Sistemas para evitar la formación de estelas de condensación

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Las estelas de condensación dejadas por los aviones están formadas por cristales de hielo minúsculos, formando nubes parecidas a los cirros. Si el aire en altitud es húmedo, los cristales de hielo aumentan su tamaño por acreción y se expanden formando cirros.

Hay dos razones por las que puede no interesar que se formen las estelas de condensación. En primer lugar, la presencia de estelas detrás de los aviones militares delatan su presencia ante las fuerzas enemigas. Esto es particularmente problemático en los aviones espía. Para los aviones militares, incluso una leve y no persistente estela es algo que debe ser evitado. Mirando la fotografía de cabecera, tomada durante la Segunda Guerra Mundial, podemos comprender perfectamente esta necesidad militar. También sirve, por cierto, para demostrar su equivocación a todos los que afirman que el fenómenos de las estelas en los aviones es algo reciente. Aquí tenéis mas estelas de la SGM.

La segunda razón es que estas estelas afectan al clima. Se cree que el efecto sobre el calentamiento global de las estelas de los aviones es mayor que el ocasionado por el propio CO2 de la combustión del carburante. Aunque el efecto cuantitativo sobre el calentamiento global de estas estelas no es demasiado importante, sí que es algo a tener en cuenta.

Frank Noppel realiza en su tesis doctoral un repaso detallado a las diferentes técnicas para evitar la formación de las estelas:

 

Elegir la altitud

El método más sencillo para evitar la formación de estelas, y que se ha utilizado desde la SGM, es evitar el vuelo en zonas propensas a su formación. Esto se puede conseguir volando a altitudes bajas, más cálidas, o realizar cambios en altitud para evitar zonas con alta humedad.

Por desgracia, la humedad en altura no es fácil de medir. Por ello, los diseñadores del avión espía U2 incluyeron en la nave un artilugio bastante rústico. Un espejo retrovisor para que el piloto pudiera ver si su avión estaba generando estelas.

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Para los aviones comerciales, los cambios de altitud es un coste que no se puede asumir. Estos aviones vuelan a la altitud en la que la densidad del aire es óptima para los motores. Volar más alto o más bajo reduce la eficiencia y aumenta la polución y la emisión de CO2, quemando más combustible. Un estudio de Banavar Sridar y su equipo, demuestra que consiguiendo un óptimo control aéreo se puede reducir 6 veces la generación de estelas con solo un 2% de incremento en consumo de carburante.

Con un sistema computarizado de control de tráfico aéreo se podría conseguir algo así, pero esto todavía está lejos de acometerse.

 

Modificaciones en los motores

Las estelas se producen por el vapor generado en las turbinas de los aviones. Una manera evidente de eliminarlas, sería eliminar dicho vapor. Como podéis imaginar esto no es algo trivial. Las estelas se forman porque los gases de la combustión se enfrían muy rápido, por lo que el vapor se condensa antes de que pueda diluirse en el aire. Si se consiguiese que los vapores saliesen más calientes, se tardarían más en condensar, y daría más tiempo a que se dispersasen. También se podría forzar que se mezclasen con el aire del ambiente más deprisa. Por desgracia no hay manera de conseguir esto sin degradar el rendimiento del motor. Cualquier solución a adoptar requiere sacrificar empuje del motor, por lo que de nuevo tendremos un motor más ineficiente y que contamina más.

Las estelas generalmente también requieren de núcleos de condensación. A menudo estos núcleos son partículas de hollín, sulfuros u otras partículas del humo de los escapes. Si el motor produjese menos hollín, sería una buena medida para reducir las estelas. Lamentablemente eso no significaría la desaparición de las estelas, sino solo la reducción de la densidad, ya que es imposible eliminar a cero las partículas de carbón, ni el resto de impurezas del carburante. Hay una patente de 2010 para la reducción de los contrails que se basa en la utilización de carburante con muy baja cantidad de sulfuros.

