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martes, 5 de junio de 2012

Un avión eléctrico hará el trayecto Nueva York-París sin escalas en 2014



La compañía Flight of the Century empezará las pruebas en julio


Repetir el histórico viaje Nueva York-París de Charles Lindbergh de hace 85 años, sin escalas, a baja altura, pero con un avión impulsado solamente por electricidad. Ese es el objetivo de Flight of the Century, el innovador proyecto de Chip Yates, que se pretende conseguir en 2014. Este verano hará las primeras pruebas de vuelos eléctricos de largo alcance con su propotipo Long-ESA. Por Carlos Gómez Abajo.



Diseño del futuro avión aléctrico de largo recorrido. Fuente: Flight of the Century.
Diseño del futuro avión aléctrico de largo recorrido. Fuente: Flight of the Century.
La compañía aeroespacial Flight of the Century anunció hace dos semanas sus intenciones de diseñar, construir y hacer volar un avión totalmente eléctrico desde Nueva York hasta París, la misma ruta histórica de 5.800 kilómetros que hizo por primera vez Charles Lindbergh en 1927. 

En la nota de prensa de la empresa vienen detalladas las restricciones que se utilizarán para juzgar el éxito o el fracaso de su intento de récord, que por ahora está previsto para 2014: 

-Ruta y kilometraje exactos del vuelo de Charles Lindbergh (o más). El aeródromo Roosevelt Field de Nueva York ya no existe, por lo se utilizará un lugar de despegue en Nueva York lo más cercano posible al antiguo aeródromo, pero más alejado de París. 
-Velocidad media igual o mayor que la alcanzada por Charles Lindbergh (174 km/h). 
-Altura igual o inferior a la de Charles Lindbergh: Máximo 3.000 metros sobre el nivel del mar (es decir, sin aprovecharse de las corrientes en chorro)
-Avión de propulsión totalmente eléctrica, sin usar combustibles fósiles, ni helio (no valen dirigibles). 
-Aeronaves tripuladas por el (los) piloto(s) a bordo, sin paradas. 

“Nuestro objetivo al establecer este reto tan difícil es forzar la innovación que impulsaría la tecnología de vuelos eléctricos de una manera significativa y cuantificable", explicó el consejero delegado de Flight of the Century, Chip Yates

"Se podría hacer esta ruta hoy en día en una nave no tripulada, alimentada por energía solar, y a 24.000 metros de altura, impulsándose con las corrientes en chorro, o en un aparato increíblemente lento, o en un globo, pero eso no acercaría a nuestra sociedad a la consecución de vuelos eléctricos de largo alcance de los que todo el mundo pueda realmente beneficiarse", añade Yates. 

Dispositivos de recarga en el aire 

Los ingenieros de Flight of the Century están utilizando una patente recientemente presentada que permite a los aviones eléctricos permanecer en el aire indefinidamente mediante el acoplamiento con dispositivos de recarga voladores de tipo UAV (vehículo aéreo no tripulado), como base para su diseño personalizado de aviones transatlánticos, que se espera que tengan una envergadura mayor que 30 metros. 

La compañía también ha desarrollado una herramienta de optimización de software basada en el software OTIS4 (Trayectorias Óptimas por Simulación Implícita) de la NASA (que usa desde las misiones Apolo), que los ingenieros de vuelo están usando para identificar los mejores lugares a lo largo de la ruta Lindbergh desde los que lanzar y recuperar los dispositivos UAV que permitan al avión recargarse durante el vuelo trasatlántico sin escalas. Una de las opciones que se plantean consiste en el uso de cinco paquetes de recarga.

Pruebas este verano 

En paralelo a la Misión Lindbergh, el equipo de Flight of the Century está a punto de realizar el primer vuelo de su avión eléctrico de prueba de 258 caballos de potencia. Apodado Long-ESA (Long Electric Speed & Altitude), se trata de un Long-EZ(diseñado por el ingeniero Burt Rutan) adaptado que servirá como plataforma de desarrollo para la tecnología de los dispositivos de recarga y también se utilizará para intentar récords de altitud y velocidad en la categoría de vuelos eléctricos tripulados. 

Las primeras pruebas del Long-ESA se realizarán en la primera semana de julio. El vuelo está previsto que despegue desde Mojave Air and Space Port, en California. 

Antes de dedicarse a los aviones, Chip Yates y su equipo de ingenieros diseñaron la motocicleta eléctrica más rápida del mundo, que alcanzaba los 320 km/h. Yates pilotará personalmente el avión eléctrico. 

El ingeniero jefe del equipo es Benjamin Tigner, que ocupó ese mismo cargo en el desarrollo del Boeing A160 Hummingbird, un helicóptero no tripulado que tiene más autonomía y puede volar a más altura que ningún otro, aunque todavía está en periodo de prueba. 

