ASCEND, el demostrador de tren motriz superconductor de Airbus, ha logrado una primicia mundial. Durante los últimos tres años, un pequeño equipo de expertos ha desarrollado y fabricado un sistema de propulsión eléctrica superconductora criogénica construido específicamente según especificaciones aeroespaciales.
En noviembre de 2023, ASCEND dio su paso final. El equipo encendió con éxito el tren motriz de 500 kilovatios en el núcleo del sistema. Es un avance emocionante, según Airbus. En la búsqueda de un transporte más limpio, la combinación de pilas de combustible alimentadas por hidrógeno y superconductividad criogénica o de alta temperatura podría cambiar las reglas del juego.
La densidad de corriente de una cinta superconductora es cien veces mayor que la de un equivalente de cobre. La congelación criogénica de esa cinta le permite transportar energía eléctrica desde una fuente de combustible a un sistema de propulsión prácticamente sin resistencia.
Por eso, ubicado dentro de un gran almacén en las afueras de Toulouse, Francia, el equipo de Airbus UpNext’s Advanced Supeerconducting and Cryogenic Experimental powertral N Demostrator (ASCEND) ha pasado los últimos tres años explorando el impacto de la superconductividad criogénica en la infraestructura eléctrica que podría impulsar la próxima generación de aviones con bajas emisiones de carbono.
ASCEND concluyó en noviembre de 2023 con el encendido exitoso de un tren motriz de 500 kilovatios, que consta de cinta superconductora, una unidad de control de motor criogénico y un sistema de enfriamiento, y un motor superconductor. A modo de contexto, hacer despegar el equivalente a los turbohélices actuales que saltan de ciudad a ciudad utilizando únicamente energía eléctrica requeriría alrededor de ocho megavatios.
El sistema de propulsión se desarrolló inicialmente en la sede de UpNext cerca de Toulouse. Luego, para la etapa final del proyecto, los ingenieros de Airbus lo pusieron a prueba en el centro de pruebas del E-Aircraft System de Airbus en Ottobrunn, Alemania. Es la instalación más grande de su tipo en Europa. Las pruebas, que culminaron con el encendido de noviembre, confirmaron que es posible desarrollar, ensamblar y controlar una cadena superconductora y criogénica completa construida según especificaciones aeronáuticas.
Esta exitosa operación de energía, una primicia para la tecnología criogénica en el sector aeroespacial, es un paso más hacia las condiciones del mundo real. La tecnología superconductora puede parecer ciencia ficción, pero existe desde hace décadas. Hoy en día se utiliza principalmente en escáneres de imágenes médicas, experimentos científicos que requieren un campo magnético elevado, como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN; o transporte terrestre de electricidad. Sin embargo, las instalaciones de prueba en el mercado abierto son pocas y el ecosistema internacional es inmaduro.
«La tecnología que necesitamos ya existe», afirma el jefe del proyecto ASCEND, Ludovic Ybáñez. “Nuestro objetivo no era reinventar la rueda. Se trataba de identificar las mejores empresas e institutos de investigación y adaptar su tecnología para su aplicación a bordo de aviones. Hemos trabajado estrechamente con una red de más de 20 socios para diseñar un tren motriz criogénico que mejora la eficiencia del sistema eléctrico en al menos un 4-5%”.
Como laboratorio de innovación de Airbus, UpNext hace las cosas de manera diferente. Dada la libertad y flexibilidad de una nueva empresa, los ingenieros de ASCEND, que dividen su tiempo entre la sede de UpNext en Toulouse y Ottobrunn, construyeron a mano los entornos del banco de pruebas con sus colegas alemanes.
Los sistemas de propulsión eléctricos convencionales requieren un alto voltaje para limitar la pérdida de energía. A bordo de un avión eléctrico, un tren motriz superconductor podría reducir el voltaje y prácticamente eliminar las pérdidas, manteniendo al mismo tiempo bajo control el peso y el tamaño del sistema general. Las condiciones para la superconductividad se crearían mediante el mismo proceso criogénico utilizado para mantener el hidrógeno líquido a bordo del avión a -253°C, donde el hidrógeno se utiliza para generar energía mediante electrólisis dentro de una pila de combustible.
Después de un comienzo vacilante, el ecosistema de superconductividad aeroespacial está madurando. Cuando se cierra el capítulo ASCEND, se abre otro. La carrera está en marcha para madurar y acelerar la tecnología a tiempo para cumplir con la ambición de Airbus de volar un avión propulsado por pila de combustible de hidrógeno para 2035.
