Anita Sengupta
El futuro verde y sostenible
del transporte
@Doctor_Astro
La movilidad del mañana ya está aquí
Nueva Londres, año 2050. Salgo de la cápsula del hyperloop y, mientras camino desde el centro de la ciudad hacia el vertipuerto, compruebo en la pantalla óptica la próxima hora de salida. Selecciono un medio de transporte biplaza eléctrico de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) que me permitirá una vista panorámica del London Eye. También reducirá mi coste energético como viajero individual en relación con mi asignación mensual de carbono.
Las imágenes sobre el futuro del transporte que nos imaginamos encarnan un paisaje urbano utópico y rodeado de cristal y metal. El futuro del transporte, que en su día parecía ciencia ficción, ha evolucionado hasta convertirse en una realidad científica: una esfera de tecnología que permite nuevas capacidades. Estamos entrando en una era tecnológica con un objetivo: combatir la amenaza real del cambio climático.
Nuestro conocimiento de las emisiones de carbono antropogénicas está bien cuantificado. Aproximadamente el 16 % procede del sector del transporte, el 18 % de la agricultura y el resto de los usos industriales y residenciales. Por tanto, cuando nos planteamos el reto de descarbonizar el transporte, debemos abordar nuestra dependencia general de los hidrocarburos como soporte y como fuente de energía. El camino evolutivo hacia el transporte ecológico comienza en la tierra, pasa al aire y nos permite proteger nuestro planeta con una perspectiva interplanetaria.
El futuro del transporte terrestre
La imagen de personas viajando individualmente en tubos a enormes velocidades se visualizó por primera vez en los años 60 en el ámbito de la ciencia ficción. El programa de televisión de animación para niños, Los Supersónicos, trataba sobre la familia del futuro.
Si avanzamos medio siglo, tenemos trenes de levitación magnética, trenes de alta velocidad y, en la próxima década, el Hyperloop. El Hyperloop puede describirse sencillamente como una nave espacial que viaja sobre el suelo. Un vehículo de pasajeros presurizado es levitado magnéticamente y propulsado eléctricamente por un tubo de vacío a largas distancias a velocidades de 1.000 kilómetros por hora. El Hyperloop puede sustituir los viajes aéreos sobre masas terrestres y, si está conectado a un suministro eléctrico renovable, no produce emisiones de carbono. Con una capacidad de más de 10.000 pasajeros por hora entre los principales centros y una velocidad hasta cinco veces superior a la del ferrocarril, puede crear una red de transporte terrestre para pasajeros y mercancías. El Hyperloop ya es más que un concepto: existen numerosas nuevas empresas tecnológicas en Norteamérica y Europa que están desarrollando las arquitecturas de sistemas y algunas de las nuevas tecnologías necesarias para hacer posible este medio de transporte.
Como todos los proyectos de transporte basados en nuevas infraestructuras, el precio del Hyperloop es elevado: piensa en un ferrocarril de alta velocidad con el añadido de una década de investigación y desarrollo similar al del avión espacial. Numerosos gobiernos, el público y los inversores están financiando o investigando esta innovación. Podríamos ver la implementación de este proyecto antes de 2035.
El futuro de los viajes aéreos
El transporte aéreo representó algo menos del 3 % de las emisiones mundiales de carbono en 2020, lo que representa menos del 20 % de las emisiones de CO2 del transporte como sector. Sin embargo, se espera que esta cifra aumente en los próximos veinte años debido a la descarbonización del transporte terrestre, al aumento de los viajes aéreos a medida que la población humana siga creciendo, y a que más personas tengan acceso a viajes aéreos asequibles.
Como profesora de ingeniería, piloto experimentada y directora general y fundadora de una empresa de aviación eléctrica, puedo afirmar con rotundidad que todavía no disponemos de las tecnologías para descarbonizar los aviones comerciales de gran capacidad o los turbohélice. En cambio, el sector del transporte aéreo ha apostado por la inversión en combustibles de biomasa para la aviación basados en hidrocarburos. Los biocombustibles tienen menos emisiones de CO2 en comparación con el combustible para aviación tradicional, pero esto no descarboniza el sector a largo plazo. Los biocombustibles también son más caros (por litro) que el combustible para aviación tradicional, lo que significa que los operadores aéreos tardarán en adoptarlos sin un incentivo o una penalización (por no hacerlo).
