Las compañías aéreas comerciales no lo están pasando bien. La crisis económica, la competición del bajo coste y el aumento de los precios del combustible, además de la presión para seguir estrictos protocolos de seguridad, han provocado la fusión entre compañías en algunos casos; en otros, la quiebra y posterior desaparición. 

La desregulación del mercado aéreo europeo, iniciada a principios de los 90, ha tenido un efecto sustancial sobre la industria, que convive con la agresividad comercial del bajo coste en las rutas cortas, mientras las líneas tradicionales buscan otros modelos de negocio. El mercado unificado europeo sigue siendo una quimera en la mayoría de los sectores, aunque el aéreo es una de las puntas de lanza de la UE.

En mayo de 2004, se fusionaban Air France y la holandesa KLM; sin salir de Europa, en noviembre de 2009 se cerraba el acuerdo de fusión entre British Airways e Iberia. Otra antigua compañía estatal, Alitalia, esquivó la desaparición en agosto de 2008, cuando fue comprada por un consorcio italiano que posteriormente relanzó la compañía en enero de 2009, a la vez que vendía un 25% de sus acciones a Air France-KLM.

En Estados Unidos, más de 200 compañías aéreas se han fusionado, han sido absorbidas o desaparecido desde la desregulación de este mercado, en 1978; además de registrarse 100 bancarrotas. 

Tras los atentados del 11-S de 2001, el Congreso de Estados Unidos aprobó un plan de ayudas que evitara la quiebra de las principales compañías aéreas de este país, en el que se incluyeron compensaciones económicas y préstamos.

Buscando liderazgo en el cambio hacia una aviación menos contaminante

Las aerolíneas comerciales no parecen estar en la situación económica más ventajosa para liderar un profundo cambio estructural en la industria aérea, que deberá reducir dramáticamente sus emisiones hasta 2050. 

Varias aerolíneas presionan para adquirir aviones tanto de la estadounidense Boeing como de la europea Airbus con motores capaces de operar con biocombustibles y, sobre todo, más eficientes y menos contaminantes que los actuales. 

A su vez, Boeing y EADS-Airbus, enfrascados en una batalla comercial y legal cuyo trasfondo es el dominio del sector aeronáutico mundial, delegan buena parte de las mejoras en eficiencia energética en los proveedores de los motores y sus componentes más importantes, tales como las gigantescas turbinas que propulsan la aviación comercial. Destacan en este mercado la británica Rolls-Royce plc y la norteamericana General Electric.

Rolls-Royce y GE centran sus esfuerzos en proporcionar los motores para los aviones comerciales con mayor proyección de futuro, incluidos el nuevo Boeing 787 Dreamliner (propulsado por motores de ambas compañías), el Airbus A350 y el superjumbo Airbus A380, ambos con motor Rolls-Royce. 

Tanto Boeing como EADS-Airbus recibirán presiones crecientes, no sólo por gobiernos, sino por un público cada vez más concienciado con el impacto medioambiental de sus acciones, que a menudo no se conforma con la compensación de emisiones. No obstante, ambos gigantes aeronáuticos, enzarzados en una batalla sobre subsidios ilegales y competencia desleal, pasan por sus propios apuros. Airbus, por ejemplo, declaró en septiembre de 2009 que no producirá un sucesor más eficiente del A320, uno de los modelos más populares del mundo, hasta 2024. 

Pero, a la vez, investigan nuevos motores mucho más eficientes en el uso de refrigeración y energía, mientras no quitan los ojos de nuevas empresas que quieren dar con soluciones disruptoras en este mercado, tales como motores que usen sólo una fracción de la energía y apenas contaminen.

La industria promete un mañana más verde: eficiencia, derechos de emisiones y biocombustibles

En septiembre de 2009, durante un encuentro en la sede de la ONU en Nueva York sobre cambio climático, el consejero delegado de British Airways, Willie Walsh, habló en nombre de la Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA), al prometer esta industria tiene intención de reducir sus emisiones a un 50% de las emisiones de 2005 en el año 2050.

Según Walsh, la industria conseguirá este objetivo a través de la innovación tecnológica, una logística más eficiente y la instauración de mecanismos económicos para la compensación de emisiones. Dado que, como recuerda The Economist, la industria aérea comercial es ya responsable del 3% de las emisiones globales y crecerá alrededor de un 5% anual entre la actualidad y mediados del presente siglo, es un compromiso ambicioso.

Para reducir el impacto ecológico de esta industria a la mitad del registrado en 2005, el responsable de medio ambiente de la IATA, Quentin Browell, se han realizado cálculos realistas: “No nos habríamos comprometido de este modo sin realizar una profunda evaluación de su viabilidad”. La industria cree que se podrá aumentar la eficiencia con el combustible en un 25% de aquí a 2020, una cifra que podría mejorar con nuevas técnicas de vuelo y una mejora de los regímenes de control aéreo.

