{"id":24187,"date":"2025-09-25T07:09:04","date_gmt":"2025-09-25T05:09:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rasc.es\/blogacademia\/?p=24187"},"modified":"2025-09-22T18:09:36","modified_gmt":"2025-09-22T16:09:36","slug":"hidrogeno-verde-la-solucion-para-la-movilidad-aerea-del-futuro","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rasc.es\/blogacademia\/?p=24187","title":{"rendered":"Hidr\u00f3geno verde: \u00bfla soluci\u00f3n para la movilidad a\u00e9rea del futuro?"},"content":{"rendered":"

1. El impacto de la aviaci\u00f3n sobre el medio ambiente<\/strong><\/p>\n

El transporte a\u00e9reo es un pilar fundamental del desarrollo econ\u00f3mico y social global, conectando el mundo desde hace m\u00e1s de un siglo y facilitando el comercio, el turismo y las relaciones internacionales. Las l\u00edneas a\u00e9reas transportaron a 8.6 mil millones de pasajeros en 2023, en un sector que genera 88 millones de puestos de trabajo a nivel mundial [1]. Sin embargo, este sector es tambi\u00e9n un contribuyente significativo a las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que ha generado una creciente preocupaci\u00f3n sobre su impacto ambiental. \u00a0\u00a0<\/p>\n

La creciente demanda de pasajeros ha impulsado un aumento en las emisiones de CO<\/em>2<\/sub>. Por otro lado, la eficiencia de las plataformas tecnol\u00f3gicas (motores y aeronaves) ha mejorado un 85% desde la introducci\u00f3n de los primeros motores a reacci\u00f3n en la d\u00e9cada de 1950 y un 54% desde 1990, considerando de forma conjunta la tecnolog\u00eda, las operaciones y el factor de ocupaci\u00f3n. Mediante la implementaci\u00f3n de nuevas tecnolog\u00edas en motores y desarrollos en la aerodin\u00e1mica y nuevos materiales, as\u00ed como mejoras operativas y de infraestructuras, un vuelo realizado hoy genera, en promedio por pasajero, un 54,3% menos de CO\u2082 que el mismo vuelo en 1990 [2]. Se espera que en la pr\u00f3xima d\u00e9cada se contin\u00faen logrando ahorros significativos de CO\u2082 gracias a la renovaci\u00f3n continua de flotas, ya que los aviones de nueva generaci\u00f3n disponibles actualmente ofrecen ahorros inmediatos de combustible y CO\u2082 del orden del 20-25% en comparaci\u00f3n con la generaci\u00f3n anterior.<\/p>\n

Pero esto no es suficiente. Actualmente la aviaci\u00f3n es responsable de algo m\u00e1s del 2.5% de las emisiones de gases efecto invernadero (principalmente CO\u2082) a nivel mundial. Si bien este porcentaje puede parecer modesto comparado con otros sectores como la ganader\u00eda o la industrial textil, la tasa de crecimiento del tr\u00e1fico a\u00e9reo y la dependencia continua de combustibles f\u00f3siles muestran un aumento en las emisiones de un 25% para un periodo de diez a\u00f1os (2010-2020) y proyectan un incremento significativo en las pr\u00f3ximas d\u00e9cadas. De hecho, las emisiones de CO\u2082 de la aviaci\u00f3n podr\u00edan triplicarse para 2050 si no se toman medidas dr\u00e1sticas [3]. La naturaleza de las emisiones de los aviones, que se liberan a gran altitud, amplifica su impacto clim\u00e1tico a trav\u00e9s de efectos adicionales como la formaci\u00f3n de estelas y cirros, que tienen un efecto de calentamiento adicional al del CO\u2082.<\/p>\n