Se están desarrollando nuevas tecnologías para facilitar las plataformas de aviación eléctrica de corto alcance y baja capacidad. La movilidad aérea urbana (UAM, por sus siglas en inglés), un término acuñado recientemente, ha visto el rápido desarrollo de los vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical —eVTOL— para facilitar el transporte de taxi aéreo de corto alcance (hasta 50 km) dentro de los centros urbanos y suburbanos. Hasta la fecha existen más de 200 empresas en este espacio, desde tecnológicas de nueva creación hasta prototipos de vehículos de Airbus. La justificación comercial y social de la UAM es aliviar la congestión de las ciudades de todo el mundo. La UAM creará corredores aéreos de baja altitud para desplazarse en un entorno urbano-suburbano.
La movilidad aérea urbana es, probablemente, el único caso de uso viable para la aviación eléctrica con baterías, ya que estas no tienen la densidad de energía necesaria para los viajes de ciudad a ciudad o regionales. El avión eléctrico aportará beneficios, y, además de tener cero emisiones, tendrá niveles de ruido y coste energético por pasajero/km más bajos. También tendrá un mantenimiento más barato. Es discutible si el público aceptará el rápido crecimiento de la UAM en todas las ciudades; en comparación, los helicópteros suelen encontrar una fuerte oposición. Podríamos ver la primera oferta de eVTOL esta misma década en una ciudad congestionada cerca de ti.
El verdadero futuro de la aviación comercial de cero emisiones es el uso del hidrógeno como fuente de energía, concretamente, las centrales eléctricas basadas en pila de combustible de hidrógeno para los taxis aéreos hasta los aviones regionales de capacidad media. Las tecnologías de pila de combustible de hidrógeno están en proceso de desarrollo tanto en las nuevas compañías tecnológicas espaciales como en las grandes compañías aeroespaciales. En el caso de los aviones a reacción de largo recorrido, tanto continentales como transoceánicos, es probable que veamos un cambio hacia los motores de combustión interna de hidrógeno/oxígeno y el vuelo supersónico. Para los aviones más pequeños, el vuelo con motor de hidrógeno puede ser una realidad esta década. Para las aeronaves de mayor capacidad se necesitan más inversiones, y probablemente habrá que esperar hasta la próxima década.
Encontrando sinergias
Gracias a la popularización de los coches eléctricos se ha producido un salto tecnológico en las tecnologías de transmisión eléctrica y de almacenamiento de energía. Estas han encontrado sinergias y nuevos casos de uso con el Hyperloop, el eVTOL y la propulsión eléctrica de los aviones. Desde la perspectiva del usuario final, el futuro del transporte es compartido, multimodal y sin emisiones de carbono. Se trata de pasar de los vehículos individuales a un sistema en red a la carta, activado por la inteligencia artificial.
Es una sinergia entre nuevas tecnologías que tienen como hilo conductor la eficiencia energética, la seguridad y la conectividad. Desde la invención de la rueda hace 5.000 años al vuelo a motor a comienzos del siglo XX, la tecnología del transporte siempre ha favorecido la aventura del ser humano hacia lo desconocido.
Anita Sengupta es una científica, ingeniera aeroespacial, profesora universitaria y piloto que durante más de veinte años ha desarrollado tecnologías que han permitido la exploración del espacio profundo. En la NASA, su investigación se centró en el desarrollo de motores de iones y en el sistema de paracaídas supersónico que fue parte integral del aterrizaje del 'Curiosity' en Marte. De 2012 a 2017 dirigió el Laboratorio de Átomo Frío, una instalación de enfriamiento por láser que hoy se encuentra a bordo de la Estación Espacial Internacional. Su paso al sector privado —en este caso en Virgin— la llevó a liderar el desarrollo de un nuevo sistema de transporte de alta velocidad propulsado eléctricamente basado en la levitación magnética en el vacío conocido como hyperloop. Actualmente compagina la labor docente con frecuentes intervenciones como conferenciante especializada en STEM y movilidad verde. Es además CEO y fundadora de Hydroplane Ltd, compañía centrada en el uso de celdas de combustible de hidrógeno en aviación.