Pese a la delicada situación económica de la mayoría de aerolíneas y a la dificultad de gestionar una empresa en este sector, uno de los más complicados, según Warren Buffett (quien ha asegurado que, contando los costes operativos reales del negocio aéreo comercial, el sector no ha ganado un solo centavo desde 1903), Quentin Browell cree que el conjunto del sector puede permitirse un aumento de 5.000 millones de dólares anuales en costes operativos para que una parte de las reducciones se destine a la compra de derechos de emisiones, como método compensatorio.

Además de las mejoras en eficiencia en el uso de combustible, que podrán aplicarse con nuevos aviones con motores más eficientes, de la compensación de emisiones mediante la compra de derechos, la industria aeronáutica espera sustituir a medio plazo el combustible actual, queroseno, por un biocombustible producido con algas. Se ha demostrado la viabilidad técnica de los biocombustibles incluso en vuelos comerciales, lo que ha aumentado el interés en su producción a gran escala.

La suma de las tres medidas (mayor eficiencia, compensación de emisiones y biocombustibles derivados de algas y otros cultivos que no compitan en el mercado alimentario) podrían recortar las emisiones en hasta un 80%, según Browell.

En busca de un motor verde para la aviación comercial: marchas o rotor abierto

Los prometidos motores más sostenibles para la industria aeronáutica están siendo desarrollados, aunque todavía se desconoce qué diseño prevalecerá.

Existen dos tecnologías candidatas, cada una con sus ventajas y retos: un motor turbofán con marchas, en lugar de un simple eje; y, como segunda opción, un motor turbofán con una turbina abierta, casi funcionando al aire libre. Dicho así, ambas propuestas tienen poco sentido, pero este tipo de mejoras técnicas facilitarían, según los expertos, la sostenibilidad de la industria aeronáutica comercial a largo plazo.

La investigación se centra sobre todo en los componentes que puedan ofrecer mejoras más dramáticas en el menor tiempo posible: el diseño de las hélices que incorporan las turbinas es uno de los campos donde se investiga con mayor ahínco, seguido del diseño de otra pieza clave en el motor a reacción de los aviones modernos: el turborreactor con soplante, turboventilador o, en inglés, turbofán.

Los turbofán son una generación de motores a reacción que reemplazó a los turborreactores o turbojet, mucho más ruidosos y menos eficientes con el combustible, además de provocar mayores vibraciones.

Los motores de aviación del tipo turbofán tienen un ventilador en la parte frontal del motor, que conduce el aire entrante en dos direcciones. El flujo primario entra en el núcleo del motor, mientras el secundario penetra en un conducto exterior, lo que enfría el motor con mayor eficiencia que en diseños anteriores.

Si bien los actuales turbofán consumen menos combustible que los turbojet, contaminan menos y reducen el ruido ambiental, la industria aeronáutica no conseguirá mejoras dramáticas en su eficiencia si se limita a realizar pequeñas mejoras de esta tecnología.

Una de estas pequeñas mejoras ya ha sido aplaudida por la industria, pero resulta insuficiente. Se trata del sistema de refrigeración denominado “ecológico”: estos motores toman una gran cantidad de aire, el 65% del cual pasa directamente al sector de carburación y turbinas; mientras el 30% es comprimido y posteriormente combinado con el combustible para generar una carburación que impulsa al avión con una cantidad de combustible inferior: el 100% de aire caliente expulsado contiene sólo un 30% de combustible.

Posible mejora (1): que turbina y ventilación puedan ir separadas

El nuevo diseño de turbofán que sí podría tener un impacto dramático en la industria es el turbofán asistido con marchas (“geared turbofan”), una tecnología desarrollada por Pratt & Whitney (P&W), división de United Technologies, bautizado como PurePower PW1000G.

A diferencia de un turbofán convencional, este nuevo motor usa una caja de cambios en lugar de un eje entre el ventilador y la turbina. Las turbinas son más eficientes a velocidades elevadas; al contrario, los ventiladores son más eficientes a baja velocidad, lo que hace que los motores turbofán incorporen una dialéctica antagónica entre sus dos componentes principales. Los motores obligan a ambos funcionar a la misma velocidad, con lo que no se obtiene el ahorro de combustible óptimo, ya que uno de los dos componentes irá forzada.

