Vuelo al futuro

¿Un avión para 10.000 pasajeros? ¿Por qué no? Las leyes de la física no lo prohíben. La ingeniería aeronáutica aceptaría el reto. ¿Aviones supersónicos comerciales? Ya existían. Y dejaron de volar. ¿Y los que llegan a la frontera del espacio? Se están ensayando prototipos. Maquetas maravillosas, cabinas futuristas con paredes transparentes para que los pasajeros disfruten del panorama del cielo o diseños volantes que parecen llegados del universo de la ciencia ficción emergen en cuanto uno se asoma al mundo de los aviones del futuro. La cuestión es cuáles serán realidad en la aviación comercial y cuándo. Entonces la perspectiva de cara a los próximos años es diferente de la que se vislumbra a décadas vista, porque el puro diseño aeronáutico en busca del mejor avión es solo una pata del complejo aeronáutico mundial, condicionado por la rentabilidad que persiguen las compañías aéreas, la evolución de las rutas, las infraestructuras aeroportuarias, la gestión del tráfico aéreo, el precio de los combustibles… “La seguridad, por supuesto, se da por hecho en el transporte aéreo”, afirma Eduardo Galicia-Roquero, ingeniero de Airbus, casi ofendido por la duda. “El avión es el medio de transporte más seguro que existe”, añade para dejarlo claro.

Las formas extrañas de las aeronaves del futuro puede que no sean las ideas más futuristas. ¿Qué decir de un avión portaaviones? Cientos de vuelos cubren ahora largas distancias intercontinentales y en el futuro habrá más. “En lugar de operar decenas de vuelos independientes, quizá podríamos tener un portaaviones gigantesco”, apunta la empresa europea Airbus, en un ejercicio de mirada hacia delante, hacia mediados de este siglo, que denomina Concept Plane. Al gran portaaviones se acoplarían aviones más pequeños, tal vez de despegue vertical, para recorrer la mayor parte del trayecto y agilizar la distribución de pasajeros en origen y destino.

“En lugar de operar decenas de vuelos independientes, quizá podríamos desarrollar un portaviones gigantesco”, explican desde Airbus

Mucho más cercano en el tiempo podría estar el ala voladora. En lugar de cabina para los pasajeros y alas para sustentarlo, todo el avión es un ala que combina ambos elementos en un triángulo que aloja al pasaje. Podría transportar a un millar de personas en el diseño que ha hecho la NASA en colaboración con Boeing. Su mejora aerodinámica en comparación con la forma tradicional de los aviones se traduciría en una mayor eficiencia energética y el consiguiente ahorro de combustible. Se ha elaborado un prototipo. “Pero no lo vamos a ver pronto”, augura Gustavo Alonso, experto de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos (ETSIA) de Madrid. “Los fabricantes no tiene motivación para este tipo de diseños porque están vendiendo muy bien los aviones que tienen ahora”, apunta. Y Boeing lo ratifica oficialmente: “Este avión, el 797, no está en nuestros planes de desarrollo”.

Los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts, también en colaboración con la NASA, han propuesto un avión de doble burbuja: el D-8, cuya cabina parece la suma de dos cabinas tradicionales pegadas longitudinalmente. El fuselaje ancho aumenta la sustentación del avión y permite, con sus alas proporcionalmente reducidas, disminuir el peso y aumentar su eficiencia. Los motores van instalados en la cola del avión.

Pese a los fantásticos modelos, la pregunta acerca de qué depara el futuro de los aviones recibe una respuesta prácticamente unánime en el sector: no se trata de una forma radicalmente nueva de las aero­naves. El objetivo de los nuevos aviones es reducir el consumo y la contaminación que generan, ya sea con motores más eficaces, con nuevos materiales, con combustibles renovables, con peso inferior del aparato o reduciendo la resistencia al aire que opone gracias a una aerodinámica más sutil. O todos estos ingredientes a la vez. “Boeing esta siempre analizando y ensayando nuevas tecnologías con un ojo puesto en el futuro de la aviación”, señala Randy Tinseth, vicepresidente de marketing de Boeing Comercial Airplanes, en Seattle (EE UU). Pero añade inmediatamente dónde tiene puesto el foco el gigante de la aviación estadounidense: “Hacer nuestros aviones más eficientes en combustible, más silenciosos y más confortables para el pasajero”. Exactamente en el mismo sentido se mueve su competidor europeo, Airbus, en busca de reducir el consumo y el impacto en el medio ambiente. Y las compañías hacen sus números en un escenario futuro de aumento mundial de pasajeros y precios crecientes del combustible, factor que se ha convertido en el coste mayor de exploración de las aeronaves.

