Por: Julio César
Rolls-Royce y TCS demuestran una turbina aeronáutica moderna con 100% de hidrógeno durante un ciclo de vuelo simulado.
La posibilidad de utilizar hidrógeno como combustible para la aviación dio un nuevo paso en su desarrollo con la demostración de una turbina de gas aeronáutica moderna operando con 100% de hidrógeno durante un ciclo de vuelo completamente simulado, que incluyó las fases de despegue, crucero y aterrizaje.
El resultado fue alcanzado por Rolls-Royce y Tata Consultancy Services (TCS) como parte de un programa de cuatro años orientado a evaluar el potencial del hidrógeno como alternativa para la propulsión de aeronaves. La prueba permitió poner a evaluación algunos de los principales desafíos tecnológicos asociados con este combustible, entre ellos la combustión, los sistemas de suministro y los controles del motor.
Más allá de demostrar que una turbina puede operar con hidrógeno en condiciones simuladas de vuelo, el avance aporta información sobre cómo deberían evolucionar los sistemas de propulsión para integrar este combustible en futuras aeronaves. En una industria que busca reducir sus emisiones de carbono, la validación de estas tecnologías representa una etapa previa necesaria antes de pensar en aplicaciones comerciales.
Un ciclo de vuelo para poner a prueba la tecnología
El programa comenzó en 2022, cuando Rolls-Royce y easyJet anunciaron su colaboración para explorar el uso del hidrógeno en motores aeronáuticos. TCS se incorporó en 2024 como socio de ingeniería, con participación en las actividades de desarrollo, pruebas y validación.
La demostración más reciente utilizó un motor modificado para funcionar con hidrógeno y reprodujo un ciclo de vuelo completo. La prueba permitió analizar su comportamiento durante distintas condiciones operativas, desde el despegue hasta el aterrizaje, utilizando el combustible en una concentración del 100%.
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Uno de los aspectos relevantes del ejercicio fue la posibilidad de validar de manera conjunta distintos sistemas del motor. La combustión del hidrógeno, la integración del sistema de combustible y los controles tuvieron que funcionar de manera coordinada para completar la demostración.
Para TCS, su participación incluyó la integración de los sistemas de combustible y control, el análisis de la combustión del hidrógeno, la preparación de las pruebas, la validación y el análisis de los datos obtenidos. También intervino en la gestión de riesgos y en el diseño detallado de componentes y sistemas relacionados con el programa.
El reto no termina con hacer funcionar el motor
La utilización de hidrógeno en aviación implica desafíos que van más allá de sustituir un combustible por otro. La forma en que se comporta durante la combustión y las características necesarias para almacenarlo, suministrarlo y controlarlo obligan a revisar diferentes elementos de la arquitectura de propulsión.
Por ello, la importancia de la demostración está también en los datos obtenidos durante las pruebas. El comportamiento del combustible bajo diferentes condiciones de operación puede aportar información para determinar qué tecnologías necesitan seguir desarrollándose y cuáles pueden avanzar hacia etapas posteriores de validación.
Adam Newman, ingeniero en jefe del Programa Demostrativo de Hidrógeno de Rolls-Royce, señaló que el ejercicio permitió obtener información sobre el comportamiento del hidrógeno en una turbina de gas aeronáutica moderna a lo largo de un ciclo de vuelo completo, además de validar tecnologías relacionadas con combustión, combustible y sistemas de control.
El conocimiento generado, agregó, contribuirá al desarrollo de futuras tecnologías de propulsión, incluido UltraFan®, y a evaluar el papel que las turbinas de gas pueden mantener en una aviación con menores emisiones.
La tecnología digital acompaña la evolución de la propulsión
El desarrollo de este tipo de sistemas también muestra que la transición energética de la aviación no depende exclusivamente de nuevos combustibles o modificaciones físicas en los motores. La ingeniería digital, el software, el análisis de datos y las capacidades de simulación forman parte del proceso de desarrollo y validación.
En este programa, TCS participó precisamente en la combinación de ingeniería, sistemas y software necesaria para preparar las pruebas, analizar sus resultados y validar el comportamiento de las tecnologías involucradas.
Anupam Singhal, Presidente de Manufactura de Tata Consultancy Services, consideró que la demostración muestra el valor de combinar ingeniería avanzada con capacidades digitales y colaboración entre distintos participantes del ecosistema aeronáutico.
La participación de diferentes organizaciones también fue relevante. Además de Rolls-Royce, TCS y easyJet, el programa involucró a la NASA, el Health and Safety Executive (HSE) del Reino Unido y otros socios de la industria.
¿Qué significa para la aviación?
La aviación representa aproximadamente entre 2% y 3% de las emisiones globales de CO₂, de acuerdo con la información proporcionada por las empresas. En ese contexto, el hidrógeno aparece como una de las alternativas que la industria está investigando para reducir la huella de carbono de la propulsión aérea.
Cuando se utiliza hidrógeno como combustible, el proceso de combustión en el motor no genera emisiones de CO₂ directamente durante el vuelo. Sin embargo, esto no significa que una aeronave propulsada con hidrógeno sea automáticamente libre de emisiones en todo su ciclo de vida: el impacto climático depende, entre otros factores, de cómo se produzca el combustible y de las características de la infraestructura necesaria para utilizarlo.
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Por eso, demostraciones como la realizada por Rolls-Royce y TCS deben entenderse como parte de un proceso tecnológico más amplio. El funcionamiento de una turbina con hidrógeno es una condición necesaria, pero todavía quedan etapas de desarrollo, validación, integración y escalamiento antes de que este tipo de propulsión pueda trasladarse a operaciones comerciales.
Un paso hacia futuras tecnologías de propulsión
El principal resultado del programa no es todavía un nuevo sistema de propulsión listo para incorporarse a una flota comercial, sino la generación de conocimiento técnico sobre cómo puede comportarse el hidrógeno en una turbina aeronáutica moderna y qué sistemas deben coordinarse para hacerlo posible.
La demostración de un ciclo de vuelo completo con 100% de hidrógeno proporciona una referencia para continuar trabajando en combustión, suministro de combustible, controles y gestión de los sistemas del motor.
A partir de este resultado, Rolls-Royce y TCS prevén continuar colaborando en el desarrollo de tecnologías de aviación propulsadas por hidrógeno. El siguiente desafío será convertir los aprendizajes obtenidos en soluciones que puedan avanzar desde los entornos de demostración hacia sistemas de propulsión capaces de responder a las exigencias técnicas, operativas y de seguridad de la aviación comercial.
El hito, por tanto, no significa que los aviones comerciales con hidrógeno estén a punto de sustituir a los sistemas actuales. Sí representa un avance en una de las líneas tecnológicas que buscan ampliar las alternativas disponibles para reducir las emisiones de la aviación y mantener la propulsión basada en turbinas como parte de su evolución futura.
Editor-in-Chief: Julio César. Periodista con más de 15 años de experiencia en la investigación y desarrollo de contenidos especializados para medios impresos y digitales en México y Latinoamérica.
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