Es bien conocido que la aviación tiene una enorme huella de carbono, pero hay esperanza en el horizonte. La electrificación podría ser la clave para reducir drásticamente las emisiones y hacer más sostenible el transporte aéreo.
Sin embargo, hasta ahora sólo han despegado pequeños aviones totalmente eléctricos. Los motores eléctricos utilizados para propulsarlos sólo pueden generar unos pocos cientos de kilovatios de potencia a la vez. Para electrificar aviones más grandes y pesados, que transportan pasajeros y carga, se necesitan motores de megavatios.
Éstos se propulsarían mediante sistemas híbridos o turboeléctricos, en los que una máquina eléctrica se acopla a un motor aeronáutico de turbina de gas.
Para satisfacer esta necesidad, un equipo de ingenieros aeronáuticos del MIT está creando un motor eléctrico de 1 megavatio que podría ser un peldaño hacia la electrificación de los aviones comerciales. El equipo ha diseñado y probado los principales componentes del motor y lo ha calculado para demostrar que puede generar un megavatio de potencia con un peso y un tamaño competitivos con los de los pequeños motores aeronáuticos actuales.
Para aplicaciones totalmente eléctricas, el equipo prevé que el motor pueda combinarse con una fuente de electricidad, como una batería o una pila de combustible. El motor podría convertir la energía eléctrica en trabajo mecánico para propulsar las hélices de un avión. La máquina eléctrica también podría combinarse con un motor turbofán tradicional para funcionar como un sistema de propulsión híbrido, proporcionando propulsión eléctrica durante ciertas fases del vuelo.
El motor eléctrico y la electrónica de potencia del MIT tienen cada uno el tamaño de una maleta facturada que pesa menos que un pasajero adulto. “Independientemente de lo que utilicemos como portador de energía -baterías, hidrógeno, amoníaco o combustible de aviación sostenible-, los motores de megavatios serán un factor clave para la ecologización de la aviación”, afirma
Zoltan Spakovszky, Catedrático T. Wilson de Aeronáutica y Director del Laboratorio de Turbinas de Gas (GTL) del MIT, que dirige el proyecto.
Los principales componentes del motor son un rotor de alta velocidad, revestido de un conjunto de imanes con distintas orientaciones de polaridad, un estator compacto de bajas pérdidas que encaja en el interior del rotor y contiene un intrincado conjunto de bobinados de cobre, y un avanzado intercambiador de calor que mantiene fríos los componentes al tiempo que transmite el par de la máquina.
El equipo también desarrolló un sistema de electrónica de potencia distribuida con 30 placas de circuitos hechas a medida que modifican con precisión las corrientes que circulan por cada uno de los devanados de cobre del estator a alta frecuencia.
Como sistema completo, el motor está diseñado de tal forma que las placas de circuitos distribuidos están estrechamente acopladas a la máquina eléctrica para minimizar las pérdidas de transmisión y permitir una refrigeración eficaz por aire a través del intercambiador de calor integrado.
Hasta ahora, el equipo del MIT ha construido y probado individualmente cada uno de los componentes principales y ha demostrado que pueden funcionar según lo diseñado y en condiciones que superan las demandas operativas normales.
“Se trata de una máquina de alta velocidad, y para mantenerla girando a la vezque crea par, los campos magnéticos tienen que desplazarse muy deprisa, lo que podemos hacer gracias a nuestras placas de circuitos que conmutan a alta frecuencia”, afirma Spakovszky.
Los investigadores tienen previsto ensamblar y empezar a probar el primer motor eléctrico totalmente operativo a finales de este año.
El equipo llevó a cabo múltiples experimentos de mitigación de riesgos para demostrar que cada componente puede funcionar según lo diseñado y en condiciones que superan las demandas operativas normales, incluidos el estator, el rotor magnético, el intercambiador de calor y las placas electrónicas de potencia.
Una vez que el equipo del MIT pueda demostrar el motor eléctrico en su conjunto, dicen que el diseño podría propulsar aviones regionales y también podría ser un compañero de los motores a reacción convencionales, para permitir sistemas de propulsión híbridos-eléctricos.
El equipo también prevé que varios motores de un megavatio podrían alimentar varios ventiladores distribuidos a lo largo del ala en futuras configuraciones de avión. De cara al futuro, las bases del diseño de la máquina eléctrica de un megavatio podrían ampliarse a motores de varios megavatios para propulsar aviones de pasajeros más grandes.
Añade nuestra página World Energy Trade a tu feed de Google News AQUÍ
No dude en ponerse en contacto con nosotros para darnos sugerencias y noticias. Es suficiente con enviar un mensaje a: contacto@worldenergytrade.com / +1 786-448-7655 para hacérnoslo saber.
Te puede interesar:
- La expansión mundial de los vehículos eléctricos de China y sus consecuencias para los metales
- Los 6 COCHES ELÉCTRICOS más Económicos en 2022
- Omega 1, el nuevo motor que podría salvar a la combustión interna de la extinción