Solo en Europa, el número de vuelos comerciales rondará los 25 millones al año en 2050, frente a 9,4 millones en 2011, según un informe reciente de la Comisión Europea. Y los objetivos son: reducción de un 75% de las emisiones de CO2 por kilómetro y pasajero, y un 90% de reducción de óxido nitroso. Todo ello, por supuesto, sin ceder un ápice en seguridad, sino incluso mejorarla. La Comisión recuerda que “el sistema de transporte aéreo europeo tiene menos de un accidente por cada 10 millones de vuelos comerciales”. Para el año que viene, el número de viajes realizados por pasajeros individuales alcanzará los 3.300 millones, desde los 2.500 millones en 2009, según The Economist. El primer Boeing 737, que despegó en 1967, podía llevar unos cien pasajeros a 2.775 kilómetros de distancia. La versión actual, el B-737-800, lleva casi el doble de pasajeros al doble de distancia y consume un 23% menos de combustible.

El Airbus 320 Neo, por ejemplo, con su nuevo motor y su aerodinámica avanzada, reduce en un 15% el consumo y la contaminación respecto a un avión de similar tamaño, “lo que significa 3.600 toneladas menos de CO2 emitidas por avión por año”, señala Galicia-Roquero. El modelo está a punto de realizar su primer vuelo.

Motores más eficientes, menos peso y formas favorables al vuelo han sido los pilares del ahorro hasta ahora y lo seguirán siendo en el futuro próximo. Pero se avanza también en otros aspectos. Por ejemplo, los biocombustibles, que ya se ensayan en los aviones comerciales incluso como mezcla con el tradicional queroseno, o en vuelos en los que un motor se alimenta de combustible tradicional y otro de biocombustible, igualando el empuje y sin necesidad de modificar la turbina. Los ingenieros dicen que queda aún margen de reducción del consumo con las tecnologías actuales sin cambiar radicalmente de fuente de energía a bordo.

“Ni eléctrico ni solar. Tiene que ser un motor convencional porque esas alternativas no dan suficiente propulsión, incluso con mejoras de los motores, como los de rotor abierto o la vuelta a la hélice, que consume menos que el motor a reacción, aunque pierde velocidad”, resume Alonso. Se refiere a los aviones comerciales normales, aunque vuelen ya prototipos solares o eléctricos alimentados por pilas de combustible.

Pero esto de la energía no hay que verlo como todo o nada. El avión en el aire puede seguir quemando queroseno o biocombustible –eficazmente, eso sí– a la vez que la alternativa eléctrica puede ser muy útil, por ejemplo, para desplazarse por el suelo, en el aeropuerto. El tren de aterrizaje de las aeronaves ahora no lleva tracción, así que se desplaza desde la terminal hasta la pista de despegue o desde esta hasta la terminal tras el aterrizaje impulsado por sus turbinas convencionales. Pero si se pusieran motores eléctricos en las ruedas, o un carricoche arrastrara el avión en esos recorridos, se ahorraría aún más combustible.

La siguiente pregunta es el tamaño: ¿hasta dónde van a crecer los aviones? “Contamos con un incremento modesto en el tamaño medio”, señala Tinseth. “Las compañías aéreas están reemplazando pequeños aviones regionales por otros mayores”. Airbus no cuenta por ahora con ir en tamaño mucho más lejos del A-380, con sus 850 pasajeros en sus dos pisos de cabina. El avión no es un elemento solitario del sistema, sino que está encajado en todo el entramado del servicio de transporte aeronáutico. ¿Y quién compraría un avión tan grande que no se admitiese en los aeropuertos por no estar preparados para darle servicio ni ofrecer espacio suficiente para moverse? Por ejemplo, habría que cambiar radicalmente el proceso de embarque para que fueran entrando algunos miles de pasajeros en el avión sin eternizarse. Los cambios en el sector tienen que ir acompasados unos con otros, y además del avión en sí, cuentan los precios, el volumen de pasajeros, las rutas, las infraestructuras en tierra, el control del tráfico aéreo, etcétera.

