BIOCOMBUSTIBLES EN AVIACION

La industria de la aviación ha comenzado a medir su progreso técnico en la creciente eficacia de los aviones y de los motores, y el combustible es uno de los artículos de coste más alto de una operación de línea aérea. Por lo tanto, cuando una compañía aérea decide comprar un avión nuevo, el consumo del combustible que va a tener, es una de las primeras cosas que mira, aunque el camino más directo para una línea aérea para mejorar su eficacia de combustible es modernizar su flota con el nuevo avión que incorpora la última tecnología disponible.

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Foto: SAFUG

Tendencias históricas en niveles de eficacia, demuestran que el avión que entra en las nuevas flotas hoy en día, está alrededor del 80 % de eficiencia de combustible que aquellos que volaban en los años 60, y esto se ha conseguido gracias a los avances que se realizan en el diseño y en la operación diaria, en la que los sistemas de vuelo se encargan de elegir la configuración de velocidad de crucero y ajuste de potencia mas óptimos en cada fase del vuelo.

Los fabricantes, tanto de aviones como de combustibles, se han puesto a trabajar en nuevos materiales y nuevos combustibles que lleven a un menor consumo y con ello a una menor contaminación atmosférica por la emisión de gases de efecto invernadero para el año 2050.

La nueva generación de aviones

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Los fabricantes de aviones que están presentando sus novedades en los últimos tiempos están teniendo en cuenta y cada vez mas, el diseño en sus aparatos, y esto se pone de relieve nada mas ver las partes externas del avión, fundamentalmente las alas.

Es importante ver, como cada vez más, los aviones se diseñan cuidadosamente para reducir el rozamiento debido a que en los vuelos largos y con altas velocidades, este rozamiento es un factor a tener muy en cuenta en el consumo del combustible.

Es también importante en las nuevas generaciones el ver como se están integrando nuevos materiales en las estructuras de los aparatos, composites fundamentalmente basados en fibras de carbono, que llegan a reducir en un 20% el peso del avión y con una fuerza estructural mucho mayor que el aluminio anteriormente utilizado. Además estos nuevos materiales dotan a los fabricantes una mayor flexibilidad en la fabricación de formas complejas para sus aviones, reduciendo el número de piezas del avión, lo cual es otra ventaja sustancial.

Por último, es muy destacable en los aviones modernos, todos los avances que se producen en materia de motores, cada vez mas eficientes en la operación, con menores consumos y emisiones de partículas y con cada vez mayores velocidades que hacen mas agradable la experiencia del viaje en avión.
Un ejemplo, son los motores Rolls Royce Trent 1000 que equipa el último avión del fabricante Boeing, el B-787, que proporciona múltiples ventajas a la industria de la aviación actual.

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Foto: R.M.

¿Que son los biocombustibles y cuales son sus ventajas?

Los biocombustibles son combustibles líquidos hechos de productos agrícolas como cereales u oleaginosas. Pueden ser combinados con combustibles fósiles para ser usados en coches convencionales. Los biocarburantes más usados y desarrollados son el bioetanol y el biodiésel. El Etanol, que se produce a partir de maíz, trigo, caña de azúcar o remolacha, puede usarse como sustituto de la gasolina. El Biodiesel puede usarse como sustituto del diesel y usualmente es un derivado de oleaginosos como el aceite de colza o el aceite de palma.

Un biocarburante o biocombustible es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna y que deriva de la biomasa, materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

Los biocombustibles son una alternativa muy atractiva al keroseno actualmente utilizado porque no requiere de modificaciones en los motores de los aviones y puede ser mezclado con el keroseno y usado con la actual generación de motores ya existentes para conseguir una aviación con emisiones mas limpias para el medioambiente.

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Foto: SAFUG

La primera generación de los biocombustibles se producían desde la fermentación de plantas que generaban etanol y que se podía usar como aditivo o como un substituto del petróleo, pero esta primera generación no podía ser utilizada en la aviación al no tener las características necesarias y los atributos de seguridad necesarios para su uso en los motores modernos de los aviones a nivel de potencia principalmente.

Los biocombustibles de segunda generación, evitan la utilización de recursos alimenticios. Se estudian opciones como algas, madera, camelina, plantas halófilas como la salicornia (plantas que crecen en el mar), residuos y levadura. También se está estudiando el generar biocombustible a partir de eucaliptus, una iniciativa que se está llevando a cabo en Australia por parte de Airbus. Este proyecto tiene por objetivo utilizar el mallee, una especie de eucalipto cultivado en el “cinturón cerealero” de Australia occidental, y transformarlo por medio un proceso de pirolisis en combustible alternativo para la aviación civil que por medio de procesos químicos y de transformación producen combustibles de alta calidad aptos para su uso en este medio de transporte que es la aviación.

