La importancia de los kits aerodinámicos

El otro día hablábamos del alcance de un avión y de los factores que influían en él. Hoy vamos a ver una cosa que tiene que ver mucho con el alcance máximo y también con la economía. 

En muchos aviones comerciales modernos, los fabricantes suelen ofrecer con el tiempo unos paquetes aerodinámicos que pueden resultar interesantes para la compañía que explota la aeronave. Una vez desarrollado el avión, las compañías productoras del modelo no descansan. En su afán de hacer el modelo más atractivo que el de la competencia, ofrecen estos refinamientos que no son otra cosa que modificaciones del fuselaje, alas y superficies de control (a veces también implica alguna modificación del software), que reducen la resistencia por rozamiento o resistencia aerodinámica. Es lo que comúnmente llamamos "DRAG"en inglés.

Vamos a ver un ejemplo sencillo de entender y sin complicaciones. Imaginemos que nuestro flamante A220 de reciente adquisición tiene un coeficiente de resistencia Cd de 0,024. Esto es lo mismo que los coches. Cuanto más mazacote el coche, más superficie expuesta al aire y más dificultad al avance, lo que implica mayor potencia del motor si queremos mantener una buena velocidad, lo que a su vez significa mayor consumo. 

Si querremos calcular la resistencia total de nuestro avión en vuelo, tendremos que aplicar la conocida fórmula del DRAG (D). Esta fórmula tiene en cuenta la superficie alar, la densidad del aire (Rho), la velocidad del avión (al cuadrado) y precisamente el Cd antes comentado.

Imaginemos que volamos de Madrid a Zúrich (un vuelo de 1.200 km que hago todos las semanas) y solemos hacerlo a unos 30.000 pies de altura o nivel de vuelo 300. El vuelo de crucero de nuestro A220 es de Mach .76 o 76% la velocidad del sonido (unos 230 m/s a 30.000 pies).

Vamos a ponerlo de forma sencilla:

Imaginemos que la compañía Airbus nos ofrece un kit aerodinámico fabuloso que logra reducir el Cd de 0,024 a un 0,020. Al lector casual podrá parecerle insignificante tal reducción, pero vamos a ver el impacto real en la economía a gran escala de una compañía de transporte aéreo.  

Si hacemos los cálculos:

 En números:

La cifra obtenida debemos multiplicarla ahora por el número de km o distancia recorrida. En nuestro caso son 1200 km (1.200.000 metros). Al hacer esto obtenemos una medida de la energía (en julios).

La diferencia en julios comparadas las dos Cd es de 262,8MJ. Lo que tenemos que hacer ahora es ver cuantos julios contiene un kilogramo de combustible de aviación (el famoso Jet A-1).  En Wikipedia vemos que 1 kg de queroseno contienen casi 43 MJ. Con una simple regla de tres vemos que en un viaje de Madrid a Zúrich nos ahorramos unos 6 kg de combustible con este kit aerodinámico:

No es mucho, pero los números crecen en una economía de gran escala. Si pagamos el kg de combustible a 0,5 euros, un viaje de ida y vuelta ZRH - MAD -ZRH supone un ahorro de 6 euros. Este vuelo se realiza tres veces al día, lo que supone 18 euros al día. 18 euros al día en un año son 6.570 Euros. Supongamos que podemos extrapolar este ahorro a nuestra flota de A220. Si tenemos 30 aviones A220 esto significa un ahorro de 197.100 euros al año. Y, por último, si nuestro A220 va a estar en servicio unos 15 años el ahorro sería de casi 3 millones de euros.

Todo esto solo teniendo en cuenta la célula del avión. Para que el ahorro sea todavía mucho mayor, tendremos que instalar un moderno motor de gran índice de derivación y un bajo consumo específico de combustible. El conjunto de estas dos cosas más una gestión eficiente de las rutas voladas y las alturas en ruta dan lugar a importantes ahorros de dinero.