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Los aviones eléctricos son el futuro de la aviación, pero no han despegado

  • Los viajes aéreos no son buenos para el medio ambiente.
  • Business Insider habló con cuatro firmas aeroespaciales que apuestan por los aviones eléctricos como solución.
  • Todos tienen su propia versión de aviones eléctricos, desde aviones de combustión modernizados hasta un nuevo avión eléctrico construido desde cero.

A continuación se muestra una transcripción del video.

Narrador: ¿Cómo sería un futuro con aviones eléctricos? Billetes de $ 25, aeropuertos más tranquilos o incluso pistas más cortas. Las empresas han apostado por aviones a batería para este futuro más limpio. Pero a pesar de que los aviones eléctricos han existido desde la década de 1970, realmente no han despegado. Entonces, ¿qué los mantiene en tierra?

A finales del siglo XIX, dos oficiales del ejército francés experimentaron con electricidad para propulsar una aeronave, pero tuvieron problemas cuando la batería no podía contener suficiente energía. Esto se convertiría en un problema recurrente durante los próximos 100 años.

Cuando se inventaron las baterías de níquel-cadmio, despegó el primer vuelo con motor eléctrico, pero solo duró menos de 15 minutos.

Luego, en la década de 1980, se inventaron las baterías de iones de litio. Podían almacenar más energía que nunca, lo que llevó a aviones como el Solar Impulse 2. A partir de 2015, el avión de energía solar pasó 16 meses volando alrededor del mundo, excepto que voló a una velocidad promedio de 28 a 34 mph.

Solar Impulse 2 es parte de un movimiento en los últimos años para desarrollar energías alternativas, especialmente cuando las personas y los gobiernos comenzaron a darse cuenta de lo malo que era volar para el medio ambiente. La industria de la aviación emitió alrededor de mil millones de toneladas de CO2 en 2019. Eso es aproximadamente el 2.5% de las emisiones globales. Puede que no parezca mucho, pero es casi tanto como todo el continente de América del Sur emite en un año.

Kevin Noertker: Necesitamos hacer cambios en la industria, y la electrificación es una de las grandes tendencias que, con suerte, reducirá esa carga.

Narrador: Los aviones eléctricos han estado en la mente de la gente durante un tiempo, pero dos grandes problemas son mantener la electricidad conectada a tierra. Primero, la tecnología no está lista.

Cuando intentas hacer despegar un avión eléctrico, quieres una batería que tenga mucho impacto en un paquete pequeño, pero …

Carolina Anderson: Las baterías no son tan eficientes como el gas y probablemente no lo serán por un tiempo.

Narrador: La eficiencia de una batería, o la capacidad de mantener la energía, se mide en energía específica. En este momento, incluso las mejores baterías tienen una energía específica de solo 250 vatios-hora por kilogramo, pero tenemos que acercarnos a 800 para realmente comenzar a volar, y eso todavía no es nada comparado con la energía específica del combustible para aviones, que es de casi 12,000 vatios. -horas por kilogramo.

Piense en ello como esas computadoras de los años 80. Eran enormes, pero mucho menos poderosos que los elegantes que tenemos hoy. En este momento, las baterías son como esas computadoras de los 80. No son tan poderosos como deberían ser, y no solo son grandes, también son pesados.

Entonces, si desea agregar más potencia a un avión, necesita una batería más grande, y para que el avión esté en el aire a pesar del peso, necesitará una batería aún más grande que sea más potente, pero eso significa más peso. Y luego necesitará una batería aún más grande para compensar ese peso. Oh, entiendes el punto.

Pero incluso si los ingenieros diseñan un avión en torno a las deficiencias en la tecnología de baterías, tienen que asumir el segundo obstáculo de la industria, la certificación. En los EE. UU., Eso significa obtener el permiso de la Administración Federal de Aviación para probar y volar un avión eléctrico. Las empresas tienen que demostrar que cada centímetro de su avión es seguro, pasando una serie de pruebas, una de las cuales es asegurarse de que las celdas de la batería no se incendien.

Roei Ganzarski: Si algo sale mal, no puedes parar. No se puede tirar a un lado de la carretera. Solo hay un lugar al que puede ir ese avión. Y, por lo tanto, la rigurosidad regulatoria es mucho mayor, los requisitos de confiabilidad, redundancia y seguridad son mucho más altos por una buena razón. No tienes suplente.

Narrador: La FAA modificó sus reglas en 2016 para permitir sistemas de propulsión eléctrica en aviones construidos para hasta 19 pasajeros. Sin embargo, el verdadero problema es que la certificación, incluso con estas modificaciones, lleva años, por lo que las empresas se han vuelto creativas. Han comenzado a modernizar aviones viejos para obtener la certificación más rápido.

Ganzarski: Está sacando todo el motor viejo, que consume gasolina y genera emisiones, y su sistema de combustible, y reemplaza ese espacio y peso con un sistema de propulsión eléctrica.

Narrador: La modernización se ha realizado en fases. La primera fase fue de la empresa eslovena Pipistrel. Creó el primer avión biplaza totalmente eléctrico del mundo en 2007 al poner un motor eléctrico en un planeador.

Tine Tomažič: Los planeadores son seguros para volar por definición, incluso sin un motor en funcionamiento, por lo que pudimos experimentar sin poner a nadie en riesgo ni dañar a nadie.

Narrador: Hoy, esos aviones se utilizan para entrenamiento de pilotos.

La segunda fase: un híbrido. La compañía Ampaire de Los Ángeles reemplazó uno de los dos motores de un Cessna de 1973 por uno eléctrico. Ampaire espera obtener su nuevo avión, el Electric Eel, certificado para vuelos comerciales para 2021.

