El avión que busca el despegue de energías limpias

Prueba de ventilación en la cabina, en 2013. Solar Impulse puede impulsar un sinnúmero de tecnologías en ámbitos que no tienen aparentemente nada qué ver con la aviación. Fred Merz/Rezo/SolarImpulse/Polaris

Solar Impulse no es el avión del futuro y jamás ha pretendido serlo. Como su nombre lo indica, la aventura de Bertrand Piccard, André Borschberg y su equipo busca dar impulso científico y tecnológico. Y los resultados no están necesariamente a donde uno los pudiera esperar. 

Tiene la envergadura de un Boeing 747, el peso de un auto y la potencia de una moto escúter. Solar ImpulseEnlace externo solo vuela si el clima se lo permite y su único ocupante avanza a no más de 90 km/h. Suficiente para decir que las compañías aéreas, que transportan a más de 5 mil millonesEnlace externo de seres humanos cada año a velocidades diez veces superiores, no están dispuestas a que su flota aérea utilice la energía solar, aun cuando los aviones actuales consumen, en total, más de 11 500 litrosEnlace externo de keroseno por segundo.

Bertrand Piccard lo dijo desde el lanzamiento del proyecto en 2003 y no se cansa de repetirlo : “El objetivo es desarrollar un símbolo fuerte, capaz de promover de forma atractiva el espíritu pionero y de innovación, motivar a la gente a cuestionarse para buscar metas ambiciosas en el ámbito particular de las tecnologías limpias y las energías renovables”.

Alcanzar los límites

Y quien dice innovación y tecnología, dice escuelas de estudios superiores. Desde el inicio también,  Solar Impulse estableció relaciones con la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFLEnlace externo), cuyos laboratorios, veinte para ser específicos, se ocuparon del asunto. “Este tipo de proyectos estimula la investigación y empuja a la gente a los límites para crear cosas que no existen”, explica Pascal Vuilliomenet, responsable científico en la EPFL, de los grandes proyectos establecidos con otras instituciones. Esto permite también a los profesores, asistentes y estudiantes de diversos laboratorios trabajar unidos y crear así enlaces que no se producirían sin ese empuje. “Y esto atrae a futuros estudiantes potenciales. Por ejemplo, a un bachiller que no ve bien lo que puede hacer un ingeniero en materiales, se le puede explicar con ejemplos concretos, como este”.

Solar Impulse, ¿un ejemplo concreto sobre materiales? Sí. El avión debía ser ligero y sólido a la vez. Y la EPFL dispone, a dos pasos de su campus, de dos empresas de punta en compuestos: North TPTEnlace externo, que fabrica la materia de base, mezcla de fibra de carbono y de resinas, y Decision SAEnlace externo, que hace estructuras.

“Tenemos dos laboratorios que trabajaron en la optimización de esos materiales”, indica Pascal Vuilliomenet. Es algo así como en la cocina: de acuerdo a la pieza a realizar, hay que cocer el material a una cierta temperatura, a una cierta presión y durante un cierto periodo de tiempo…” Al final, la estructura de Solar Impulse es más ligera y más sólida de lo que se produce normalmente. Y las dos empresas pueden utilizar este conocimiento adquirido también en otras fabricaciones, en barcos o en satélites.

Potencia máxima

Las 17 248 células solares que cubren las alas del avión no tienen en sí mismas nada de revolucionario, si no fuera por que debían ser lo más ligeras posibles. Imposible haberlas podido encapsular en placas de vidrio, como se hace en los techos de los edificios. La EPFL probó un nuevo plástico ultraligero, muy flexible y perfectamente transparente, producido por el gigante químico belga SolvayEnlace externo, uno de los socios de la aventura. Y en este caso también, los conocimientos adquiridos sobre este material permitirán utilizarse en otros ámbitos, como el de la construcción.

De paso, Solvay también desarrolló nuevos componentes para las baterías, que permiten aumentar su capacidad de almacenaje en un 10% y disminuir su peso un 2%. Y esto también es una ganancia clara.