Pero seguramente la revolución en los aviones comerciales está más cerca, aunque no sea tan espectacular visualmente como los colosos en el aire o las formas inusuales: los aviones dentro de unos años parecerán los mismos que ahora, pero serán muy diferentes. “Incluso estando junto al avión, puede que uno no sea capaz de señalar las diferencias, y las mejoras serán revolucionarias”, advertía hace ya un par de años Richard Wahls, jefe de proyecto en el Centro de Investigación Langley de la NASA. “La aviación está explorando nuevas ideas constantemente”, recalca José Meseguer, catedrático de la ETSIA de Madrid.

Y es que, a menudo, pequeños cambios visibles suponen una modificación bastante radical. Por ejemplo, desde hace unos años, las alas de los aviones terminan con la punta más o menos doblada hacia arriba. Se llama winglet, o dispositivo de punta alar. Una variación es lashark fin, o aleta de tiburón. “Con este cambio baja la resistencia (un 0,5%), como si el ala fuera más alargada, pero como no lo es, no hay que reforzar estructuralmente su sujeción al fuselaje, y logras reducir el consumo”, explica Meseguer. Otro gran cambio es orientar las alas hacia atrás, dando a la nave forma de flecha para reducir las perturbaciones que aumentan la resistencia al aire, explica este catedrático.

En la cartera de diseño de los ingenieros hay muchos más de estos pequeños cambios que se van haciendo realidad o lo harán pronto; otros tardarán más. “Los materiales avanzados te permiten reducir el peso del avión, y el nuevo A-350 ya lleva un 51% de materiales compuestos, como nuevas aleaciones y fibra de carbono, que son muy resistentes y pesan mucho menos que los materiales convencionales”, explica Galicia-Roquero. Y hay más pequeños grandes cambios aguardando su turno, como adelanta el ingeniero de Airbus. Entre otros, pintura exterior del avión que no se ensucia y mejora el rendimiento (la aerodinámica del aparato varía cuando está sucio). O alas con una rugosidad especial que minimizan indeseables turbulencias, apunta Meseguer.

También el pasajero debe notar las tecnologías avanzadas de la aviación. Y la tecnología puede compaginar este imperativo con el de ajustar al máximo la factura de combustible. Ofrecer una apreciable reducción del ruido, por ejemplo, es un objetivo claro de los constructores de aviones. Y si ahora son mucho más silenciosos que hace unos años (al alejar en el ala los motores de la cabina, junto con el uso de mejores aislantes, se aprecia notablemente la diferencia; por ejemplo, en el caso del A-380 según su fabricante), en el futuro se puede mejorar este parámetro si se colocan las turbinas en la cola, además de mejorar los aislantes.

“Los aviones del futuro podrían fabricarse usando una estructura biónica que imite la composición ósea de los pájaros”

Las ideas futuristas también abarcan ­al entorno inmediato del pasajero y su bienestar a bordo. Seguramente uno no notaría nada especial en una butaca de avión cuya tapicería sea capaz de captar su calor corporal y convertirlo en energía para alimentar la luz de la cabina y las pantallas de información y entretenimiento. Tal vez el grafeno, si se logra abaratar su producción, u otro material con las propiedades adecuadas sirvan para una tapicería de este tipo, señala Galicia-Roquero.

Los aviones tienen ventanillas desesperadamente pequeñas para disfrutar de la vista. Es que la piel del avión es también estructura del mismo y los agujeros comprometen indeseablemente su resistencia. Pero también esto está cambiando, ya que los nuevos materiales y los avances en aerodinámica permiten ya hacer ventanillas de mayor tamaño. A 40 años vista, el Concept Plane de Airbus expone un avión panorámico en el que prácticamente todo el techo y las paredes de la cabina son transparentes. “Los aviones del futuro podrían fabricarse usando una estructura biónica que imite la composición ósea de los pájaros. Sus huesos son ligeros y fuertes porque su interior poroso se tensa solo donde es necesario, dejando espacio en el resto de la estructura”, sugieren los autores del estudio. “Al usar estructuras biónicas, el fuselaje tiene la solidez necesaria, pero también puede ofrecer el máximo de espacio donde sea necesario, de manera que no solo se reduce el peso y el consumo de combustible, sino también se posibilita la integración de características como puertas de mayor tamaño para facilitar el embarque y ventanillas panorámicas”. Y, ya puestos, ¿por qué no aprovechar esta estructura con una membrana de polímeros para recubrirla y poder regular así el nivel de luz, la humedad y la temperatura interiores, o para ofrecer al pasajero oscuridad o transparencia del espacio?