 

Químicos

Otra posibilidad que también se ha explorado es la de añadir químicos a la salida de los gases para prevenir la formación de estelas. La solución más fácil es la de añadir muchos más núcleos para facilitar la condensación del vapor. De esta manera se crean muchos más cristales pero si se consigue que estos sean de tamaño menor a media micra, las estelas serán casi imperceptibles. De todas maneras esta solución no es definitiva, ya que en las condiciones de humedad adecuadas, la estela seguirá aumentando por acreción, haciéndose visible, aunque eso sí, pera entonces el avión ya estará lejos. Esta sí que vale para evitar la detección de aviones espía, pero no para evitar las consecuencias climáticas de las estelas.

Existen varias patentes al respecto. La primera de ellas fue presentada en 1962 por la US Air Force. Se trata de la patente US 3.717.505 (Método y aparato para la supresión de estelas de condensación), que consiste en la dispersión de un espray de ácido clorosulfúrico (HSO3Cl) expulsado mediante nitrógeno a presión a los escapes y que se monta cerca de los motores. El calor de la combustión descompone el producto en cloruro de hidrógeno y óxido de azufre, el cual se comporta como núcleo de condensación.

El problema que presenta esta patente es que el ácido es muy corrosivo y se necesita mucho para cumplir el cometido (un 3% del total de peso del combustible). Además arrojar tanto ácido a la atmósfera hace que el remedio sea peor que la enfermedad, si lo que se persigue es evitar el impacto climático de las estelas. Además de introduce más complejidad en las naves, con nuevos dispositivos de control y almacenaje. Todo ello hace que solo se haya trabajado en esta dirección en aviones militares, y como hemos visto, parece que se ha optado por mecanismos más sencillos como los espejos retrovisores.

La patente US3289409 de 1964 sigue un enfoque similar, pero utilizando hollín como núcleos de condensación. En este caso se persigue obtener cuanto más partículas mejor. Para ello se añade una segunda cámara de combustión en cada motor en el que se quema combustible de manera muy ineficiente. Las consecuencias son justo las contrarias a lo perseguido. Se aumenta la polución y el consumo de carburante hasta en un 5%.

Luego está la patente US4766725, de 1985, que utiuliza una exótica mezcla de tensoactivos y la US5005355 de 1988 que usa alcohol. Ambas intentan reducir la tensión superficial del agua, evitando que se forme hielo.

 

Rayos anti estelas

Las técnicas más novedosas para la supresión de estelas de condensación vienen de la mano de Noppel, Singh, y Taylor, quienes sugieren que los cristales de hielo que se forman al condensarse el vapor de la combustión se pueden romper utilizando microondas ( patente US20100132330) o ultrasonidos (patente US20100043443).

Patent_US20100043443_-_METHOD_AND_APPARATUS_FOR_SUPPRESSING_AEROENGINE_CONTRAILS_-_Google_Patents-20120829-060105

La idea es la de utilizar estas emisiones para romper los cristales de hielo en tamaños no visibles. La ventaja sobre los métodos químicos es que es muy limpio. El método se combina con detectores automatizados de estelas, activándose solo cuando estas se están formando. Con ello se reduce considerablemente la energía necesaria.

La razón principal por la que estos métodos no se están utilizando es su coste. Las compañías aéreas no tienen ningún incentivo para hacerlo. La legislación vigente tampoco obliga a ello y la voluntad política para hacer obligatorios estos dispositivos es inexistente. Pero esto no significa que en un futuro a medio plazo se pueda regular la generación de estelas de condensación y que los cielos se vean limpios de ellas.

Fuente: Contrailscience

  • Pues que quieres que te diga… entre Rafapal y Palante, me quedo con Rafa que me da menos pena y además me hace reir.

    Y hablando de imbéciles, oye Palante, contéstame tres preguntillas:

    -- ¿Cómo se entiende que las redes wi-fi y de telefonía móvil son nocivas y la transmisión inalámbrica de electricidad propuesta por Tesla no lo es?