Una caja de cambios permite, en cambio, que una turbina funcione a altas velocidades mientras el ventilador lo hace a una velocidad inferior. Las pruebas realizadas por P&W en la primavera de 2009 surgieron según lo previsto (incluyendo 75 horas de vuelo en un Airbus A340 sin una sola incidencia) y la firma cree que el nuevo motor con marchas en lugar de un solo eje está listo para ser ensamblado en aviones comerciales.

Según P&W, el nuevo turbofán produce ahorros de combustible y emisiones de un porcentaje de dos dígitos, además de reducir el ruido en un 50%. El PW1000G entrará en servicio en 2013, ensamblado en un nuevo avión de corta distancia construido por Mitsubishi y Bombardier.

The Economist cita a especialistas en la industria aeronáutica que creen que los turbofán con marchas pueden ahorrar un 20%-25% de combustible.

Posible mejora (2): una turbina abierta

La otra propuesta es más radical que intentar independizar la marcha de la turbina con respecto al ventilador. Se trataría de reducir al máximo el consumo de combustible derivado de la marcha de la turbina a altas revoluciones, con un rotor (la turbina) abierto, una propuesta que The Economist compara con “volver a las hélices”

Tanto Rolls-Royce como GE trabajan en esta tecnología, que emplea dos anillos con cortas hojas de rotor que giran de modo opuesto. A diferencia de las palas de rotor de los anticuados motores con hélice, estas hojas se desplazan a gran velocidad en la parte trasera del motor.

En los 80 del siglo pasado, GE realizó pruebas con esta tecnología y llegó ya entonces a la conclusión de que su uso habría ahorrado un 30% de combustible; pero, en aquel momento, el motor era ruidoso y los ingenieros mantuvieron sus dudas acerca de qué pasaría si una de esas cuchillas se desprendía de la turbina y era expelida al fuselaje de la nave.

Tanto Boeing como Airbus no parecen tener prisa en reemplazar los modelos de corta y media distancia 737 y A320, respectivamente. Son los aviones más numerosos y se espera que sigan siéndolo. Deberán decidir para entonces qué diseño de motor adoptan.

Imitar el vuelo en V de las aves para ahorrar combustible

Investigadores de la Universidad de Stanford, dirigidos por Ilan Kroo, creen que las aerolíneas comerciales podrían evitar el vuelo en V de las aves como método para ahorrar combustible. El vuelo en V, usado por la aviación militar, nunca ha sido planteado a las aerolíneas comerciales por cuestiones relacionadas con la logística de coordinar varios vuelos a localizaciones compartidas y por la percepción de seguridad que pudieran tener compañías y pasajeros. El estudio de Stanford concluye que el vuelo en convoy reduce ostensiblemente el consumo de combustible y, como principal ventaja, ello no requiere el rediseño de la flota aeronáutica.

Desde principios del siglo XX, estudios del investigador alemán Carl Wieselsberger demostraron que el vuelo en formación de ciertas aves migratorias tenía un sentido fundamental: las aves gastan, volando en V, menos energía. Las aves aprovechan el túnel de viento creado ante ellas y, a su vez, repercuten su propio rebufo a sus predecesoras. 

El principio de vuelo en formación para reducir el consumo de energía funciona en aviación de un modo similar al de las aves, explica The Economist, en relación con el reciente estudio coordinado en San Francisco por Ilan Kroo.

Kroo ha probado que, si tres aviones, uno partiendo de Los Ángeles, el otro de San Francisco y un tercero de Las Vegas, de reunirse en el aire a la altura de Utah e iniciar un vuelo en formación, reducirían su consumo de combustible y emisiones en un 15%. Según el estudio de Stanford, el ahorro se podría conseguir incluso si los 3 aviones navegan varios kilómetros separados entre sí.

La idea no es nueva, sería sencilla de aplicar y produciría un efecto inmediato sobre las emisiones de la industria aeronáutica, pero todavía se estudia su seguridad y la idea debería contar con el suficiente consenso técnico y político.

Llenando el depósito: ¿qué hay de los biocombustibles?

La búsqueda de un combustible respetuoso con el medio ambiente para aviones ha registrado ya varios pequeños hitos, aunque todavía no hay compañías que ofrezcan vuelos comerciales propulsados con biocombustibles.

El 1 de enero de 2009, Air New Zealand se convertía en la primera aerolínea en realizar un vuelo (en un Boeing 747) propulsado con un biocombustible de segunda generación, o no derivado de plantas que no compiten con cultivos alimentarios. Fue el modo elegido por la compañía neozelandesa para anunciar que en 2013 el 10% de combustible usado por sus vuelos comerciales provendrá de biocombustibles de segunda generación.

