La movilidad eléctrica impulsada por hidrógeno se ha convertido en una de las áreas de estudio y desarrollo más importantes del momento. Científicos de todo el globo, incluido algunos equipos en España, buscan la manera de emplear este gas barato como fuente inagotable para la producción de energía eléctrica y así revolucionar el transporte mundial.
En esta línea, la compañía Ventor Innovations, con sede en Moralzarzal (Madrid), lleva trabajando unos cuantos meses con resultados realmente prometedores. "Creemos que se va a hablar mucho del hidrógeno en los próximos meses", comenta Emilio Martín, CEO de Ventor, a EL ESPAÑOL-Omicrono, quien ha presentado recientemente su línea de vehículos voladores autónomos y eléctricos.
El planteamiento de base es generar electricidad a partir de hidrógeno con una pila de combustible a baja temperatura. Algo que realmente no es una gran novedad pues existen incluso coches de calle que emplean este esquema y 'gasolineras' en España que proveen de hidrógeno. La verdadera revolución es que consiguen extraer el hidrógeno in situ. "Utilizamos amoniaco para obtener hidrógeno dentro de la aeronave con un reactor de disociación", comenta.
La diferencia es sustancial: mientras que los vehículos con pila de hidrógeno necesitan cargar y almacenar esta molécula a muy alta presión, Ventor emplea depósitos de amoniaco. Un compuesto mucho menos delicado de manejar y cuya disponibilidad está ampliamente garantizada. Con esta premisa, Ventor se encuentra inmersa actualmente en el desarrollo de una familia de vehículos voladores eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL, en inglés) denominada comercialmente como ZeroeVTOL.
V-Proton
Coche volador madrileño
"Pensamos que va a ser un vector de desarrollo muy importante", indica Emilio Martín. Con este sistema pretenden obtener una "densidad de energía 10 veces mayor de la que se consigue ahora mismo con baterías de litio". Traducido al mundo real, en el mismo espacio que ocupa una batería de litio que da 1 hora de autonomía a una aeronave, con el sistema de Ventor y ocupando ese mismo espacio se conseguirían hasta 10 horas.
De lograrse finalmente, sería un auténtico punto de inflexión para la movilidad aérea, cuyo principal problema siempre ha estado relacionado con la baja densidad energética de las baterías de litio que por su elevado peso y escaso rendimiento impedían el desarrollo de aviones grandes.
Altacab, el coche volador
La segunda gran innovación del coche volador de Moralzarzal es su sistema de flaps. Estas superficies móviles permiten a los aviones despegar y aterrizar a velocidades más bajas al aumentar la superficie del ala. Permitiendo un vuelo estable en esas maniobras tan complejas. El diseño de Ventor pasa por adjuntar los motores a los flaps para que se muevan solidariamente.
"Por ejemplo, en modo de despegue los flaps están desplegados y los 4 motores tendrán una posición totalmente vertical. En esta configuración el coche volaría como un dron", apunta Emilio Martín. Haciendo referencia a que podrá despegar totalmente en la vertical y maniobrar de un lado para el otro, siempre con una velocidad sobre la superficie muy limitada.
Tras alcanzar una cierta altura, el sistema de flaps se va replegando y con él los motores van colocándose horizontalmente, hasta llegar a un esquema de avión convencional. De esta manera, la transición entre el modo de vuelo vertical -para despegues y aterrizajes- y el modo vuelo horizontal es realmente afinada. Nunca se pierde sustentación gracias a ese movimiento simultáneo de la superficie del flap y el motor.
"En el momento en el que los flaps están replegados totalmente y los motores se encuentren en posición horizontal, el coche volador se pilota como un avión de ala fija con alerones y actuadores de profundidad", afirma Emilio Martín. Esto consigue también aumentar sensiblemente la autonomía al proporcionar un perfil aerodinámico propio de una aeronave con posibilidades de planeo, a diferencia de un dron.
V-Proton
El planteamiento de Venton Innovations es el de dotar de pares de motores de hélice a sus coches voladores para obtener el equilibrio perfecto en las maniobras de descenso y ascenso. Pero Emilio Martín apunta a que, según sus cálculos, los motores delanteros se apagarán durante el vuelo convencional para ahorrar amoniaco.
"Es la primera vez que se consigue fusionar el concepto de multirrotor [el de los drones actuales con varios motores] y el de un avión de ala fija", prosigue. "Es algo a nivel mundial". Ventor cuenta con la patente de este "flap propulsor".
La combinación entre multiplicar por 10 la autonomía por emplear hidrógeno proveniente de amoniaco y por 2 gracias a la aerodinámica hace que el esquema de Ventor consiga 20 veces más de rango que un vehículo equivalente con batería de litio.
Primer prototipo
Ventor Innovations dispone de un primer prototipo de desarrollo de toda la familia ZereVTOL denominado V-Proton. Esta aproximación tecnológica de lo que en un futuro será uno de los métodos de movilidad aérea más avanzados lleva unos meses de desarrollo dentro de los laboratorios de la compañía y los planes pasan por la utilización de baterías de litio en un primer momento.
V-Proton
"Este primer demostrador está pensado para volar con una carga de pago muy pequeña, tipo cámara de vídeo, para misiones de vigilancia". Equivalente al V-Raptor en aplicaciones solo que con la posibilidad de despegar y aterrizar verticalmente.
"A partir de este momento, nuestra intención es ir haciendo un escalado de 3 niveles: V-Proton+, V-Pelican y Altacab", apunta. El V-Pelican y el Altacab serán los primeros en incorporar el sistema completo de amoniaco, siendo este último el coche volador con el que la compañía quiere conquistar los cielos madrileños.
"Este roadmap es para que el proceso de desarrollo y certificación se pueda acelerar. Cada uno va siendo el demostrador de la etapa siguiente". Un proceso industrial muy complejo que tendrán que llevar a cabo en los próximos años.
Para ello, Ventor Innovations se ha aliado con otras dos compañías españolas para el desarrollo de la tecnología del reactor de disociación del amoniaco, el encargado de separar las moléculas de nitrógeno y las de hidrógeno para alimentar los motores.
V-Proton
Aplicaciones
Comenzando por el V-Proton+, la aeronave de hidrógeno más pequeña, Emilio Martín apunta a una masa máxima al despegue de 25 kilogramos y una capacidad de carga de 5 kilogramos. "Es un escalado muy directo del V-Proton normal, aproximadamente 50 centímetros a cada lado más". La bodega de carga, situada en la panza de la aeronave, está orientada a sensores espaciales de vigilancia o sistemas de comunicaciones. "También para el transporte logístico punto a punto".
Por su parte, el V-Pelican contará con 200 kilogramos de masa total al despegue con 100 kilogramos de carga de pago e incorporará un total de 8 motores. En este caso, el planteamiento es que sirva como plataforma logística para el transporte de paquetería y, no menos importante, como demostrador del Altacab, el coche eléctrico. Tanto para el V-Proton+ con el V-Pelican esperan tener unidades de prueba a partir de mediados del 2022.
Altacab será la joya de la corona de la compañía de Moralzarzal con un vehículo aéreo autónomo con espacio para transportar a 2 personas. Si los planes salen según lo previsto, tienen planeado instalar un total de 12 motores de hélice alimentados por amoniaco. La capacidad de carga de este vehículo asciende a unos 180 kilogramos y estiman que tendrán el primer demostrador -a falta de certificación- para finales del 2023.