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Las ventajas de estos biocombustibles de segunda generación son varias:

– Ventajas ambientales ya que reducen de manera constante la emisión de CO2.- Emiten muchos menos gases de efecto invernadero en su ciclo de vida de lo que lo hacen los actuales combustibles, y esto da como resultado unas menores penalizaciones a las compañías en tasas de emisiones, por lo que las ventajas son importantes.

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– Quizás una de las ventajas mas importantes del biocombustible para el medio ambiente, es que los gases CO2 que generan los motores de aviación son absorbidos por las plantas y entran a formar parte del ciclo de vida natural, en contraste con los gases CO2 de los combustibles fósiles que son emitidos y no “recuperados”.- Suponen además una alternativa a los combustibles fósiles utilizados en la aviación en la actualidad, y proporcionan una solución a la reducción a los precios de producción en masa con bajos costes, altos rendimientos en todo momento, y un impacto medioambiental mínimo.

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Desafíos de la incorporación de los biocombustibles a la aviación: problemas sociales y ambientales derivados de su producción.

La expansión de los biocombustibles inicialmente se vivió con un gran entusiasmo por varios sectores, que vieron en ellos una solución a la contaminación y la dependencia energética del petróleo y a su agotamiento. Sin embargo, la experiencia ha evidenciado algunos importantes inconvenientes de estos productos. Por un lado, uno de los temas más delicados es el de la competencia que suponen respecto al uso de la tierra y del agua, recursos básicos para el consumo humano y animal, lo que además provoca subidas de precios en los alimentos básicos y en los insumos agrarios, afectando a veces enormemente a los más pobres e incentivando la deforestación y desecación de terrenos vírgenes o bosques nativos.

Respecto al precio de los alimentos, éste ha aumentado dramáticamente en los últimos años –cerca del 83% en tres años, según el Banco Mundial. El papel de los biocombustibles en este hecho es visto como significativo por el Instituto Internacional de Investigación sobre Política Alimentaria y el Fondo Monetario Internacional, que han estimado que contribuyen al 30% de la reciente inflación en el precio de los alimentos. Informes del Banco Mundial estiman que se trata de la contribución más alta, cerca del 65%.

Por otro lado, la producción de biocombustibles ha llegado a degradar sumideros naturales de carbono como humedales y selvas tropicales dando como resultado enormes emisiones de carbono que tardarán décadas, si no siglos, en recuperarse. Además, las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por el uso masivo de fertilizantes nitrogenados son entre 3 y 5 veces mayores de lo que se ha tenido en cuenta hasta ahora. Existen estrategias mucho más seguras (más respetuosas con el clima) y más rentables para reducir las emisiones del transporte que la producción de biocombustibles.

Otro tema importante es su negativo balance energético y ecológico: en su producción es necesario tener en cuenta la contabilidad de los inputs indirectos de energía que precisa, como es el caso de la energía incorporada en el agua dulce empleada. La importancia de estos inputs depende de cada proceso, en el caso del biodiesel, por ejemplo, se estima un consumo de 20 kilogramos de agua por cada kilogramo de combustible: dependiendo del contexto industrial la energía incorporada en el agua podría ser superior a la del combustible obtenido. Además, tanto en el balance de emisiones como en el balance de energía útil si la materia prima empleada procede de residuos, estos combustibles colaboran al reciclaje. Pero es necesario considerar si la producción de combustibles es el mejor uso posible para un residuo concreto. Si la materia prima empleada procede de cultivos, hay que considerar si éste es el mejor uso posible del suelo frente a otras alternativas (cultivos alimentarios, reforestación, etc.). Esta consideración depende sobre manera de las circunstancias concretas de cada territorio.

La producción de biocombustibles puede ofrecer la posibilidad de mejorar el nivel de vida de campesinos pobres en países en vías de desarrollo. Sin embargo, en muchos casos la producción de biocombustibles es hecha en plantaciones masivas con violaciones al derecho al trabajo y métodos opresivos de empleo. Hay muchos casos en los que la producción de biocombustibles supone una causa importante del desplazamiento de personas pobres como consecuencia de la apropiación de sus tierras. Además, puesto que muchos países en vías de desarrollo deben importar la mayor parte de su combustible, los biocombustibles ofrecen la posibilidad de sustituir las costosas importaciones de petróleo por combustibles de cosecha propia. Pero al elevarse el precio de las materias primas, y por tanto los costes de producción de combustibles biológicos, para muchos países puede ser muy difícil ahorrar mediante la sustitución de biocombustibles por petróleo.