Y para que Solar Impulse pueda usar mejor la poca potencia de la que dispone, fue necesario optimizar la gestión de los flujos de energía entre las células, las baterías y los motores. Los laboratorios de la EPFL se ocuparon de la cuestión y transmitieron sus resultados al fabricante suizo EtelEnlace externo, con sede en Neuchâtel, que pudo desarrollar así motores eléctricos que ofrecen un rendimiento de 96%. Un record, según Pascal Vuilliomenet.

Ciertamente, el beneficio es solo de algunos puntos con relación a los motores actuales, pero como destaca el responsable de la EPFL, “sin un proyecto excepcional como Solar Impulse no se habrían invertido los medios, el tiempo y la energía necesarios para realizar estas mejoras, y, llevar los logros a todo un mercado, aunque se trate de efectos mínimos. Esto resulta interesante aun así. Será otro bloque de conocimiento disponible para usarlo en otros registros, tal vez mayores a los de la navegación, y entonces, con repercusiones más importantes”.

Repercusiones a veces inesperadas: así, el gigante suizo de ascensores, escaleras y pasillos eléctricos SchindlerEnlace externo, otro socio de Solar Impulse, acaba de lanzar su primer elevador solar, cuya gestión energética se inspira directamente en la colaboración con los equipos de Bertrand Piccard y los laboratorios de la EPFL.

¡Su atención, por favor!

Otro socio de esta aventrua, la marca relojera suiza OMEGAEnlace externo desarrolló un convertidor para alimentar la electrónica de la cabina de mando del avión (que funciona a un voltaje mucho más débil que los motores) y que presenta como “más ligero, más compacto y más eficaz que otros productos similares disponibles en el mercado”.

Y aún en la cabina del avión, una atención particular se dirige al estado físico del piloto, que debe permanecer, a veces, durante días y noches enteras sin dormir normalmente, sino solo con dormitadas de 20 minutos. “Hay captores de respiración, de ritmo cardiaco, de actividad cerebral y cámaras que siguen los movimientos de los ojos y los músculos del mentón”, explica Emmanuel Barraud, portavoz de la EPFL. Lo nuevo en todo esto, es el desarrollo de un microcomputador muy ligero y que consume muy poca energía que combina los datos para poder indicar con certitud si el piloto está durmiendo o a punto de hacerlo”.

Si parpadea seguidamente, tal vez es solo a causa del efecto del sol o la resequedad, pero si además su mentón se relaja y el corazón disminuye sus palpitaciones, entonces puede asegurarse que el piloto está a punto de dormir. Y la máquina activa el alarma. “Esta tecnología podría servir para el automóvil”, avanza Barraud. “Nos queda claro que no se colocará un casco de electrodos a alguien cada vez que se coloque frente al volante, pero tan solo con los ojos, uno obtiene elementos muy interesantes sobre el estado de adormecimiento de un conductor”. 

La otra vuelta al mundo solar

¿Vuelta al mundo con energía solar? Antes de Piccard y Borschberg, otros suizos lo hicieron : el equipo de Planet SolarEnlace externo. Con la excepción de que ellos lo hicieron navegando en el mar, en lugar de volar. Partieron el 27 de septiembre de 2010 de Mónaco. El barco concluyó su periplo de más de 60 000 km (vía los canales de Suez y de Panamá), el 4 de mayo de 2012.

“Una diferencia fundamental con Solar Impulse es que el avión salió totalmente del laboratorio, todo se optimizó, resultado de desarrollos muy exigentes. Para el barco simplemente hicimos una selección rigurosa de componentes disponibles, para demostrar que el mercado es capaz de ofrecer productos maduros, fiables y aceptables financieramente para dar la vuelta al mundo con una nave de casi 100 toneladas, y sin gota de gasolina”, explica Pascal Goulpié, director y cofundador de Planet Solar.

Pero no por eso no resultan complementarias las dos iniciativas. “Ambos trabajamos en la promoción de las energías renovables. Los dos pilotos nos dieron el placer de estar presentes en Mónaco al final del periplo alrededor del mundo. Y nosotros tampoco pensamos que Planet Solar sería el barco del futuro, admite Goulpié. Lo que decimos es que hay muchos sitios en el mundo, en tierra en especial, donde podría aplicarse más la energía solar. El futuro para mí es la combinación de diversas energías, con el viento, con el Sol, en complementación, tal vez, con una energía fósil”. 

Traducción del francés: Patricia Islas