Japan Airlines, Continental Airlines y KLM han realizado vuelos de prueba en aviones propulsados con biocombustibles; el vuelo de la holandesa KLM, en noviembre de 2009, fue el primero en realizarse con pasajeros a bordo. 

Boeing y Airbus mantienen sus programas de uso y desarrollo de biocombustibles pese a la crisis, debido al interés mostrado por varias aerolíneas.

Boeing cree que la industria empleará un pequeño porcentaje de biocombustibles ya en 2015; Airbus ha declarado que habrá que esperar hasta 2025 para que el uso de biocombustibles llegue al 25% de los vuelos comerciales.

Donde existe la actividad más ferviente es en el campo de la tercera generación de biocombustibles, más allá de plantas alimentarias (etanol de primera generación, cuyo uso tiene consecuencias negativas sobre el precio de productos de primera necesidad) y de las plantas no alimentarias (segunda generación). La tercera generación se centra en el cultivo industrial de algas modificadas que puedan ser prácticamente usadas directamente como combustible para aviones, sin emplear grandes recursos en su adaptación como biocombustible.

En este campo no sólo trabajan grandes empresas, sino startups de todo el mundo 

Destaca la actividad de firmas como Solazyme, con sede en Silicon Valley, que cuenta con contratos con el ejército de Estados Unidos para desarrollar biocombustible a partir de algas que pudiera usar el mayor ejército del mundo.

Resulta paradójico, pero buena parte de los avances tecnológicos más disruptivos de los últimos dos siglos y medio, desde los inicios de la Revolución Industrial, han sido financiados por ejércitos. Incluyendo Internet y la propia aviación moderna.

Otra startup, PetroAlgae, ha firmado un contracto con la petrolera Indian Oil, para cosechar algas a gran escala, que puedan ser empleadas en la producción de un biocombustible derivado de algas que pueda ser usado en la aviación.

El llamado Big Oil, o principales compañías petrolíferas del mundo, no se desentiende de la investigación en biocombustibles a partir de algas, pese a que presionan en foros como la cumbre de Copenhague y su sucesora, la cumbre de Bonn, para limitar al máximo cualquier acuerdo que limite las emisiones de CO2 más allá de sus intereses económicos. Si no llevan a cabo esta campaña directamente, instituciones próximas a personas clave en estas compañías, como el think tank estadounidense Cato Institute, arman ideológicamente a quienes luego se muestran especialmente beligerantes.

British Petroleum y ExxonMobil son dos de las grandes petroleras que muestran mayor empuje en biocombustibles.

La producción masiva de combustible basado en algas para su uso masivo en industrias como la aeronáutica se encuentra todavía en fase embrionaria, según el parecer de varios especialistas en la industria, reunidos recientemente en San Diego, California.

Sueños y disrupciones: aviones solares y eléctricos

Aunque resulte sorprendente, uno de los lugares donde los paneles solares fotovoltaicos podrían tener un mayor rendimiento, las alas y fuselaje de los grandes aviones comerciales, nunca ha sido explotado para producir energía. Se trata de un emplazamiento idóneo que, además, evita -una vez el avión ha iniciado su vuelo- algunos de los mayores inconvenientes de la tecnología fotovoltaica, como su baja producción durante días nublados. 

Las últimas tecnologías solares evitan, además, añadir un gran peso al fuselaje de los aviones, además de poder crear técnicas contra la congelación de las células fotovoltaicas usando, por ejemplo, parte el aire caliente que expulsan los motores del avión.

Pero los aventureros suizos Bertrand Piccard y Andre Borschberg fueron más allá en 2008, propulsando el propio avión con un motor eléctrico, capaz de navegar a 10.000 metros de altura y circunnavegar el globo. 

Otro avión, en esta ocasión no tripulado, un avión solar de reconocimiento de 30 kilos, bautizado como Zephyr, ha demostrado que un motor eléctrico con baterías recargadas mediante paneles solares permite volar a 20 metros de altura prácticamente de manera indefinida.

Los expertos auguran que los paneles solares de gran densidad y eficiencia llegarán pronto a la aviación comercial. Quizá tarde un poco más, pero los potentes motores eléctricos, capaces de propulsar las gigantescas turbinas de la aviación comercial, están cada día más cerca. 

Hay quien augura motores híbridos para la aviación, similares a los ya probados con éxito en la industria automovilística. La propulsión con combustible convencional o biocombustible sería necesaria cuando más potencia se requiere (despegue y aterrizaje), mientras la propulsión eléctrica se encargaría del resto del trayecto.

Como notara The Economist, a diferencia de la fábula griega de Ícaro, cuyas alas fueron maltratadas por el sol, el astro es una de las esperanzas futuras también para la aviación. Un paradójico retorno al panteísmo.