Y, finalmente, en Vancouver, el fabricante de motores eléctricos MagniX y la aerolínea con sede en Vancouver Harbour Air volaron un avión modernizado de 62 años. Un vuelo de prueba de 15 minutos en diciembre de 2019 lo convirtió en el primer avión comercial totalmente eléctrico del mundo en volar. Demostró que la electricidad realmente podía despegar. El objetivo de las dos compañías ahora es electrificar el resto de la flota de Harbour Air de más de 40 hidroaviones y certificarla para fines de 2021.

Entonces, la modernización parece perfecta. El problema, sin embargo, es que lo limita a lo que la estructura del plano ya está construida, por lo que si el motor original es, digamos, 1,000 libras, y lo quita, entonces …

Ganzarski: Solo tengo 1,000 libras para devolver, ¿verdad? No puedo hacer que el paquete total sea más pesado.

Narrador: Los motores eléctricos son más pequeños y livianos que los de gas, pero recuerde, esas baterías son pesadas.

Ganzarski: Así que pierde alcance porque las baterías, por la misma cantidad de energía, son mucho más pesadas que el combustible.

Narrador: Entonces, mientras Harbour Air y MagniX descubrieron el equilibrio de peso en su avión, el rango se vio afectado. Su avión eléctrico puede recorrer más de 100 millas, un poco menos que la distancia de Seattle a Vancouver, pero para que los aviones eléctricos tengan éxito a largo plazo, tendrán que ir más lejos.

La empresa israelí Eviation podría tener una solución. En lugar de adaptar un avión viejo, sus ingenieros construyeron un avión desde cero. El avión de nueve plazas, Alice, fue diseñado alrededor de la batería para reducir el peso.

Omer Bar-Yohay: Esa batería está literalmente por todas partes. Está debajo del piso, está en las alas, es el fuselaje en diferentes lugares.

Narrador: Alice, en teoría, podría volar hasta 650 millas, aproximadamente un vuelo de Las Vegas a Denver, pero debido a que fue construido desde cero, obtener su certificación lleva más tiempo.

Bar-Yohay: Estamos muy seguros de que probaremos el avión en vuelo a principios de 2020 y creemos que a partir de ese momento el proceso de certificación llevará unos dos años.

Narrador: Cada avión eléctrico en desarrollo es diferente, pero todos tienen una cosa en común: van tras vuelos de menos de 500 millas. Y aunque puede que no parezca una distancia impresionante, estos aviones eléctricos de corto alcance podrían resolver un problema importante en los viajes.

En 2018, un poco menos de la mitad de todos los boletos aéreos vendidos a nivel mundial fueron para vuelos de menos de 500 millas, pero en lugar de usar aviones pequeños y eficientes diseñados para estas rutas más cortas, a menudo usamos aviones costosos construidos para volar miles de millas. Estos aviones son más eficientes si pueden navegar durante un largo período de tiempo, pero en un vuelo de 50 minutos, estos aviones suben y vuelven a bajar. Actualmente, un vuelo de 109 millas desde Los Ángeles a San Diego emite alrededor de 110 libras de CO2.

Bar-Yohay: Para una persona con conocimientos técnicos, eso es una locura, porque estamos usando las herramientas equivocadas para el trabajo.

Narrador: En las últimas cuatro décadas, los vuelos regionales con jets comerciales se volvieron tan costosos para las aerolíneas de EE. UU., Europa y Australia que comenzaron a interrumpir el servicio a los aeropuertos regionales. Hoy, de las 20,000 pistas aprobadas por la FAA en los EE. UU., Solo el 2.5% están actualmente activas.

Los aeropuertos regionales que quedan están funcionando con pérdidas o incluso en quiebra, pero los aviones eléctricos podrían ser una solución, y ya hay una infraestructura para ellos. Omer dice que 11.000 de esas 20.000 pistas de Estados Unidos podrían soportar un avión eléctrico, que es mucho más barato de operar. Alice podría ahorrar alrededor de $ 800 por hora de vuelo en comparación con un avión turbohélice normal.

Noertker: Es un aumento de diez veces en el número de destinos potenciales, sin tener las cargas significativas para las comunidades del ruido y la contaminación.

Narrador: En cuanto al futuro lejano, la aviación eléctrica podría presentarse en todo tipo de formas. Uber ya está trabajando en un vehículo eléctrico de despegue y aterrizaje vertical, o eVTOL, que podría recogerlo en su casa y llevarlo a un aeropuerto. Incluso grandes jugadores como Airbus, Boeing y Rolls-Royce están apostando por este futuro.

Tomažič: Nos embarcamos en un viaje parecido a gatear, caminar, correr, saltar. Ahora estamos en la fase de caminar. La parte en ejecución serán los aviones eléctricos más grandes que vuelen distancias más largas, y los grandes saltos, que llegarán en una década más o menos, serán el segmento eVTOL, que son máquinas eléctricas de despegue y aterrizaje verticales que despegan y aterrizan de manera efectiva donde queremos. ellos, llevando los aeropuertos a la gente.

Narrador: Todos con los que hablamos dijeron que todavía faltan unos 15 años, y ahora que un avión eléctrico realmente ha demostrado ser exitoso, los de la industria tienen la esperanza de que la inversión en el desarrollo de baterías comience a fluir. Porque romper con ese poder infinito y bucle de peso del que estábamos hablando, vamos a necesitar baterías más eficientes para que los aviones eléctricos despeguen realmente.

Bar-Yohay: La pregunta es, ¿cuándo tiene sentido económico y quién tiene los muchos miles de millones que se necesitarán para llevar un producto como este al mercado dentro de 15 años? Entonces, ¿es el futuro? Absolutamente.

NOTA DEL EDITOR: Este video se publicó originalmente en marzo de 2020.

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