La aviación comercial se enfrenta a un dilema importante: mejorar drásticamente la eficiencia sin renunciar a las prestaciones ni a la seguridad actuales. Tras décadas afinando los motores turbofán carenados, cada vez más grandes y eficientes, el margen de mejora empieza a agotarse. En este contexto, Airbus y CFM International han decidido recuperar una idea que parecía enterrada desde los años 80, el motor de ventilador abierto, pero con las posibilidades que ofrece la tecnología actual.
Programa RISE: darle una vuelta de tuerca al motor tradicional
El proyecto se articula a través del programa RISE, las siglas de Revolutionary Innovation for Sustainable Engines, «Innovación revolucionaria para motores sostenibles» en castellano.
El programa es una iniciativa de CFM International —la empresa conjunta entre GE Aerospace y Safran Aircraft Engines— y tiene como objetivo buscar el gran salto tecnológico en motores de aviación comercial. La meta es mejorar en, al menos, un 20% la eficiencia en consumo y emisiones respecto a los motores actuales, además de garantizar compatibilidad total con combustibles sostenibles y futuras arquitecturas híbridas.
El proyecto empieza a tomar forma. Más de 2.000 ingenieros están trabajando en este nuevo motor y se acaba de firmar un acuerdo con la autoridad de Aviación Civil de Singapur para hacer ensayos reales en aviones en el aeropuerto de Singapur, que será el primer aeropuerto del mundo en llevar a cabo estas operaciones.
¿Qué es un motor Open Fan y por qué vuelve ahora?
La arquitectura de ventilador abierto (Open Fan) elimina el carenado tradicional del motor turbofán y deja expuestos los álabes de las turbinas. El objetivo es mover una masa de aire mucho mayor a menor velocidad, aumentando de forma radical la eficiencia de propulsión.
En términos prácticos, supone un índice de derivación muy superior al de los turbofán actuales, que ya se mueven cerca de su límite físico (el índice de derivación es la relación entre cuánto aire mueve el fan por fuera frente al que realmente pasa por el compresor, la cámara de combustión y la turbina).
Este concepto no es nuevo, ni mucho menos. En los años 80, el motor GE36 de General Electric demostró mejoras de consumo muy relevantes, pero se acabó desechando por su elevado peso, el nivel de ruido y las limitaciones tecnológicas de la época. Cuatro décadas después, la situación es distinta. El uso de materiales compuestos avanzados y simulaciones aerodinámicas de alta precisión, entre otras cosas, permiten que el Open Fan pueda cumplir con los estándares actuales de ruido, durabilidad y seguridad.
Según la compañía, el diseño actual apuesta por un ventilador de una sola etapa, con álabes de fibra de carbono, optimizados mediante supercomputación para reducir ruido y maximizar rendimiento. El resultado debería ser compatible con velocidades de crucero de hasta Mach 0,8 (~980 km/h), que es la velocidad de crucero de los aviones de pasillo único como el Airbus A350 o el A320neo.
Un núcleo muy compacto y mejor combustión
El sistema «Open Fan» es la parte más visible del programa, pero no la única para alcanzar ese 20% de mejora en el consumo de combustible. Este motor incorpora un núcleo compacto completamente rediseñado (el núcleo está compuesto por compresor, cámara de combustión y turbina de alta presión), más compacto, con el objetivo de mejorar la eficiencia térmica y soportar temperaturas y presiones más elevadas.
Además, está pensado para funcionar con 100% de combustible sostenible de aviación (SAF) y, en el futuro, también con hidrógeno o sistemas híbridos eléctricos. La integración de generadores eléctricos dentro del motor permitirá optimizar el rendimiento en cada fase del vuelo, mientras que la arquitectura de bypass variable ajustará el empuje según las necesidades de despegue, ascenso o crucero.
Singapur y un A380 como banco de pruebas real
A principios de febrero, la Autoridad de Aviación Civil de Singapur (CAAS), Airbus y CFM firmaron un memorando para ensayar operaciones reales con motores «Open Fan», desde la integración en tierra hasta los procedimientos operativos, de mantenimiento y regulación de un avión convencional.
Para finales de esta década, quieren hacer una demostración en vuelo con un Airbus A380 modificado y evaluar prestaciones, ruido, aerodinámica e integración en un entorno real. Si todo va bien, tendríamos esta nueva generación de motores en la segunda mitad de la década de 2030, principalmente para aviones de pasillo único. Sería un cambio de paradigma, pero antes debe cumplir su promesa de reducir consumo, emisiones y costes operativos sin comprometer la seguridad ni el confort.
Los grandes retos son el ruido, la seguridad y la certificación
Tras completar la validación básica del núcleo, actualmente las pruebas se centran en su resistencia y durabilidad, un aspecto crítico en motores que operan en condiciones cada vez más exigentes. Pero hay tres aspectos que han generado históricamente mucho escepticismo hacia los motores de ventilador abierto: el ruido, los impactos con aves y la certificación.
CFM y Airbus sostienen que los avances en el diseño de los álabes, el control aerodinámico y el análisis estructural permiten hoy en día abordar estos retos con un enfoque distinto. Los álabes están diseñados para girar con velocidades de punta más bajas, reduciendo el impacto acústico. Y en caso de fallo, no habría más problemas que con un motor convencional, es decir, el avión debería poder volar con un solo motor hasta el aeropuerto más cercano sin problemas.