    -- ¿Cómo transformas la energía eléctrica en empuje aplicándola a un motor de avión? ¿Volvemos a la helice? ¿Campos antigravitatorios magnéticos? Ten en cuenta que para estos últimos el LSD no es barato de producir.

    -- ¿Cómo solucionas el problema relativo al eje de gravedad producido por el peso de las baterias de un coche eléctrico? ¿o es que propones que vayan como en el scalextric? ¿y qué pasa con su fragilidad y la dificultad de sustituir células?

    Responde si quieres o no, pero no lo hagas sin por lo menos citar tus fuentes, año y número de Mortadelo y Filemón.

    Sun salud☼.

  • @ Rafapal:
    lo de esta persona ¿es una broma de algun administrador?,¿de algun gracioso que se inventa estas chorradas para descojonarse?, ¿es un charlatan(de los que intentan lucro o beneficio)? o ¿simplemente es un demente?
    porque si es lo ultimo preocupa un poco el no ponerlo en contacto con autoridades sanitarias que lo puedan ayudar.
    y estoy hablando muy enserio(con este tipo de problemas no bromeo)

  • @ mescalero:

    Es un demente que se hace llamar Rafapal, que a su vez es otro demente.

  • mescalero dijo:

    @ Rafapal:
    lo de esta persona ¿es una broma de algun administrador?,¿de algun gracioso que se inventa estas chorradas para descojonarse?, ¿es un charlatan(de los que intentan lucro o beneficio)? o ¿simplemente es un demente?
    porque si es lo ultimo preocupa un poco el no ponerlo en contacto con autoridades sanitarias que lo puedan ayudar.
    y estoy hablando muy enserio(con este tipo de problemas no bromeo)

    Se lo dejo a su elección. De las tres cuestiones, solo una es cierta.

    CarlosR dijo:

    @ mescalero:
    Es un demente que se hace llamar Rafapal, que a su vez es otro demente.

    La demencia y la genialidad andan juntas sobre una linea muy fina. Yo me mantengo justo en medio, pero eso usted ya lo sabe, Don Carlos.

    POSDATA: Desde aqui quiero felicitar al creador de este maravilloso blog, lo he tomado como referencia para ciertas cuestiones que estoy elaborando. Y bueno, cuando termine mi labor, intentare seguir por aqui en mi papel, o en otro…ya lo pensare. Sea cual sea, se me ha dejado expresarme sin censura, contradiciendo afirmaciones de otros que pregonaban lo contrario. Y bueno, las reacciones de los contertulios las considero proporcianales a las acciones que emprendo. Hay equilibrio en todo.

    Feliz año CarlosRmescalero :cerveza:

  • @ Rafapal:
    Feliz Año. Si hasta nos caes simpático! :alaba:

  • CarlosR dijo:

    @ Rafapal:
    Feliz Año. Si hasta nos caes simpático!

    Jajajaj ami me ha hecho reír un rato.

  • ¿Cómo se entiende que las redes wi-fi y de telefonía móvil son nocivas y la transmisión inalámbrica de electricidad propuesta por Tesla no lo es?

    vosotros decís que son inofensivas donde está el problema???

    ¿Cómo transformas la energía eléctrica en empuje aplicándola a un motor de avión?

    preguntale a tesla

    pregúntale a renault

  • ¿Cómo solucionas el problema relativo al eje de gravedad producido por el peso de las baterias de un coche eléctrico?
    preguntale a renault

    por cierto que problema??? no inventes historias anda.
    y no me insultes maleducado