¿No necesitamos biocombustibles para reducir nuestra dependencia del petróleo?

Los biocombustibles solo pueden reemplazar una mínima parte del consumo de petróleo de los países ricos – Incluso si convirtiéramos todos los aceites comestibles del mundo en biodiésel, eso sólo reemplazaría cerca del 10% del uso de diesel fósil. Los biocombustibles actuales son simplemente complementos, algo para reemplazar, a los combustibles fósiles – y objeto de nuevos riesgos para los cultivos.Existen medidas políticas mucho más baratas y seguras para reducir la dependencia del petróleo –las políticas para reducir la demanda de combustible para el transporte, tales como la promoción de coches eficientes, la inversión en transporte público y así sucesivamente pueden reducir las importaciones de petróleo y las emisiones de carbono con muchísima más con eficacia.

El SAFUG

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En Septiembre de 2008, se fundó el SAFUG ( Sustainable Aviation Fuel Users Group ), con soporte de algunas organizaciones líderes en el mundo en temas de medioambiente, tales como el Natural Resources Defense Council and the Roundtable for Sustainable Biofuels ( RSB ). Este grupo está orientado en la aceleración del desarrollo y comercialización de biocombustibles de aviación estables, e incluye a las 23 compañías aéreas más importantes del mundo, responsables del 25 por ciento del consumo anual de combustible para la aviación.

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Foto: SAFUG

Este Grupo estipula que los biocombustibles de segunda generación, para ser considerados sostenibles, deben tener un rendimiento equivalente o superior al del carburante basado en el queroseno, pero con un impacto de CO2 inferior durante la totalidad de su ciclo de vida.

Reducción de Emisiones

La industria de la aviación actual es uno de los pocos sectores que tiene un acercamiento a escala mundial coordinado a reducir sus emisiones y por ello todas estas medidas permitirán a la aviación el que siga siendo un pilar fundamental en la economía global, por ello está intentando reducirla trabajando de manera conjunta con las Naciones Unidas y la ICAO desarrollando planes globales con los apoyos gubernamentales de los países involucrados en estas organizaciones.

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De hecho, desde hace 40 años, la industria de la aviación ha mejorado la eficiencia del gasto del combustible y reducido por tanto sus emisiones de CO2 alrededor de un 70%.

Sistema de derechos de emisiones (ETS)

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El día 1 de Enero de este mismo año 2012, la Unión europea crea el sistema de derechos de emisión de dióxido de carbono o ETS. Este sistema obliga a todas las aerolíneas que vuelen a cualquier aeropuerto europeo a que paguen una tasa en función de las emisiones de CO2 de las mismas, con el objetivo de frenar el crecimiento de estas emisiones, que actualmente equivale a un 3% del total de gases invernadero generados en Europa.

Este Sistema, se inicia el 20 de diciembre de 2006 cuando la Comisión europea adoptó una propuesta legislativa para incluir el sector de la aviación en el régimen comunitario de comercio de derechos de emisión (EU ETS). El 8 de julio de 2008 el Parlamento Europeo y el Consejo acordaron que todos los vuelos con aterrizaje o despegue en un aeropuerto comunitario estarían incluidos en el sistema europeo de comercio de derechos de emisión desde el 1 de enero de 2012.

Si las compañías aéreas sobrepasan un límite que tienen estipulado, deben pagar más por las emisiones y actualmente el cupo gratuito está en un 97% del total, y se reduce a un 95% a partir del 2013, por lo que deben ir reduciendo el impacto que tienen en el medioambiente para no verse obligadas a pagar más, pero las aerolíneas no están de acuerdo con estas medidas ya que alegan que el hacerles pagar más por el exceso de emisiones supone un duro golpe contra la rentabilidad del sector aéreo.

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En el mes de Febrero, varios países firmaron un acuerdo en contra de la medida de la EU, y principalmente India y China se negaron a facilitar sus datos de emisiones a la EU además de negarse al pago de las tasas impuestas.

Acuerdos de colaboración

Se están llevando a cabo avances significativos en todos los campos y se están firmando acuerdos por parte de todos los fabricantes y líneas aéreas para conseguir una eficiencia mayor en este aspecto.