En un futuro m\u00e1s interconectado, con una demanda de pasajeros en constante aumento y en un contexto de crisis clim\u00e1tica, el desarrollo de aeronaves m\u00e1s eficientes y con menores emisiones se convierte en una necesidad imperativa. Aunque existen diversos factores que contribuyen a mitigar el efecto de la aviaci\u00f3n sobre el medio ambiente (dise\u00f1o aerodin\u00e1mico, mejora del tr\u00e1fico a\u00e9reo, nuevos materiales, etc.) algunos de ellos, como las mejoras en la aerodin\u00e1mica, parecen haber llegado a su l\u00edmite, por lo que la \u00fanica manera de conseguir una reducci\u00f3n dr\u00e1stica es mediante el cambio del sistema de propulsi\u00f3n. Y es aqu\u00ed donde el hidr\u00f3geno verde puede jugar un papel fundamental.<\/p>\n

2. Opciones para descarbonizar la aviaci\u00f3n del futuro<\/strong><\/p>\n

Actualmente, las principales alternativas son:<\/p>\n

a. SAF (Sustainable Aviation Fuel)<\/em><\/p>\n

La principal opci\u00f3n a corto plazo para reducir el efecto de la aviaci\u00f3n comercial es la sustituci\u00f3n del queroseno de aviaci\u00f3n por el denominado SAF (Sustainable Aviation Fuel<\/em>), combustible de aviaci\u00f3n sostenible. SAF es un t\u00e9rmino amplio que engloba todos los combustibles sostenibles de aviaci\u00f3n que reducen las emisiones de CO\u2082 respecto al queroseno convencional. La principal ventaja es que su uso no precisa de cambios significativos ni en los motores ni en las infraestructuras aeroportuarias, pudiendo mezclarse con el queroseno obtenido de fuentes f\u00f3siles. La mayor\u00eda del SAF disponible hoy procede de la v\u00eda HEFA (Hydrotreated Esters and Fatty Acids<\/em>, aceites o grasas vegetales y residuos), lo que limita su expansi\u00f3n por la escasez de materias primas sostenibles y la posible competencia con la producci\u00f3n de alimentos. El SAF se puede mezclar con el queroseno convencional hasta en un 50% y usarse en los motores existentes en la actualidad (ya se han operado m\u00e1s de 350.000 vuelos con este combustible). A medio\/largo plazo, se espera que los Electrocombustibles (e-fuel) o Power-to-Liquid sean la soluci\u00f3n. Los e-fuels son combustibles sint\u00e9ticos producidos a partir de electricidad renovable, agua y CO\u2082 capturado del aire o de fuentes industriales. Este tipo de SAF tiene como principales ventajas que no depende de biomasa ni de residuos, solo de agua, aire y energ\u00eda renovable, posee un potencial de escalabilidad casi ilimitado y emisiones netas nulas. Desafortunadamente, se trata a\u00fan de una tecnolog\u00eda emergente con grandes desaf\u00edos por resolver, un coste de producci\u00f3n muy alto y una eficiencia muy baja, entre el 8 y el 12%.<\/p>\n

b. Propulsi\u00f3n el\u00e9ctrica:<\/p>\n

Se basa en el uso de bater\u00edas para mover motores el\u00e9ctricos acoplados a las h\u00e9lices, sin ning\u00fan tipo de emisi\u00f3n (ni CO2<\/sub>, ni NOx<\/sub> ni estelas), adem\u00e1s de reducci\u00f3n de ruido. El principal problema radica en el peso de las bater\u00edas, por lo que puede ser una buena soluci\u00f3n para aeronaves peque\u00f1as (drones o movilidad personal). En la actualidad hay aviones de hasta 19 plazas volando en modo el\u00e9ctrico, y pa\u00edses como Noruega pretenden que todos sus vuelos dom\u00e9sticos sean el\u00e9ctricos en 2040. Hay varias empresas en el mundo que se dedican a la propulsi\u00f3n el\u00e9ctrica, como Dovetail (con una sede en Espa\u00f1a), que est\u00e1 adaptando aeronaves existentes para vuelos regionales de corta duraci\u00f3n a este tipo de propulsi\u00f3n (y en un futuro en hibridaci\u00f3n con pilas de combustible). Para extender algo m\u00e1s la autonom\u00eda, tambi\u00e9n se puede usar una propulsi\u00f3n h\u00edbrida entre bater\u00edas y motores de combusti\u00f3n actuales (con queroseno convencional o SAF).<\/p>\n