  • volver a la hélice???? que pena no???
    si te dan a elegir entre volver a la helice o poner químicos en el combustible tu eliges la segunda no????
    avión eléctrico, mortadelo y filemon nº 23.123
    http://www.automovilhibrido.com/2011/07/voltair-el-avion-electrico-de-eads.html

    coche electrico con bateria intercambiable
    mortadelo y filemon nº 12.456
    http://www.fayerwayer.com/2010/04/renault-presenta-auto-electrico-con-bateria-intercambiable/

    y es que además de corto eres vago.
    hasta que repsol no te lo pone delante de las narices es que no existe?????

    coche electrico 1880
    http://www.planeta21.com/2012/02/cuando-se-invento-el-coche-electrico/

    llevamos casi 200 años de retraso cuanto mas tenemos que esperar????
    en serio dais asco

  • palante dijo:

    preguntale a tesla

    Vaya, ¿también te comunicas con los muertos?

    palante dijo:

    ¿Cómo solucionas el problema relativo al eje de gravedad producido por el peso de las baterias de un coche eléctrico?

    ¿Vas a comparar la manera de producir empuje en un coche y en un avión?

    palante dijo:

    si te dan a elegir entre volver a la helice o poner químicos en el combustible tu eliges la segunda no????

    ¿Te crees que los motores de hélice no usan combustible? ¿De dónde te crees que se saca la energía?

    Lo que te han preguntado es cómo transformas energía eléctrica en impulso en un avión. Porque lo único que queda es la hélice ya que no puedes usar un reactor.

    palante dijo:

    coche electrico 1880
    http://www.planeta21.com/2012/02/cuando-se-invento-el-coche-electrico/

    ¿Te has leído ese enlace siquiera?
    el hombre de negocios escocés Robert Anderson, inventó el primer vehículo eléctrico puro con pila de energía no recargable.

    ¿Qué crees que le pasa a una batería no recargable cuando se usa?

    Con la invención del motor de arranque en 1912 de la mano de Henry Ford, la gasolina alcanzó un precio muy popular e hizo que el coche de gasolina contase con una mayor autonomía;

    Eso es lo que hizo que el coche eléctrico no triunfara: era más caro y con menos prestaciones.

    ¿Y qué tiene que ver eso con los aviones eléctricos? :nose:

  • javi tu no eres corto ni vago, tu estás en el segundo nivel…

  • si te dan a elegir entre volver a la helice o poner químicos en el combustible tu eliges la segunda no????

    ¿Te crees que los motores de hélice no usan combustible? ¿De dónde te crees que se saca la energía?

    del motor eléctrico que mueve la helice por ejemplo????
    http://www.motordehidrogeno.net/boeing-construye-el-primer-avion-electrico
    tu tb elegirías la segunda ya lo se

    Lo que te han preguntado es cómo transformas energía eléctrica en impulso en un avión. Porque lo único que queda es la hélice ya que no puedes usar un reactor.

    y para eso he puesto el enlace que no te has leido por vago
    http://www.automovilhibrido.com/2011/07/voltair-el-avion-electrico-de-eads.html
    turbina coaxial (si como helices y como se ponen en los aviones de RC desde hace varios años)

    coche electrico 1880
    http://www.planeta21.com/2012/02/cuando-se-invento-el-coche-electrico/

    ¿Te has leído ese enlace siquiera?
    el hombre de negocios escocés Robert Anderson, inventó el primer vehículo eléctrico puro con pila de energía no recargable.

    ¿Qué crees que le pasa a una batería no recargable cuando se usa?

    te has leido tu mi comentario y mi enlace???? 1880

    Tras la aparición de las primeras baterías recargables en 1880

    Por eso puse 1880 pero te falta tiempo para decir tonterias, ponerte en evidencia y defender a tus amigos de Repsol.
    tu no das asco, solo pena.

