HY4 el avión propulsado por pila de hidrógeno

HY4, avión propulsado por pila de hidrógeno, en vueloEl HY4 es un avión de 4 plazas, en versión de prototipo, muy peculiar. Y es que su planta de potencia la forman cuatro staks de pila de hidrógeno junto con una batería de litio-polímero de 21 kWh. Pero ¿sabéis que es lo mejor? ¡Qué vuela!¡Qué vuela y surca los cielos! Y eso es increíble, un avión completamente eléctrico y no contaminante que es capaz de transportar a 4 personas, no a una persona de mala manera, no, no, no. A cuatro. El HY4 es el punto de partida de un fascinante camino que se ha abierto en la aviación, así es que vamos a analizar más en detalle al engendro.

Las restricciones a la emisión de contaminantes por parte del sector aéreo son cada vez más severas. Y eso que el transporte aéreo tan solo representa aproximadamente el 2% anual del total de emisiones de efecto invernadero. Pero bueno, ya se sabe, los que legislan hacen tabla rasa y si aprietan las tuercas a otros sectores que generan emisiones, ¿por qué no al aeronáutico? De hecho, se ha establecido en la Unión Europea un comercio de emisiones propio del sector aeronáutico, similar al que rige en la industria. Tanto es así, que se está tratando de llegar a un acuerdo internacional para establecer medidas de cara a un mercado global a las emisiones de la aviación internacional. Ahora bien, los vuelos en avión contaminar contaminan, y mucho. Por ejemplo, en un vuelo Londres – Nueva York se generan aproximadamente tantas emisiones por persona como la media europea emitida para el calentamiento de los hogares durante todo un año. De este caldo de cultivo aderezado con unas mentes pensantes dedicadas a la investigación y la innovación ha surgido el HY4, un avión que durante su vuelo no emite contaminante alguno.

Frontal del avión HY4 propulsado por pila de hidrógeno

La energía necesaria para la propulsión procede de una serie de pilas de combustible que son ayudadas en momentos de alta demanda energética, típicamente el despegue y la ascensión, por un conjunto de baterías de litio-polímero. El sistema es híbrido pila de combustible/batería porque si se diseñasen las pilas de combustible para dar el pico de potencia del despegue se tendría como resultado unas pilas de combustible tan grandes y pesadas que no se podrían embarcar fácilmente, al menos sin tener que empezar a quitar pasajeros. Por ello, en lugar de diseñar las pilas de combustible para cumplir los requerimientos del despegue, en las que operarían durante muy poco tiempo, se diseñan para la condición de crucero y se les ayuda en las primeras fases del vuelo con unas baterías que dan el extra de potencia necesaria. De esta forma, se optimiza en peso el sistema completo.

Para el desarrollo de este innovador avión, los alemanes (siempre los alemanes) han formado un consorcio de los buenos en el que participan diferentes actores. Por un lado la Universidad de Ulm como experto en la hibridación de sistemas y el Instituto de Ingeniería y Termodinámica del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) como líder científico del proyecto. Por otro, el fabricante de aviones esloveno Pipistrel. Mientras que las pilas de combustible han sido suministradas por una empresa con larga experiencia en el campo como es Hydrogenics. Es decir, se ha unido un grupo de instituciones y empresas y se han puesto a hacer aquello en lo que realmente son bueno, y voila, un avión eléctrico propulsado por pila de hidrógeno.

El avión HY4 propulsado mediante una hélice movida por un motor eléctrico y con la planta de potencia mencionada anteriormente hizo su flamante primer despegue el 29 de septiembre de 2016 en el aeropuerto de Stuttgart (Alemania). Fue un vuelo corto, de apenas un cuarto de hora, y sin salir de las inmediaciones del aeropuerto pero supuso el primer paso para enseñar esta innovadora tecnología al mundo y comprobar su buen funcionamiento.