c. Hidr\u00f3geno:<\/span><\/p>\n

El hidr\u00f3geno denominado verde (aqu\u00e9l obtenido exclusivamente con fuentes de energ\u00eda renovable) se perfila como un candidato para la propulsi\u00f3n de las aeronaves del futuro, ya que se trata de un combustible cuyo uso (combinaci\u00f3n con el ox\u00edgeno para producir energ\u00eda) solo produce agua como subproducto, estando por tanto totalmente libre de emisiones de CO\u2082.\u00a0 El hidr\u00f3geno posee una densidad energ\u00e9tica tres veces mayor que el queroseno por unidad de masa, pero su baja densidad volum\u00e9trica plantea desaf\u00edos de almacenamiento, que requieren altas presiones o refrigeraci\u00f3n criog\u00e9nica. Adem\u00e1s, el hidr\u00f3geno puede reducir la emisi\u00f3n de NOx<\/sub> y prevenir la formaci\u00f3n de estelas, contribuyendo a mitigar otros impactos clim\u00e1ticos de la aviaci\u00f3n.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo convertir el hidr\u00f3geno en empuje? De dos formas principales: i) el hidr\u00f3geno se puede transformar directamente en electricidad en un dispositivo denominado pila de combustible mediante un procedimiento electroqu\u00edmico que tiene alta eficiencia (del orden del 50%) y esta electricidad ser usada por motores el\u00e9ctricos para mover h\u00e9lices, ii) o puede quemarse directamente en un motor de combusti\u00f3n como los usados actualmente (turbinas de gas en sus distintas variedades). \u00a0Estas dos formas se pueden combinar tambi\u00e9n en propulsores h\u00edbridos.<\/p>\n

El principal escollo para el uso del hidr\u00f3geno en aeronaves es su almacenamiento, debido a su baja densidad, por lo que ser\u00e1n necesarios dep\u00f3sitos mucho mayores que los actuales y cambios fundamentales en el dise\u00f1o de la aeronave. En esta l\u00ednea, la empresa espa\u00f1ola Goahead Engineering ha desarrollado una tecnolog\u00eda para fabricar dep\u00f3sitos conformables en material compuesto, que se pueden adaptar a diversas formas tanto en el fuselaje como en el interior del ala, aprovechando al m\u00e1ximo el espacio disponible.<\/p>\n

El otro inconveniente es la ausencia de infraestructuras para la generaci\u00f3n y distribuci\u00f3n del hidr\u00f3geno, aunque es un tema en el que se est\u00e1 avanzando mucho, ya que actualmente se est\u00e1 impulsando la generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde en Europa y especialmente en Espa\u00f1a. \u00a0Una ventaja de este tipo de combustible es que su generaci\u00f3n no est\u00e1 asociada a un determinado territorio (como los yacimientos de petr\u00f3leo), lo que proporciona independencia energ\u00e9tica y reduce riesgos geopol\u00edticos.<\/p>\n

El fabricante Airbus ha explorado varias propuestas para implantar el hidr\u00f3geno en los pr\u00f3ximos a\u00f1os, lanzando en 2020 su programa ZEROe [4]. Desde esa fecha ha estudiado diversas configuraciones, tanto con pila de combustible como con motores de combusti\u00f3n y arquitecturas h\u00edbridas, centr\u00e1ndose a partir de 2025 en el desarrollo de una aeronave con 4 motores el\u00e9ctricos alimentados cada uno de ellos con una pila de combustible de 1.2 MW. Hay muchos retos por afrontar, como el almacenamiento l\u00edquido del hidr\u00f3geno o la evacuaci\u00f3n del calor producido en la pila, as\u00ed como todo el ecosistema para el suministro de hidr\u00f3geno a los aeropuertos. Airbus planea realizar pruebas del sistema de propulsi\u00f3n en tierra en 2027.<\/p>\n

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Figura 1. Propuesta de Airbus para su avi\u00f3n ZEROe de hidr\u00f3geno<\/figcaption><\/figure>\n