Sin avanzar tanto en el tiempo, las ­aeronaves más rápidas, supersónicas, deberían ser una realidad más próxima. Al fin y al cabo ya han volado dos aviones de pasajeros capaces de superar la velocidad del sonido. El Tupolev 144 duró poco, pero el famoso Concorde cruzaba el Atlántico a más de 2.000 kilómetros por hora (aproximadamente el doble de la velocidad de los aviones actuales). Este icono de la tecnología avanzada europea, con 4.358 vuelos en 27 años, no sobrevivió a los efectos de su único accidente, en París en 2000, en el que murieron todos los pasajeros y tripulantes. Pero tenía un grave inconveniente intrínseco como avión comercial, coinciden los expertos, que era su altísimo consumo de combustible. No era rentable.

No se ha expulsado definitivamente el vuelo supersónico de las oficinas de diseño aeronáutico, aunque “superar la barrera del sonido implica un incremento descomunal de cantidad de energía”, explica Alonso. Y no solo es el consumo. “Hay que tener en cuenta muchos factores, incluyendo la incógnita de si se logra reducir el ruido a niveles aceptables para el público”, añade Tinseth. “Boeing y otros grupos industriales están participando en estudios tecnológicos para la NASA que exploran varias tecnologías que pueden estar disponibles entre 2020 y 2035, y que permitirán un transporte supersónico para satisfacer los requisitos medioambientales, de seguridad y económicos”, añade. Pero no parece muy optimista al respecto: “No se sabe si uno de los conceptos que estamos estudiando se convertirá alguna vez en avión. Por ahora, Boeing no está desarrollando aviones supersónicos civiles, aunque nos interesan las tecnologías que podrían hacer realidad una próxima generación de aviones de pasajeros de este tipo”. Airbus es más tajante: “En el mercado actual no cabe”. No todas las empresas tienen las mismas perspectivas que las grandes, y alguna compañía en Estados Unidos le ve futuro al avión supersónico para determinadas rutas; por ejemplo, para cruzar el Pacífico, donde el ahorro de tiempo podría compensar a algunos pasajeros el alto coste del billete.

Más ambicioso aún parece el vuelo al borde del espacio. Y es ya una realidad, aunque en forma de prototipos y con un concurso que en 2004 llevó al avión-cohete SpaceShipOne, con el piloto Mike Melvill, a 103 kilómetros de altitud. El objetivo de esta opción es el llamado turismo espacial, que aspira a ofrecer a personas adineradas, dentro de poco, la experiencia del viaje a la frontera del espacio. Las iniciativas empresariales de este tipo empiezan a surgir a uno y otro lado del Atlántico, pero la idea no figura en los planes realistas de la aviación comercial.

¿Para cuándo las maravillas tecnológicas que se materialicen en los aeropuertos normales? “Cualquier cambio exige tiempo y dinero”, responde Meseguer. Y más aún crear un avión completamente nuevo: unos 30.000 millones de euros y tres años, como mínimo, si no se complican las cosas. Pero los ritmos no los imponen tanto las tecnologías como la demanda de las compañías aéreas y las expectativas del sector. Si Airbus no recibiera ni un pedido nuevo a partir de ahora, tendría sus plantas de producción trabajando a pleno rendimiento durante los próximos ocho años con los modelos actuales o previstos para fabricación, señala el ingeniero de Airbus García-Roquero.

Hay que satisfacer las exigencias de los clientes (las compañías aéreas) en reducción de costes y tamaños operativos de vuelo, aunque siempre mirando más lejos, hacia la demanda de dentro de unos años y las regulaciones previsibles, incluidas las medioambientales. “Boeing calcula que en los próximos 20 años se necesitarán 34.000 nuevos aviones, con un valor total de 4,5 billones de dólares, que reemplazarán a los viejos menos eficientes, beneficiando a las compañías aéreas y a los pasajeros”, adelanta Tinseth. Así que hay mucho espacio para las novedades, los avances e incluso las revoluciones.