Sobre si este tipo de vuelos podrán generalizarse a nivel comercial en el futuro, Yates prefiere ser prudente. “Creemos que este enfoque es redimensionable, pero hasta ahora no hemos dedicado recursos a estudiarlo, y estamos centrados en desarrollar y perfeccionar la tecnología primero a pequeña escala”.



lunes, 4 de junio de 2012

Las pilas de combustible de óxido sólido rompen todos los récords de eficiencia



Fabricadas a pequeña escala, podrían satisfacer la demanda energética de barrios enteros


Una investigación de ingenieros y científicos del Pacific Northwest National Laboratory, dependiente del Departamento de Energía de los Estados Unidos, ha permitido crear un sistema a pequeña escala de pilas de combustible de óxido sólido que logra niveles sorprendentes de eficiencia, cercanos al 60%. El sistema permitiría alimentar energéticamente a domicilios particulares y barrios enteros, y tiene un amplio potencial de crecimiento de cara al futuro. Por Pablo Javier Piacente.




Ingenieros e investigadores del Pacific Northwest National Laboratory desarrollaron este eficiente sistema a pequeña escala de pilas de combustible de óxido sólido. Imagen: Pacific Northwest National Laboratory.
Ingenieros e investigadores del Pacific Northwest National Laboratory desarrollaron este eficiente sistema a pequeña escala de pilas de combustible de óxido sólido. Imagen: Pacific Northwest National Laboratory.
Las pilas de combustible de óxido sólido podrían convertirse en una interesante alternativa energética para abastecer entre 50 y 100 hogares, según los avances obtenidos con células integradas a sistemas de pequeña escala, en un esquema elaborado por especialistas del Pacific Northwest National Laboratory de Estados Unidos. Estas pilas alcanzan índices de eficiencia de alrededor del 57%. 

El trabajo de los investigadores del Pacific Northwest National Laboratory ha sido difundido mediante una nota de prensa de este centro de investigación, así como a través de un artículo publicado en el medio especializado Journal of Power Sources

El nuevo enfoque utiliza metano, componente principal del gas natural, como combustible. Todo el sistema relacionado con las pilas de combustible de óxido sólido fue simplificado para que fuese más eficiente, mediante el uso de tecnología desarrollada en el Pacific Northwest National Laboratory y avances anteriores en el marco de la Solid State Energy Conversion Alliance, del Departamento de Energía de Estados Unidos. 

Según el ingeniero Vincent Sprenkle, uno de los directores de la investigación, las pilas de combustible de óxido sólido son una tecnología prometedora para el suministro de energía limpia y eficiente. Sin embargo, hasta el momento la mayoría de los desarrollos se han centrado en sistemas más grandes, capaces de producir un megavatio de potencia o más, con el objetivo de sustituir a las plantas tradicionales de energía.

Soluciones a pequeña escala 

Por el contrario, esta investigación demuestra que los pequeños sistemas de pilas de combustible de óxido sólido que generan entre uno y 100 kilovatios de energía son una opción viable para la producción energética localizada de alta eficiencia. El sistema piloto que se construyó genera alrededor de dos kW de electricidad, esto es, la cantidad de energía que consume un hogar estadounidense típico. 

Al mismo tiempo, el equipo del Pacific Northwest National Laboratory ha diseñado su sistema para que pueda ser ampliado, con el objetivo de producir entre 100 y 250 kW, lo que podría proporcionar energía a unos 50 a 100 hogares en Estados Unidos. De esta forma, un barrio o un emplazamiento concreto podría satisfacer sus necesidades energéticas mediante estas pilas de combustible de óxido sólido. 

Los investigadores se plantearon como propósito principal diseñar un pequeño sistema que fuera capaz de superar el 50 por ciento de eficiencia y que sea realmente funcional para la generación y distribución de energía a escala micro. Para ello, el equipo utilizó por primera vez un proceso llamado reformado con vapor externo. 

El reformado con vapor ha sido utilizado anteriormente en células de combustible, pero el método provoca diferencias de temperatura que potencialmente pueden debilitar y romper las células. De esta forma, los especialistas del Pacific Northwest National Laboratory optaron por el reformado con vapor externo, que completa las reacciones iniciales entre el vapor y el combustible fuera de las células.

Tecnologías innovadoras 

El mencionado proceso requiere de un dispositivo llamado intercambiador de calor, donde una pared confeccionada con un material conductor separa dos gases. Precisamente, la clave para la eficiencia de este pequeño sistema de pilas de combustible de óxido sólido es el uso de una tecnología de microcanal desarrollada en los intercambiadores de calor por los ingenieros e investigadores norteamericanos. 

En lugar de contar con una única pared que separa los dos gases, los intercambiadores de calor empleados en este caso tienen paredes múltiples. Esto aumenta la superficie a utilizar, permitiendo una mayor transferencia de calor y provocando que el sistema sea más eficiente. 

El segundo aspecto que hace único a este sistema es su capacidad de reciclaje del vapor. Esto significa que el sistema no necesita un aparato eléctrico que caliente el agua para crear vapor. A la reutilización del vapor, que se mezcla con el combustible, también se agrega que el sistema es capaz de utilizar algunos de los restos de combustible generados en el proceso. 

La combinación del reformado con vapor externo, el reciclaje de vapor y los intercambiadores de calor dotados de microcanales permite que este pequeño sistema de pilas de combustible de óxido sólido sea extremadamente eficiente. 

Las pruebas de laboratorio demostraron una eficiencia neta del sistema que varió de un mínimo de un 48,2% (a 2,2 kW) a un máximo del 56,6% (a 1,7 kW). El equipo calcula que podría aumentar la eficiencia del sistema al 60% en el futuro, con algunos pequeños ajustes.