La contribución de los proyectos Europeos de Tecnología de motor Reducción de emisiones contaminantes Ingeniero Aeronáutico por la E.T.S.I. Aeronáuticos Profesor Asociado Departamento de Aeronaves y Vehículos Espaciales, Universidad Politécnica de Madrid En 2001 la Comisión Europea promovió la edición del documento “Aeronáutica Europea: Una Visión para el 2020”, en el que se identificaban los objetivos que la aviación Europea debía alcanzar en 2020 para satisfacer las necesidades que la sociedad demandaba al trasporte aéreo y conseguir que Europa alcanzara en 2020 el liderazgo en tecnología aeronáutica. Para conseguir dichas metas era necesario articular la inversión en investigación y tecnología de forma que se pudiese obtener mayor retorno gracias a la colaboración efectiva entre los diferentes agentes. El documento también recomendaba la creación de un grupo consultivo, para desarrollar y mantener una Agenda Estratégica de Investigación que ayudase a alcanzar los objetivos de la Vision 2020, así surgió en Junio del 2001 el ACARE o “Advisory Council for Aeronautics Research in Europe” formado por más de 40 organizaciones de todo tipo relacionadas con la aviación, que desde entonces ha venido jugando un papel fundamental asesorando a la Comisión Europea en todos los temas relativos a investigación aeronáutica. A pesar de que la contribución del trasporte aéreo a las emisiones de “efecto invernadero” es solo del orden del 2% del total generado por el ser humano, entre los objetivos de la Visión 2020 se estipulaba explícitamente la necesidad de reducir las emisiones contaminantes producidas por la aviación comercial con relación a los aviones más modernos en servicio en el año 2000. En particular se establecieron objetivos explícitos de reducir las emisiones producidas por el Alfredo López Díez Head of Advanced Engineering, ITP trasporte aéreo, tanto de dióxido de oxigeno (CO2) en un 50%, de las de óxidos de nitrógeno (NOX) en un 80% y de la reducción del ruido percibido en un 50%. En todos estos parámetros la contribución de la planta propulsora del avión es fundamental, valga como muestra que en una hora, el motor de un avión de unos 150 pasajeros libera a la atmósfera 8.5 toneladas de CO2 y 30 kg de NOX. Sin embargo, tanto el propio diseño del avión por su eficiencia aerodinámica como incluso la reducción de peso, contribuyen a las emisiones contaminantes (tanto de ruido como de CO2 y NOX a través de la demanda de empuje al motor). Por otro lado la gestión del tráfico aéreo también puede ayudar a conseguir los objetivos medio ambientales estableciendo rutas más eficientes. Por lo que ACARE estableció un reparto entre las tres medidas principales (motor, avión y gestión de tráfico aéreo), en la que el “trozo del pastel” asignado al motor fue de un 20% de reducción en emisiones de CO2, un 80% en NOX y 10 decibelios en ruido. Es por ello por lo que, con el apoyo de la Comisión Europea a través de los diferentes programas marco, las empresas de motor de avión europeas, agrupadas en el denominado “Engine Industry Managemmet Group” (del que la empresa española ITP es miembro de pleno derecho) establecieron una hoja de ruta de proyectos, con los que alcanzar dichos objetivos. Los proyectos se distribuyeron en tres tipos todos ellos relacionados entre sí, de acuerdo con el nivel de madurez tecnológica (o TRL por sus siglas en inglés) a alcanzar en cada uno de ellos: Proyectos de investigación básica o de nivel 1 (encargados de generar tecnologías fundamentales en cada una de las disciplinas básicas como materiales, aerodinámica, fabricación, etc.), proyectos de demostración de subsistemas o de nivel 2 (en las que esas tecnologías se aplicaban a cada uno de los subsistemas principales del motor, básicamente el núcleo, el grupo de baja presión y el sistema de escape, realizando ensayos representativos a nivel de sistema) y proyectos de demostración de motor completo o de nivel 3 ( en los que todos los subsistemas se agrupan en un motor, comprobando tanto en banco de pruebas como en ensayos en vuelo, los resultados obtenidos). En todos estos proyectos, se incorporaron la mayoría de Universidades y Centros tecnológicos Europeos que aportaban su conocimiento y capacidades según el tipo de proyecto del que se trataba, La eficiencia de una turbina de gas, básicamente se puede evaluar considerando qué proporción de la energía química contenida en el combustible es trasformada en potencia que propulse al avión, fundamentalmente se puede medir por el flujo de combustible que se necesita para obtener el empuje necesario del motor, parámetro que se conoce como Consumo Específico de Combustible o SFC por sus siglas en inglés. Para poder identificar la influencia de cada uno de los contribuyentes esta eficiencia normalmente se divide en dos partes: el rendimiento térmico que representa el porcentaje de energía química del combustible que se trasforma en el movimiento de giro de los ejes del motor y 958 REVISTA DE AERONÁUTICA Y ASTRONÁUTICA / Noviembre 2016
REVISTA DE AERONAUTICA Y ASTRONAUTICA 858
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