  • palante dijo:

    javi tu no eres corto ni vago, tu estás en el segundo nivel…

    Bonita manera de pedir respeto a los demás. Luego te quejarás cuando te dejemos claro lo retrasado que eres.

    del motor eléctrico que mueve la helice por ejemplo????
    http://www.motordehidrogeno.net/boeing-construye-el-primer-avion-electrico

    O sea, que quieres volver a los aviones de hélice, que es lo que te han dicho más arriba. ¿Y sabes por qué la mayoría de los aviones comerciales actuales son de reacción y no de hélice?

    y para eso he puesto el enlace que no te has leido por vago
    http://www.automovilhibrido.com/2011/07/voltair-el-avion-electrico-de-eads.html
    turbina coaxial (si como helices y como se ponen en los aviones de RC desde hace varios años)

    De nuevo lo mismo. Un avión de hélice, con todos los inconvenientes que tiene eso.

    Y no, anormal. No es como hélice, son hélices.

    palante dijo:

    te has leido tu mi comentario y mi enlace???? 1880

    Sí, lo he leído, ¿has leído tú el mío? El coche de gasolina se impuso porque era más barato, más rápido y con mayor autonomía.

    palante dijo:

    Por eso puse 1880 pero te falta tiempo para decir tonterias, ponerte en evidencia y defender a tus amigos de Repsol.
    tu no das asco, solo pena.

    Los problemas que había en 1880 siguen siendo problemas actualmente.

    Tú das asco y pena al mismo tiempo. Compadezco a tu madre, tiene que ser terrible pensar que un engendro como tú ha salido de su vientre.

  • Una pequeña pregunta a su madre:
    -‘¿Cómo se creó la raza humana?’
    La madre le contesta:
    -‘Dios creó a Adán y Eva y ellos tuvieron hijos y así se formó la raza humana.’
    Dos días después la niña le hace a su padre la misma pregunta. El padre contesta:
    -‘Hace muchos años existieron monos y fueron evolucionando hasta los seres humanos que ves hoy.’
    La pequeña toda confundida regresa con su madre y le dice:
    -‘Mamá ¿cómo es posible que tú digas que la raza humana fue creada por Dios y mi papá diga que evolucionó del mono?’
    La madre contesta:
    -‘Mira querida, es muy simple. Yo te hablé de mi familia y tu padre te habló de la suya.’

  • Parece que los dos libros de ideología atea han causado malestar entre un sector de los lectores. Esto demuestra que las ideologías que se han adquirido durante la infancia, y que nos han enseñado en el colegio son tan férreas que cualquier opinión contraria provoca la necesidad de ser atacada. También explica esto, por qué algunos sectores políticos están tan empecinados por controlar los programas educativos de los colegios.
    Hace unos días vi la película «La vida de Pi». Os la recomiendo. Es francamente buena, aunque fui a verla no demasiado motivado. Al final de la película entenderéis por qué la religión triunfa sobre la realidad. No quiero reventaros la película.

  • lamentira dijo:

    Parece que los dos libros de ideología atea han causado malestar entre un sector de los lectores. Esto demuestra que las ideologías que se han adquirido durante la infancia, y que nos han enseñado en el colegio son tan férreas que cualquier opinión contraria provoca la necesidad de ser atacada.

    Por lo menos si los leen les van a servir para revolverles esas neuronas congeladas que deben tener.

  • Por puntos:

    1- De la distribución de corriente inalámbrica hemos pasado a un proyecto que se basa en la estimación de que en 25 años se habrán desarrollado los superconductores necesarios para producir motores y baterías capaces de proporcionar el rendimiento (relación potencia/peso) requerido. Ahí es nada… Pero ojala que lo consigan, porque así podrán sustituir… a los actuales aviones propulsados por hélice.

    ¿Por qué no podrán reemplazar a los aviones a reacción? Javi ya te ha dado una pista. EADS te da otra: tienen la esperanza de que en 40 años comercialicen el sucesor del Concorde alimentado con biofuel y usando tres diferentes tipos de propulsión. ¿Por qué lo harán habiendo conseguido a esas alturas la tecnología para fabricar un avión de rotor con motor eléctrico? Pregúntaselo a ellos y ya de paso reclámales con tu habitual educación porque no tienen todo esto preparado en dos meses. Seguramente desde tu cabecica de lobotomizado sectario será porque además de cortos, son vagos. 40 años para desarrollar un avión, ni que fueran españoles ¿eh?

