|
|
|
Cómo el níquel contribuye para una transportación aérea más sustentable
por Carrol McCormick
Revista de Níquel, Marcha 2008 -- Las aerolíneas se esfuerzan
constantemente para reducir el consumo de combustible. Al hacer esto, tanto reducen costos (el consumo de
combustible representó globalmente el 26% de los gastos de operación de las aerolíneas en el 2006), como
disminuyen el impacto del transporte aéreo en el ambiente (la industria permanece siendo un emisor importante
de óxido nitroso y dióxido de carbono).
En respuesta, los fabricantes de aeronaves están construyendo aviones que consumen menos combustible. Los
diseños rápidos e impresionantes como el concepto Sonic Cruiser que la Compañía Boeing reveló en
2001 y que abandonó solo un año después, están siendo reemplazados por aeronaves que son más lentas pero más
económicas. Probablemente nunca habrá otro Concorde.
Los diseños de las aeronaves que consumen menos combustible han mejorado hasta un 70% en los pasados 40
años, y 20% de esas mejorías fueron logradas en la década pasada. Desde la década de 1960, los niveles de
monóxido de carbono han disminuido 50%, y el humo y los hidrocarburos sin quemar aproximadamente un 90%. La
Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA, por sus siglas en inglés) reporta que, antes del 2020,
las emisiones de óxido de nitrógeno podrían ser reducidas en 80% y el rendimiento del combustible mejorará
25% -- todo como resultado de la inversión en una nueva aeronave. Combinados, estos perfeccionamientos deben
eliminar 345 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono durante los siguientes 13 años.
Los fabricantes de aeronaves han incrementado el rendimiento del combustible por medio de mejoras
aerodinámicas, particularmente en el área de las aletas, esos accesorios en los extremos de las alas que,
entre otras cosas, reducen la resistencia al avance. Mejores diseños de motor también han estado
involucrados, un ejemplo es el uso de las aleaciones de níquel a temperaturas más altas para elevar las
temperaturas de operación.
Pero los beneficios más destacados están siendo realizados al disminuir el peso de los fuselajes. Esto es
logrado al reemplazar el aluminio con cantidades en continuo incremento de materiales compuestos: capas de
fibra de carbono y otros tipos de tela, impregnadas con resina epóxica. Tres aeronaves ilustran la
tendencia:
Cuando el Boeing 777 voló por primera vez en 1994, el 9% en peso de la aeronave eran compósitos
(otra fuente cita 12%). Los compuestos representaban aproximadamente 23% del peso del fuselaje del Airbus
A-380, el cual hizo su viaje inaugural en 2005. Boeing ha impulsado esto al 50% para su aeroplano comercial
más reciente, el 787, también conocido como el Dreamliner, que hará su primer vuelo en 2009.
El Dreamliner es la primera aeronave comercial con un fuselaje completamente hecho de compuestos
de fibra de carbono más que de aluminio. Este es un alto porcentaje de compuestos, junto con la aerodinámica
y el diseño de motores mejorados, harán que el Dreamliner consuma 20% menos combustible que el B-767
o el Airbus A330, según Boeing.
La construcción del compuesto depende en un 36% de una aleación de níquel llamada Invar,
desarrollada por Charles-Édouard Guillame (1861-1938) a finales del siglo 19. Su propiedad más importante, un
coeficiente de expansión térmica casi cero, lo hace el material de elección para la construcción de moldes, o
mandriles, en los cuales las partes del compuesto son almacenadas y después curadas en autoclaves a
temperaturas tan altas como 375-425° Centígrados. La estabilidad excepcional de Invar asegura que
las partes del compuesto mantengan tolerancias precisas de sólo fracciones de un milímetro mientras están
siendo curadas.
Boeing está usando compuestos para el revestimiento del Dreamliner (fuselaje, alas y
cola, y otras estructuras tales como la caja para las alas). Por ejemplo, una de las secciones del fuselaje,
la cual mide 6.7 metros (m) de largo y 5.8 m de ancho, se hace al poner fibra de carbono empapada en epoxia
pegada en un mandril rotativo hecho de mandriles más pequeños entrelazados. Una sección del fuselaje de una
pieza elimina las 1,500 planchas de aluminio y las 40,000-50,000 abrazaderas.
La envergadura del ala de la versión 787-3 del Dreamliner es de 52 m. Los recubrimientos del ala
están hechos de material compuesto colocado sobre dos diferentes mandriles de Invar, uno de los cuales es de
31 m de largo y pesa 36 toneladas.
En conjunto, el uso de los compuestos implica que el Dreamliner pese 4,536 kilogramos menos de lo
que podría haber tenido Boeing usando aluminio.
Tanto el A-380 como el Dreamliner son súper eficientes en términos de consumo de
combustible por pasajero-milla, pero también contribuyen al uso eficiente de aeropuertos mientras reduce la
contaminación local. El A-380, con 555 asientos para una configuración típica y un alcance de 15,000
kilómetros, se ajusta al modelo de aporte y dispersión (hub-and-spoke) del transporte aéreo donde
los aviones grandes vuelan entre aeropuertos centrales mientras que los aviones más pequeños transportan
pasajeros hacia y desde los regionales. Una forma de reducir la congestión y los retrasos que importunan en
los aeropuertos grandes es volar menos aviones transportando más pasajeros.
El Dreamliner tiene un alcance de 4,650-5,650 km para la versión 787-3, 14,200-15-200 km para el
787-8, y 14-800-15,750 km para el 787-9. Éste puede llevar 290 pasajeros en vuelos de recorrido más largo y
330 en rutas más cortas. Debido a que el 787 es un avión de tamaño mediano (a diferencia del A-380,
el cual requiere pistas y rodaduras más anchas, puertas demasiado grandes, y un equipo especial de asistencia
en tierra), este puede reducir la congestión del aeropuerto al evitar centros de distribución de vuelos.
Antes de finales de enero 2008, Boeing había recibido pedidos para 857 Dreamliner de
parte de 56 clientes, haciéndola la aeronave comercial más rápidamente vendida en el mundo, según la
compañía.
Carroll McCormick is a Montreal-based freelance writer.
Crédito de la fotografía: The Boeing Company
|
