¿Cuántos costes ahorraríamos al reducir el peso del avión sólo un 1%?

  


Los ingenieros aeronáuticos se afanan intentando reducir la masa de los aviones todo lo que puedan. Se invierten muchas horas de estudio e ingeniería para lograr lo que parfece una modesta reducción. ¿Vale la pena ese esfuerzo? ¿Cuantos costes ahorraríamos al reducir la masa de un avión en sólo un 1%?

Parece muy poco, pero si hacemos unos pequeños cálculos nos podríamos asombrar. La manera más sencilla de intentar calcularlo sería con la famosa ecuación de Breguet de la que ya hablamos en este Blog. Para este ejemplo vamos a coger como referencia un A320 y le vamos a aplicar la fórmula de Breguet, luego vamos a hacer lo mismo con otro A 320 que pese exactamente un 1% menos. La diferencia en el consumo de combustible nos dirá cuánto combustible se ahorra por vuelo. Para aplicar la fórmula hace falta saber unas cuantas cosas sobre el A320:
  • La relación L/D del A320 es de 18
  • En este ejemplo el alcance (R) del vuelo es de 2.500 km (R = 2.500.000 m)
  • m1 es la masa de despegue y m2 la masa de aterrizaje.
  • Consideramos que para este vuelo hacen falta 3 toneladas de combustible de reserva.
  • El consumo de combustible bf lo establecemos en 0,000018 kg/Ns
  • La velocidad de este vuelo será de Mach 0,78, lo que equivale a una velocidad en m/s de v = 262 m/s a 11.000 m de altitud (donde la gravedad es 9,77m/s2).
La masa de aterrizaje m2 es la masa operativa en vacío del avión o OEW que en este caso son 42,6 t + 18 t de carga útil + 3 t de combustible de reserva = 63,6 t.

La masa de despegue m1 aplicando la fórmula es un 10% superior. El consumo de combustible en este viaje de 2.500 km es entonces 6.239 kg. Ahora, consideremos una reducción en el peso del 1% en el combustible. De 6.239 kg son 62 kg. Lo cual no es mucho para un solo viaje. Pero ahora pensemos en que este A320 podría volar unos 50.000 viajes antes de retirarse. Durante su vida útil, la reducción de masa del 1% ahorraría 3.119 toneladas métricas de combustible. ¡Esto equivale nada menos que a 47,5 vagones cisterna RR92 de RENFE!


Y hay alrededor de 12.000 aviones de pasajeros de 150 asientos y muy fácilmente el doble si se incluyen todos los jets regionales, que transportan 3.800 millones de pasajeros y 53 millones de toneladas de carga por año en 35,4 millones de vuelos.

Si hacemos la suposición teórica de que nuestro vuelo A320 es típico, esto se traduce en un ahorro global de combustible de aproximadamente 2,2 millones de toneladas de combustible por año… todo ese combustible si solo se pudiera ahorrar el 1% de la masa en cada avión.

Comentarios

  1. Buenas! Interesante calculo..... el 1% de 63,6 T son 636 Kgs
    Pero unas preguntas.......
    Es cierto que cuando pintan los aviones, según tamaño...
    Les pueden llegar a caer 200 Kg "extra" de pintura?.
    La industria petroquímica..... puede evolucionar, a un "precio razonable" de venta, a combustibles con una mejor relación peso/rendimiento ?
    Salu2

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    Respuestas
    1. Muchas gracias por rel comentario. Efectivamente, un 747 suele pintarse con unos 330 litros de pintura y esa cantidad viene a ser unos 250 kg, 230 kilos para un avión B777-200.

      La industria petroquímica estudia desde hace años mejorar no solo los combustibles, tabién lubricantes, pegamentos industriales, materiales compuestos y otros productos. Por ponerte un ejemplo, el mamparo trasero de la cabina presurizada en el A220 no está soldado ni riveteado o atornillado. Aunque pudiese parecer una locura, este mamparo tan importante está pegado con un producto muy avanzado que resiste los ciclos de compresión y descompresión sin ningún problema. Es mucho más ligero que un sistema de remaches y da un resultado superior.
      En cuanto al combustible la aviación se está centrando más en las emisiones. Lo último es el queroseno solar. El queroseno solar o combustible de aviación solar ha sido durante mucho tiempo el foco de atención de los científicos. La idea de producir combustibles de hidrocarburos a partir del dióxido de carbono y la luz solar es relativamente simple: a altas temperaturas, el CO2 y el agua se disocian en hidrógeno, monóxido de carbono y oxígeno. La mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono, conocida como gas de síntesis o “syngas”, se puede convertir en hidrocarburos líquidos como gasolina o queroseno a través de un proceso inventado por los químicos Franz Fischer y Hans Tropsch en Alemania a mediados de la década de 1920, llamado acertadamente el Proceso de Fischer-Tropsch.

      En marzo de 2022, Swiss y Lufthansa anunciaron una colaboración estratégica con Synhelion, con el objetivo de llevar al mercado el combustible de aviación solar de la compañía Synhelion. El proceso desarrollado por Synhelion utiliza la luz solar para producir queroseno solar que, cuando se quema, genera solo la cantidad de CO2 que se eliminó de la atmósfera en su producción. Esto significa que el nuevo queroseno solar, o combustible de aviación solar, puede hacer una contribución importante a la descarbonización del transporte aéreo. La compañía Synhelion anunció que Swiss será su primer cliente. La aerolínea tiene como objetivo convertirse en la primera aerolínea del mundo en operar vuelos con combustible de aviación solar en 2023.

      Un cordial saludo
      Manolo

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