Esquema del avión HY4

Ficha Técnica del avión HY4 propulsado por pila de combustible

Fuselaje Doble, compuesto por dos cabinas separadas
Nº de pasajeros 4, dos en cada cabina
Propulsor Una hélice unida al ala situada entre las dos cabinas
Potencia del motor eléctrico 80 kW
Envergadura 21.36 m
Velocidad máxima 200 km/h
Velocidad de crucero 145 km/h
Alcance Entre 750 y 1500 km según condiciones
Peso máximo al despegue 1500 kg
Pilas de combustible 4 pilas de hidrógeno de baja temperatura tipo PEM (Proton Exchange Membrane) situadas tras la hélice
H2 almacenado 18 kg en dos depósitos, uno en cada fuselaje
Baterías Baterias Litio-Polímero de 21 kWh

En teoría se ha adoptado el peculiar diseño de avión con doble cabina para optimizar la distribución de los componentes de la transmisión y aumentar la capacidad de carga total. Además, dado que en el HY4 no hay ni un motor alternativo ni un motor de reacción y puesto que tampoco hay combustión, el sistema en principio es más silencioso que los sistemas convencionales lo que le permitiría volar sobre zonas residenciales sin problemas.

Detalle de la cabina del HY4 avión propulsado por pila de hidrógeno

El único producto generado durante el vuelo es agua, nada de CO2, al menos durante el vuelo. Si además el hidrógeno se ha obtenido de forma limpia, se tendría que no se producen contaminantes en ningún punto del proceso de obtención del combustible. Sin embargo, como ya hemos visto en otras entradas, a día de hoy la mayor parte del hidrógeno se obtiene por reformado del gas natural, proceso que además de generar el tan preciado combustible da como subproducto dióxido de carbono.

Dentro de los planes para el futuro cercano del HY4 está el demostrar al mundo el potencial de esta nueva tecnología por lo que se va a realizar un tour alrededor de Europa así como un vuelo entre San Francisco y Nueva York el año que viene. Según Josef Kallo, responsable del Proyecto HY4 en el DLR y profesor en la Universidad de Ulm, “Con el HY4 se cuenta con una plataforma óptima para continuar desarrollando el uso de las pilas de combustible en la aviación”. Tanto es así, que durante los próximos 3 años los investigadores del DLR tienen previsto estudiar a fondo el potencial del sistema y su comportamiento bajo distintas condiciones de altitud, temperatura, etc. Además, el DLR tiene pensado desarrollar en los próximos años un avión completamente eléctrico para al menos 19 pasajeros.

HY4 en vuelo sobre Stuttgart

Una de las grandes limitaciones a la hora de aumentar el alcance de estos nuevos aviones es el almacenamiento de hidrógeno, por lo que los vuelos más allá del ámbito regional parece que todavía tendrán que esperar. Sin embargo, el propio Kallo ha fijado como una meta realista a corto-medio plazo el construir un avión completamente eléctrico con capacidad para 40 personas y que tenga un alcance de 1000 km. Por ahora la utilidad que se le ha encontrado al avión HY4 es la de ejercer como taxi aéreo, es decir, realizar viajes de corta y media distancia bajo demanda para desplazar un pequeño número de personas. Por mi parte, no acabo de ver muy claro este negocio del taxi aéreo, me da que es una utilidad que se han sacado un poco de la manga para vestir completamente el proyecto.

El HY4 abre un emocionante camino hacia la aviación del futuro, una aviación más sostenible y flexible. Estos nuevos sistemas tendrán una gran aplicabilidad en aeronaves de corta y media distancia, sin embargo, las largas distancias van a seguir siendo del dominio de los motores a reacción. Aún así, el uso de pilas de combustible en pequeños o medianos aviones de pasajeros podría revolucionar los vuelos regionales. Para ejemplo, las expectativas de Josef Kallo y el avión completamente eléctrico de pasajeros. Por último, me reafirmo en lo que escribí al final de la entrada del nuevo tren propulsado con pila de hidrógeno, Coradia iLint. En Europa, Alemania es el único país que está apostando claramente por las pilas de combustible, y si le sale bien, el resto ya si eso lloraremos e iremos a por las migajas como en tiempos paso con la automoción.

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