Construir un motor aeronáutico mejor
Europa se ha puesto el listón muy alto en lo que toca a los objetivos de reducción de las emisiones contaminantes. En la Visión 2020 fijada por ACARE, el Consejo Consultivo para la Investigación e Innovación Aeronáuticas en Europa, el sector europeo de los motores aeronáuticos se ha comprometido a reducir sus niveles totales de CO2 y consumo de combustible en entre un 15 y un 20 % con respecto al año 2000 (según el tamaño del motor). Además, el sector europeo del transporte aéreo en conjunto se ha propuesto una reducción del 50 % con respecto al año 2000. Hay quien considera que algunos de los objetivos son demasiado ambiciosos, teniendo en cuenta el incremento del número de pasajeros aéreos y la presión constante por conservar la seguridad del transporte aéreo y su asequibilidad económica. No es el caso de los responsables de LEMCOTEC. Con el propósito de reducir las emisiones de CO2 en entre un 20 y un 30 %, LEMCOTEC creó nuevas tecnologías para el núcleo del motor al nivel de los subsistemas y los componentes. Esas tecnologías permiten un funcionamiento a mayor presión y temperatura, lo que incrementa la eficiencia del ciclo térmico del motor. Como parte de la investigación, se diseñaron carcasas de motor más resistentes y de menos peso y se redujo la necesidad de aire de refrigeración para las estructuras calientes. «Normalmente, el aumento del ratio de presión incrementaría el peso y los costes —indicó Ralf von der Bank, coordinador del proyecto—. Pero LEMCOTEC consiguió un beneficio global al reducir el peso de los componentes, mejorar la aerodinámica y la eficiencia de refrigeración y aplicar materiales avanzados que poseen mayor capacidad térmica y menor densidad». Una mejora tecnológica LEMCOTEC no construyó motores nuevos en sí. Su labor consistió en mejorar la tecnología de los componentes de los subsistemas del motor, por ejemplo, los compresores, los sistemas de combustión pobre, las zonas de contacto entre cámara de combustión y turbina, las turbinas en sí y estructuras de motor avanzadas con un ratio de presión ultra alto. «Como proyecto integrado de nivel 2, LEMCOTEC validó, hasta el nivel de los subsistemas, las tecnologías del núcleo del motor que se necesitan para obtener en un futuro motores aeronáuticos con un ratio de presión total ultra elevado —aclaró von der Bank—. Así, ayudamos a cerrar la brecha entre las acciones de investigación e innovación fundamentales y las demostraciones de tecnologías precompetitivas de la iniciativa Cielo Limpio». En el curso del proyecto, los investigadores describieron tres estructuras de motor, con fines de estudio genérico, que eran representativas de aplicaciones de alcance regional, medio y largo. En el motor de alcance regional, los investigadores concretaron varios componentes que permitirían mejorar la eficiencia desde el punto de vista de las emisiones. Para hacerlo posible, el equipo del proyecto desarrolló subsistemas de combustión que integran tecnología de mezcla pobre con inyección de combustible avanzada. Con ese nuevo subsistema de combustión con mezcla pobre, ahora el motor va camino de cumplir sus correspondientes metas de reducción de NOx de entre el 65 y el 70 %. Resultados halagüeños Actualmente, los investigadores ensayan una de las tres tecnologías de cámara de combustión con emisiones bajas. «Estamos cosechando resultados muy halagüeños —aseguró von der Bank—. Según nuestras evaluaciones, en los tres tipos de motor, ya casi se han cumplido las metas del proyecto relacionadas con la reducción de las emisiones de CO2». Ralf von der Bank añadió que la reducción de las emisiones de CO2, vapor de agua y óxidos de azufre es proporcional a la disminución de la quema de combustible. Gracias a la gran efectividad de los sistemas de mezcla pobre, las disminuciones de las emisiones de NOx son aún mayores que las pretendidas. Por tanto, al mejorar la eficiencia de los subsistemas del motor, se puede reducir la huella medioambiental total de la aeronave en alrededor de dos litros de combustible por pasajero y por cada 100km recorridos. «Se trata de una mejora notable de la eficiencia gracias al trabajo centrado en el núcleo del motor, un elemento importante del sistema de propulsión del avión —señala von der Bank—. Si se suma a mejoras de eficiencia que ya se ven en el fuselaje, la operación y la gestión del tráfico aéreo, se ve que los objetivos marcados en la Visión 2020 son muy realistas. A largo plazo resulta viable conseguir un consumo de tan solo un litro de combustible por cada 100 kilómetros y pasajero».
Palabras clave
LEMCOTEC, motores aeronáuticos, emisiones de CO2, Visión 2020
