, la llama “la gran carrera por el espacio aéreo”. Nolen es ahora director de seguridad de Archer Aircraft, con sede en California, que está desarrollando un avión eléctrico de medianoche para cuatro pasajeros con inversiones de Stellantis, Boeing y United Airlines. Diseñado para vuelos con un alcance de 30 a 80 kilómetros, el avión parece una mezcla entre un dron y un helicóptero, dijo Nolen, y podría ser un «gran contribuyente para aliviar la congestión».

Añadió que los aviones eléctricos actuales son «muy malos». Dado que la tecnología de las baterías mejora a un ritmo del 5 al 7 por ciento por año, el progreso se está produciendo rápidamente.

Sin embargo, es más probable que estos aviones compitan con los automóviles en viajes urbanos en lugar de reemplazar a los aviones propulsados ​​por queroseno en vuelos de larga distancia, y no está claro que proporcionen alguna mejora en eficiencia energética con respecto a los vehículos eléctricos que superarán.

Las aerolíneas y los fabricantes están empezando a experimentar con combustible de aviación sostenible, elaborado a partir de fuentes renovables, para vuelos de larga distancia. La otra opción es el e-queroseno, un combustible elaborado a partir de hidrógeno y dióxido de carbono, que actualmente es mucho más caro que producir combustible para aviones tradicional.

La tecnología híbrida también puede reducir modestamente las emisiones; Airbus dijo que podría reducir el consumo de combustible en un 5 por ciento utilizando electricidad para impulsar la propulsión de los aviones.

Pero incluso un sistema híbrido requerirá una electrificación adicional de los aviones.

De esta manera, los ingenieros de la costa del Pacífico pueden cambiar el futuro de la aviación.

«La mayor parte de la tecnología se desarrolló primero en aviones pequeños», dijo Erika Holtz, quien supervisa el programa de electrificación de Harbor Air.

Debido a que no requiere una estructura de avión completamente nueva, el eBeaver estará entre los primeros aviones eléctricos en tener la tecnología lista para vuelos regulares y para que los sistemas regulatorios la certifiquen. En realidad, este proceso ha tardado más de lo esperado; Holtz ahora espera que el eBeaver termine sus pruebas en tierra y en vuelo para fines de 2025. Aún no está claro cuánto tiempo les tomará a los reguladores aprobarlo.

“Gran parte de esto se trata de trazar un nuevo camino hacia la certificación que nunca antes se había trazado”, dijo. Todavía queda mucho trabajo por hacer. Por ejemplo: «¿Aún no hemos decidido cuál es el módulo de batería?» dijo la señora Holtz.

Ella sigue siendo optimista de que Harbour Air, el mayor operador de hidroaviones del continente, pueda convertir el 90 por ciento de su flota a baterías en una década.

Hacerlo es importante, dijo.

«He probado el lado eléctrico y luego puede usarse para tecnología híbrida en aviones más grandes. Es un punto de partida. Es aprender a caminar antes de poder correr».

MagniX está trabajando con la NASA para electrificar parcialmente otro avión canadiense, un DeHavilland Dash 7 de Air Tindi, con sede en Yellowknife. Esperan que este programa logre «un 50 por ciento de ahorro de combustible en una misión de 500 millas en un avión de 50 asientos», dijo Ben Luxton, vicepresidente del programa de la NASA de magniX.

«Esto se puede hacer utilizando la tecnología actual».

Parte de esta tecnología avanza rápidamente. La capacidad de las baterías utilizadas por magniX se ha duplicado en los últimos años. Hace media década, los vuelos eléctricos parecían una fantasía. Ahora tiene sentido.

«Algunos de ellos muestran cuál es el arte de lo posible», dijo Reona Armsmith, directora de tecnología de magniX. Haga eso y el mundo dirá: Bueno, eso no es una locura. Esto es viable. Tienes que empezar por algún lado”.

Algunas sorpresas eléctricas fueron agradables. Por ejemplo, se reveló que el primer eBeaver era un ave única.

El piloto normalmente ajusta el acelerador de un Beaver propulsado por gasolina al 62 por ciento para mantener el Beaver de 2 toneladas en vuelo nivelado. Cuando el piloto de pruebas del eBeaver movió el acelerador a esa posición, dijo: «Aquí vamos demasiado rápido en crucero», recordó la Sra. Holtz. El castor invasor suele viajar a una velocidad de unos 170 kilómetros por hora. El eBeaver alcanzó una velocidad de 220. Para alcanzar una velocidad de 170 km/h, solo necesitaba el 41 por ciento de la potencia máxima.

El castor no es una maravilla aerodinámica. Los ingenieros lo llaman «quitanieves».

Sin embargo, el eBeaver utiliza un ventilador más nuevo y eficiente. Su motor eléctrico necesita aspirar menos aire para enfriarse, lo que lo hace más aerodinámico.

«Obtuvimos una mejora muy significativa en el desempeño», dijo la Sra. Holtz. «Aquí es básicamente donde pasamos de no ser viables a ser viables».

Volar un eBeaver de Vancouver a Victoria es muy diferente a un vuelo eléctrico transpacífico, y todavía no hay indicios de que ayude significativamente a la industria de la aviación a superar el cambio climático.

Sin embargo, puede mantener en el aire a un ícono canadiense.

El DHC-2 Beaver, que voló por primera vez en 1947, sigue siendo un caballo de batalla en los cielos, un avión considerado uno de los logros de ingeniería más importantes del país. Loxton cree que las baterías lo mantendrán en el aire.

Un día el castor cumplirá 100 años, dijo, y será eléctrico.