Volar «verde» es posible

El sector de la aviación representa el 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Keystone/gaetan Bally

Tráfico aéreo y emisiones de CO2: un proyecto para producir un combustible de aviación sostenible en Suiza se encuentra en fase avanzada. Las perspectivas son alentadoras.

Volar de forma ecológicamente sostenible gracias a un carburante obtenido a partir del mismo CO2 que ya se encuentra en el medio ambiente. Ese es el objetivo de un proyecto realizado en Suiza que se encuentra ya en una fase muy avanzada. Los responsables de llevarlo a cabo son el instituto de investigación Paul ScherrerEnlace externo (PSI), con sede en Villigen (cantón de Argovia), y la start-up suiza MetafuelsEnlace externo .

El sector de la aviación, que desde hace tiempo está en el punto de mira por su impacto en el calentamiento climático, es responsable del 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Ese porcentaje puede parecer muy bajo, pero en realidad es significativo, ya que se trata de «un sector difícil de descarbonizar y que sigue creciendo», señala Marco Ranocchiari, investigador del PSI. Por tanto, el tráfico aéreo está destinado a aumentar y sus emisiones, en consecuencia, «no bajarán seguramente del 3%».

Entonces, ¿cómo se podría conciliar ese aumento constante del tráfico aéreo con el objetivo de limitar las emisiones?

El proceso de producción

El reto es verdaderamente complejo. Los reactores de los aviones, como sabemos, se alimentan de parafina, una mezcla líquida de hidrocarburos, resultado del refinado del petróleo. Su combustión libera inevitablemente CO2 y, por tanto, nuevas emisiones a la atmósfera. Sin embargo, el problema de las emisiones puede atajarse con un cambio de perspectiva, o lo que es lo mismo, aprovechando el CO2 ya en circulación para sintetizar un combustible alternativo al de origen fósil.

La idea, explica Ranocchiari, consiste en «cambiar la fuente de carbono» extrayendo el CO2 «de todas las fuentes que sean renovables» que se obtiene «de la gasificación de la biomasa» o capturándolo directamente del aire. En cambio, el hidrógeno del nuevo combustible se adquiriría a partir del agua mediante electricidad procedente de fuentes renovables.

Así, obtendríamos los componentes del nuevo combustible. A partir de ellos se produce el metanol, que es el más básico de los alcoholes. Y a partir de este último compuesto será posible, mediante varias transformaciones, lograr una parafina sintética para la aviación. El proceso se basa en «un nuevo sistema catalítico, desarrollado precisamente por el PSI y la empresa Metafuels».

El rendimiento energético del nuevo combustible es comparable al de la parafina de origen fósil. Sin embargo, la diferencia crucial radica en que, con su combustión, se libera al aire CO2 que, en última instancia, ya estaba presente en el medio ambiente. «El principio», subraya el investigador, «es precisamente utilizar el CO2 existente en ese momento. Por tanto, con la combustión no se produciría CO2 nuevo».

Comparación con otras tecnologías

Los estudios sobre el futuro de la aviación, en lo que a fuentes de energía se refiere, se centran en varias perspectivas: van desde la electricidad, con el uso de baterías de litio, hasta el hidrógeno explotado en pilas de combustible. ¿Por qué centrarse entonces precisamente en la parafina sintética?

Aquí, señala Ranocchiari, surgen problemas que atañen a la propia dinámica del vuelo. Para volar, «los aviones deben ser ligeros» y el combustible, en consecuencia, «debe ser muy gravimétrico». En resumen, debe garantizar una relación ventajosa entre energía y masa, así como entre energía y volumen. Ahora bien, las baterías de litio tienen una densidad energética gravimétrica muy baja o, en otras palabras, necesitan una masa considerable para producir la energía necesaria.

Para los vuelos de media y larga distancia, en los que cada kilogramo cuenta, las baterías pesan demasiado. ¿Y el hidrógeno? Esta fuente tiene una «baja energía volumétrica» en comparación con la parafina. Para hacer frente a este problema, habría que revisar completamente la forma y los sistemas de propulsión de los aviones impulsados por hidrógeno, lo que daría lugar a «aviones más grandes o con más peso». O habría que encontrar una «solución de compromiso sobre las distancias a recorrer».

Por lo tanto, por el momento es «difícil imaginar que estas tecnologías puedan abastecer todo el mercado de los vuelos» y, al mismo tiempo, «descarbonizar el sector».

La sostenibilidad medioambiental

En comparación, el combustible sintético presenta más ventajas. La premisa es que tanto la parafina de origen fósil como la de naturaleza sostenible «tienen propiedades sustancialmente similares». Al fin y al cabo, la idea central del proyecto es «producir una composición química similar», pero sin «utilizar un proceso basado en combustibles fósiles». De este modo, el nuevo combustible podría utilizarse inmediatamente en los reactores, sin necesidad de modificarlos.

No obstante, es precisamente en el ámbito de la sostenibilidad medioambiental donde se vislumbran las ventajas más significativas. En lo que respecta a los vuelos de larga distancia, «la tecnología sigue basándose en la parafina» y así seguirá siendo durante décadas. Sin embargo, debemos «alcanzar la neutralidad de carbono en 2050», subraya el académico del PSI, «para evitar grandes catástrofes causadas por el calentamiento global».

Suponiendo, por tanto, que la opción de los combustibles fósiles ya no será una opción en el futuro, hay que explorar vías para «sintetizar estas sustancias de forma alternativa». Y, mientras tanto, existe una conciencia generalizada entre los agentes de la industria de que «debe haber una transición energética neta cero».

La tecnología desarrollada por PSI y Metafuels también podría evitar la formación del polvo fino que produce la combustión de la parafina fósil, y que genera estelas de condensación en altitud. Hay que recordar que este fenómeno también contribuye significativamente al impacto climático del tráfico aéreo. Pues bien, la composición molecular del combustible sintético permite también reducir drásticamente la formación de esas partículas: «Sabemos qué moléculas producen esas partículas de carbono. Y así sabemos en qué dirección ir para evitar esa formación», señala el experto.

¿Cuáles serán, en conclusión, los próximos pasos en la trayectoria del proyecto? En el PSI, explica Ranocchiari, «estamos construyendo precisamente la planta piloto que permitirá validar el proceso» en un plazo de dos años. Esta instalación servirá entonces para validar la tecnología con vistas a una explotación comercial a gran escala en un futuro próximo. Por tanto, habrá que seguir trabajando. Pero mientras tanto, el proyecto ha desplegado sus alas.

Adaptado del italiano por Carla Wolff