La predicci\u00f3n del uso de nuevas tecnolog\u00edas de propulsi\u00f3n seg\u00fan el Air Transport Action Group [2] para las tres opciones descritas se puede ver en la figura para un escenario optimista hasta el a\u00f1o 2050. N\u00f3tese c\u00f3mo se mantiene en primer lugar el queroseno (bien sea convencional o SAF), al ser la \u00fanica opci\u00f3n imprescindible para distancias largas (vuelos internacionales) y el hidr\u00f3geno va tomando mayor protagonismo, vinculado a los futuros desarrollos en pilas de combustible y almacenamiento. La propulsi\u00f3n el\u00e9ctrica pura tendr\u00eda un mercado limitado, centrado en vuelos regionales, movilidad urbana y drones.<\/p>\n

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Figura 2. Predicci\u00f3n del uso del hidr\u00f3geno en un escenario futuro optimista.<\/figcaption><\/figure>\n

3. El hidr\u00f3geno en aeronaves peque\u00f1as: los drones:<\/strong><\/p>\n

Existe un creciente mercado para los aviones no tripulados (Unmanned Aerial Vehicles<\/em>, UAV, conocidos popularmente como drones), tanto para aplicaciones civiles (monitorizaci\u00f3n, situaciones de emergencia, entretenimiento, entrega de paquetes, tareas agr\u00edcolas, supervisi\u00f3n en general, etc.) como militares. El mercado de este tipo de aeronaves alcanz\u00f3 unos 30 mil millones de d\u00f3lares en 2024, con un crecimiento esperado anual del 14.3% en los pr\u00f3ximos a\u00f1os. A pesar de este r\u00e1pido crecimiento, la adopci\u00f3n generalizada de drones se ve limitada por un factor cr\u00edtico: la autonom\u00eda energ\u00e9tica. Los drones tradicionales alimentados por bater\u00edas est\u00e1n restringidos por su relativamente baja densidad energ\u00e9tica, acotando no solo el alcance operativo, sino tambi\u00e9n incrementando los tiempos de inactividad para la recarga, lo que reduce la eficiencia global y aumenta los costes.<\/p>\n

Para hacer frente a estos desaf\u00edos, se puede recurrir a sistemas de propulsi\u00f3n h\u00edbridos que combinan bater\u00edas con las pilas de combustible de hidr\u00f3geno. Las pilas actuales ofrecen densidades energ\u00e9ticas hasta cinco veces mayores que las bater\u00edas de iones de litio, lo que permite tiempos de vuelo considerablemente m\u00e1s largos. Sin embargo, por s\u00ed solas no pueden satisfacer las demandas din\u00e1micas de potencia de los drones durante el despegue, las maniobras o los cambios bruscos de carga, debido a sus tiempos de respuesta m\u00e1s lentos. Esto ha impulsado el desarrollo de sistemas h\u00edbridos que integran bater\u00edas para aportar picos de alta potencia y pilas de combustible para el suministro sostenido de energ\u00eda.<\/p>\n

En este contexto, la Escuela T\u00e9cnica Superior de Ingenier\u00eda de la Universidad de Sevilla, en colaboraci\u00f3n con la empresa Zelenza, ha desarrollado un UAV h\u00edbrido que combina propulsi\u00f3n por hidr\u00f3geno y bater\u00edas. La aeronave dispone de multirrotores para el despegue vertical y un ala fija para el vuelo de crucero, lo que permite una mayor autonom\u00eda que los drones multirrotores convencionales. Con una envergadura de 3,5 metros y capacidad para transportar 25 kg de carga \u00fatil, el sistema h\u00edbrido ha logrado multiplicar por 2,5 la autonom\u00eda en comparaci\u00f3n con la configuraci\u00f3n solo con bater\u00edas, alcanzando hasta 5 horas de vuelo cuando el hidr\u00f3geno se almacena a alta presi\u00f3n. En la fotograf\u00eda se aprecia la aeronave junto con el sistema de pila de combustible integrado en el fuselaje.<\/p>\n

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Figura 3. Prototipo de dron con pila de combustible de la ETSI de la Universidad de Sevilla.\u00a0<\/figcaption><\/figure>\n