    -- Sobre el coche eléctrico: He de reconocer que de momento todo lo que se esta diciendo (menos su precio) del Fluenze son buenas críticas -estamos hablando en términos de conducción, autonomía y seguridad- pero si es posible, añademe algún ejemplo más si lo de ir rebotando de adoctrinador (LCC) a adoctrinador (Jose Luis Camacho) y de paso y esparciendo su mierda por páginas como esta porque la imagen que se tiene del coche eléctrico es esta (para el que se preocupa en algo más que conducir para ir a comprar el tabaco, claro):

    -- http://www.engineeringontheedge.com/2012/03/the-tesla-roadster-battery-controversy/

    Y permíteme un consejo personal: si alguien te hace una pregunta directa, da una respuesta directa a la pregunta porque lo que haces aparte de confirmar lo obvio, que eres un ignorante adoctrinado a responder lo que te han hecho memorizar, revelas que eres tan imbécil como para regodearte pompósamente en tu ignorancia.

    Y ahora si quieres ya puedes contestar otra vez con tu cantinela de «yo no se, pregúntale a este» que ya has dejado claro que de ahí no sabes salir.

    Sun sa… a la mierda! la gente como tu me recuerda cierta canción de Siniestro Total.

  • No persona.
    Hemos pasado de

    Pero esto no significa que en un futuro a medio plazo se pueda regular la generación de estelas de condensación y que los cielos se vean limpios de ellas.

    la zanahoria delante del burro para vosotros.
    a

    en veinte años tendremos otras tecnologías que no nos harán pensar en los contrail

    pero nadie lo ha comentado en esta entrada,lo he comentado yo.
    la pregunta es, se podría estar en otra situación ahora???
    y me llama adoctrinado el que defiende a repsol jajaja
    Tu pregunta fue volverías a la hélice??
    la respuesta para alguien con dos dedos de frente es si.
    y no te enfdades que no te sale, a mi me recuerdas a cierta canción de Eskorbuto cerebros destruidos!!!!…

  • palante dijo:

    Tu pregunta fue volverías a la hélice??
    la respuesta para alguien con dos dedos de frente es si.

    Ja, entonces volveríamos a aviones que no son capaces de alcanzar grandes velocidades, por no hablar de la eficiencia. La mayoría de los aviones comerciales tienen motores a reacción porque son más eficientes (por lo que tienen un mayor alcance) y permiten mayores velocidades.

  • @ palante:

    y quien te a dicho que las turbinas de los aviones NO usan helices?

    http://www.ultraligero.net/Cursos/mecanica/Como%20funciona%20el%20motor%20a%20turbina.pdf

    @ Javi:

    dijo….. Tú das asco y pena al mismo tiempo. Compadezco a tu madre, tiene que ser terrible pensar que un engendro como tú ha salido de su vientre

    lamento contradecirte, este engendro no ha salido de un vientre, este ha salido de un culo, no lo parieron, lo cagaron! :meparto:

  • Persona dijo:

    Por puntos:
    1- De la distribución de corriente inalámbrica hemos pasado a un proyecto que se basa en la estimación de que en 25 años se habrán desarrollado los superconductores necesarios para producir motores y baterías capaces de proporcionar el rendimiento (relación potencia/peso) requerido. Ahí es nada…

    Lo siento, pero en la escala de estimaciones, 25 años es, habitualmente, más de 50. Si me hubieras dicho que lo preveían para dentro de 5 años podría plantearme que estuviera disponible dentro de menos de 20.

  • busgosu dijo:

    Llorar de felicidad no es una paradoja

    Es cierto, Feliz Año Nuevo, amigo.


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