Reaction Engines y el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas de Gran Bretaña (STFC) han completado un estudio conceptual sobre la utilidad de usar amoníaco como combustible de aviación.
Al unir la tecnología de intercambio de calor de Reaction Engines con los catalizadores avanzados del STFC, esperan producir un sistema de propulsión sostenible y de bajas emisiones para los aviones del futuro.
Los modernos motores a reacción usan una variedad de combustibles basados en el queroseno que tienen una densidad de energía muy alta que puede propulsar las aeronaves mucho más allá de la velocidad del sonido y transportar pasajeros y cargas por todo el mundo.
Lamentablemente, esos combustibles también se derivan de combustibles fósiles y producen importantes emisiones de dióxido de carbono, que la industria aeronáutica y muchos gobiernos se han comprometido a reducir radicalmente para 2050.
Una forma de lograr estas reducciones es buscar alternativas a los combustibles de los aviones convencionales. El problema es que la mayoría de esas alternativas tienen una densidad energética mucho menor que los combustibles de aviación estándar, además de otros inconvenientes.
Por ejemplo, la tecnología actual de baterías requeriría que las aeronaves futuras fueran muy pequeñas, de corto alcance y con poca capacidad de carga útil.
Mientras que el hidrógeno líquido podría ser una alternativa viable, pero se necesitaría transportar una cantidad tan grande que los aviones tendrían que ser completamente rediseñados y se tendría que construir una nueva infraestructura.
La idea de usar amoníaco como combustible de aviación no es nueva. Aunque sólo tiene un tercio de la densidad energética del diesel, es relativamente fácil de licuar y almacenar, y ya se utilizó en el famoso avión-cohete X-15, propulsándolo al espacio en una serie de misiones suborbitales en los años 50 y 60. Además, está libre de carbono.
La parte difícil es encontrar una forma económicamente viable de usarlo en la aviación. Para resolver este problema, Reaction Engines produjo un nuevo sistema de propulsión basado en la tecnología de intercambio de calor que desarrolló para su motor hipersónico SABRE, que fue evaluado por el Laboratorio Rutherford Appleton de STFC cerca de Didcot en Oxfordshire.
En este nuevo sistema, el amoníaco se almacena como un líquido refrigerado y presurizado en las alas del avión, tal como lo hace hoy en día el combustible a base de queroseno. El calor recogido del motor por el intercambiador de calor calentaría el amoníaco mientras es bombeado y alimentado a un reactor químico donde un catalizador descompone parte del amoníaco en hidrógeno. La mezcla de amoníaco e hidrógeno se introduce en el motor a reacción, donde se quema como el combustible convencional, aunque las emisiones consisten principalmente en nitrógeno y vapor de agua.
Según Reaction Engines, la densidad de energía del amoníaco es lo suficientemente alta como para que la aeronave no necesite modificaciones significativas y el motor pueda ser reacondicionado en un tiempo relativamente corto. Se está trabajando en una prueba en tierra con un primer vuelo en unos pocos años.
La combinación de la tecnología de intercambio de calor de Reaction Engines y los innovadores catalizadores del STFC permitirán el desarrollo de una clase de sistemas de propulsión de aviación ecológicos basados en el amoníaco que cambiará las reglas. Nuestro estudio demostró que un motor a reacción alimentado con amoníaco podría adaptarse a partir de los motores actualmente disponibles, y el amoníaco como combustible no requiere un replanteamiento completo del diseño de las aeronaves civiles tal como las conocemos hoy en día. Esto significa que es posible una rápida transición a un futuro sostenible de la aviación a bajo coste; los aviones propulsados por amoníaco podrían estar disponibles para las rutas de corto recorrido mucho antes de 2050.
Dr. James Barth, jefe de ingeniería de Reaction Engines.
Más información: www.reactionengines.co.uk
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