Es importante destacar la necesidad de estrategias de control autom\u00e1tico para gestionar de manera eficiente la energ\u00eda proveniente de ambas fuentes (bater\u00eda y pila) en las distintas fases de vuelo. En concreto, en este proyecto se han probado con \u00e9xito t\u00e9cnicas de inteligencia artificial (control borroso o fuzzy<\/em>) as\u00ed como t\u00e9cnicas de control predictivo, logrando optimizar los costes de operaci\u00f3n al mismo tiempo que se prolonga la vida \u00fatil de los equipos.<\/p>\n

4. Algunas conclusiones y temas abiertos<\/strong><\/p>\n

La aviaci\u00f3n es un sector tradicionalmente muy cauteloso: innovador, pero con estrictos procesos de certificaci\u00f3n para garantizar los est\u00e1ndares de seguridad de nuevas aeronaves. Una vez que las tecnolog\u00edas mencionadas anteriormente alcancen la madurez t\u00e9cnica y puedan comercializarse, a\u00fan quedar\u00e1n algunos desaf\u00edos adicionales que superar antes de que los pasajeros puedan volar en ellas, incluyendo certificaciones, la confianza suficiente de las aerol\u00edneas para cambiar la flota, el entrenamiento del personal y la percepci\u00f3n del p\u00fablico. Estas tecnolog\u00edas no solo deben ser viables, sino tambi\u00e9n competitivas en t\u00e9rminos de costos operativos y eficiencia energ\u00e9tica comparadas con los motores de combusti\u00f3n tradicionales.<\/p>\n

Se espera una transici\u00f3n gradual desde los SAF actuales hasta el hidr\u00f3geno en los pr\u00f3ximos 20-30 a\u00f1os, empezando por los aviones m\u00e1s peque\u00f1os con pilas de combustible hasta los medianos con combusti\u00f3n en turbinas. Para vuelos de largo recorrido, el uso de SAF continuar\u00e1 siendo necesario, evolucionando hacia e-fuels si la tecnolog\u00eda alcanza un nivel de desarrollo suficiente.<\/p>\n

La implantaci\u00f3n del hidr\u00f3geno depender\u00e1 mucho del desarrollo paralelo de los SAF, sobre todo de la consecuci\u00f3n de e-fuel a bajo coste y tambi\u00e9n de la evoluci\u00f3n de la industria del hidr\u00f3geno verde: generaci\u00f3n, distribuci\u00f3n y almacenamiento.<\/p>\n

A diferencia de los combustibles f\u00f3siles, el hidr\u00f3geno no depende de yacimientos espec\u00edficos, sino de la disponibilidad de energ\u00eda renovable, lo que proporciona independencia energ\u00e9tica y representa una gran oportunidad para Espa\u00f1a y Andaluc\u00eda, una oportunidad que no debemos dejar pasar.<\/p>\n

Referencias<\/p>\n

[1] Airports Council International: https:\/\/aci.aero\/2023\/09\/27\/global-passenger-traffic-expected-to-recover-by-2024-and-reach-9-4-billion-passengers\/<\/a><\/p>\n

[2] Waypoint 2050 Air Transport Group\u00a0 https:\/\/aviationbenefits.org\/environmental-efficiency\/climate-action\/waypoint-2050\/<\/a><\/p>\n

[3] D.S. Lee, D.W. Fahey, A. Skowron, M.R. Allen, U. Burkhardt, Q. Chen, S.J. Doherty, S. Freeman, et al. The contribution of global aviation to anthropogenic climate forcing for 2000 to 2018, Atmospheric Environment, Volume 244, 2021.<\/p>\n

[4] Airbus. \u00a0https:\/\/www.airbus.com\/en\/innovation\/energy-transition\/hydrogen\/zeroe-our-hydrogen-powered-aircraft<\/a><\/p>\n

Imagen destacada: Prototipo Airbus para aeronave \u00abcero emisiones\u00bb<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

1. El impacto de la aviaci\u00f3n sobre el medio ambiente El transporte a\u00e9reo es un pilar fundamental del desarrollo econ\u00f3mico y social global, conectando el mundo desde hace m\u00e1s de un siglo y facilitando el comercio, el turismo y las relaciones internacionales. 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ENGREEN<\/p>\r\n

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