En Marzo de este año 2012, tres de las principales constructoras de aviones, Airbus, Boeing y Embraer firmaron un acuerdo de intenciones y colaboración para trabajar conjuntamente en el desarrollo de biocombustibles de aviación de acuerdo a precios asequibles para las compañías. Este acuerdo se llevó a cabo en el marco de la Cumbre de la aviación que se celebró en la ciudad de Ginebra.

Este acuerdo entre los 3 grandes constructores, se engloba dentro del objetivo fijado por la Comisión Europea y que cada vez presiona mas a las líneas aéreas para conseguir aumentar en un 4% la utilización de biocombustibles en los aviones para el año 2020.En Marzo del 2011, el fabricante Airbus estableció un acuerdo de colaboración con la aerolínea TAROM para el desarrollo de biocombustibles a partir de camelina. Y en Abril del mismo año, el gobierno español anunció que Iberia y Airbus firmaron un acuerdo que promociona y realiza iniciativas para el desarrollo de una cadena de producción de bio-combustibles para la aviación española, usando recursos sostenibles desde la producción al consumo en la aviación comercial.

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Foto: SAFUG

Recientemente, en este mismo mes de Agosto, el fabricante Americano BOEING junto al fabricante aeronaútico y corporación de aviación comercial China ( COMAC ), abrieron un centro tecnológico de investigación donde desarrollarán nuevas iniciativas para el refino de aceite usado de cocina para conseguir un bio-combustible de aviación sostenible que sea capaz de reducir el impacto de los gases invernadero. Este centro tecnológico está situado en la ciudad de Beijing.

Iniciativas de comercialización

Desde junio de 2011, en colaboración con la Comisión Europea, las principales líneas aéreas y los fabricantes de combustibles más importantes, se lleva a cabo una iniciativa para la producción y venta de biocombustibles para aviación de la forma más rápida posible. Esta iniciativa establece una serie de puntos clave que lleven a la producción anual de 2 millones de toneladas de biocombustibles utilizando únicamente recursos existentes en la Unión Europea para el año 2020. Además se establece un apoyo para la construcción de plantas de fabricación de estos biocombustibles.

Ensayos de aerolíneas ya realizados

Desde el año 2008 muchas compañías aéreas han realizado distintos vuelos para probar la eficacia de los biocombustibles y en la actualidad algunas de ellas están aún pendientes de realizar vuelos de ensayo. Algunos de estos vuelos ya realizados se comentan a continuación:

Virgin Atlantic, Air New Zealand, Continental y JAL, en colaboración con Boeing, CFM y Pratt & Whitney, demostraron durante el 2008 y 2009, que era viable el vuelo con estos nuevos combustibles. También durante el año 2011, la compañía United Continental anunció un vuelo de Houston a Chicago utilizando un 60% de combustible normal y un 40% de combustible basado en algas.

En España, únicamente se ha realizado un vuelo, en Octubre del 2011 por la Compañía Iberia, en la ruta Madrid-Barcelona.

Más actualmente, en concreto a principios de Abril de este mismo año, la compañía australiana QANTAS, realizó con un Airbus A-330 un vuelo entre las ciudades de Sydney y Adelaida usando un combustible al 50% mezcla de combustible normal de aviación y aceite re-utilizado, y se anunció igualmente que la compañía de bajo coste JetStar realizaría también un vuelo entre Melbourne y Hobart a mediados de mes.

En Mayo de 2012, la canadiense Porter realizó con un Bombardier Q400 un vuelo entre Toronto y Otawa usando una mezcla al 50% entre biocombustible y combustible Jet A-1

 

Acerca de Luis Martín-Crespo

Luis Martín-Crespo
Luis Martín-Crespo es piloto, ingeniero técnico informático de sistemas avanzados y emprendedor.
Es el Fundador y CEO del Grupo Hispaviación 2.0 y dirige las revistas Hispaviación 2.0 y Air Crew Lifestyle.
Es un apasionado de la aviación en todos sus aspectos, así como de la astronáutica, siendo ponente en conferencias versadas en la temática,
Ha escrito varios artículos en Hispaviación 2.0, y para MACH-82.
Además es un gran fotógrafo y ha ganado en más de una ocasión premios de la revista del Ejército del Aire "Aeronautica y Astronáutica".
Ha realizado el curso de "piloto de drones" obteniendo el título del mismo.

Un comentario

  1. Jorge Ordoñez

    Buen artículo sobre los biocombustibles. Es el futuro, falta confianza para que el sector privado realizar las inversiones necesarias.congratulaciones Jorge Ordoñez, dmbiofuels sa