Windrunner, el próximo gigante de los aires

La destrucción del Antonov Mriya, que significa “El sueño” en ucraniano, por los ataques rusos cuando empezó la guerra entre esos dos países, puso en la historia las dimensiones del que era el avión carguero civil más grande y poderoso del mundo. Irrecuperable materialmente, aunque se oyen proyectos de hacer un segundo ejemplar con los restos del bombardeado y los repuestos que existían para mantenerlo en operación, el AN 125 –su nombre técnico– pasará a las estadísticas de la magnitud aeronáutica en pocos años, por lo menos cinco, si despliega las alas el que será el nuevo gigante de los aires.

Se llama en planos y estudios Windrunner (Correvientos), nombre que nos lleva a preguntas más allá de las puramente aeronáuticas o de los siempre presentes anuncios, maquetas y dibujos de probables aeronaves supersónicas de pasajeros para reemplazar los servicios del archivado Concorde.

En efecto, el Windrunner no es un capricho volador, sino una herramienta que nace de cara a las nuevas condiciones energéticas del mundo y los enormes requisitos de alimentación de electricidad que requieren los procesadores de la inteligencia artificial (IA) y las criptomonedas, tanto para “pensar” como para enfriar sus cerebros.

Exigencia energética global

Los motivos de este proyecto que está cuajando son una respuesta a las próximas exigencias de electricidad sostenible del mundo, cuyos avances no se podrán abastecer con las actuales infraestructuras de generación. Datos de 2022 indican que el funcionamiento de la IA y los cálculos de las criptomonedas consumían 460 teravatios por hora –medida que los mortales no entendemos, pero que se explica mejor si referimos que era el 2 por ciento del débito global–. En el 2030, la demanda será el doble y se agrega el abrumador consumo de agua que se requiere para refrigerar los procesadores, que es un insumo igualmente limitante para su expansión. Cada vez que una persona utiliza ChatGPT, su solicitud va a esos centros de datos causando cargas de trabajo. El tráfico es impresionante: más de 400 millones de usuarios activos por semana y 3.905 millones de visitas en su sitio web, solo en febrero de este año.

¿Por qué confluyen estas cifras con un avión gigante? ¿Para qué hacer un aparato que tendría un volumen de carga ¡12,6 veces! mayor que el de un Boeing 747 Jumbo o cuya barriga será 6,6 veces más amplia que la del Antonov 124, que es el avión carguero hermano menor del 125? Hoy hay más de 200 Jumbo originales o transformados volando con carga, alternativa que no pudo ofrecer de manera eficaz el Airbus A380 para pasar del ramo de pasajeros al de transporte de elementos debido a que su cabina de mando está en el centro del fuselaje, a diferencia de la del 747, que va en un segundo piso y permite abrir la nariz para ingresar enormes piezas. Esa es la razón por la cual muchos Jumbo se han convertido para esta tarea, en la cual las compuertas laterales del A380 no son tan versátiles para ciertas operaciones. Pero esas naves que ahora suplen estos servicios están limitadas para algunas operaciones futuras que serán inevitables.

La respuesta está más allá del mundo de los megaaviones porque se encuentra en las limitaciones de la electricidad generada eólicamente por los molinos reactivos al viento. Aunque los vemos con frecuencia en imágenes, y pocos en físico solo en algunas partes de La Guajira colombiana, hay que pararse enfrente de una de estas torres para evaluar sus dimensiones. Los más grandes tienen aspas de ochenta metros, que son como una cuadra de largo, y necesitan estructuras que van entre los 100 y los 150 metros de alto, como un edificio de 30 pisos, pero que, a su vez, ocupan un mínimo espacio físico de tierra para construirlas, al contrario de lo que sería pensar en hidroeléctricas, unidades térmicas o nucleares.

Las turbinas, así llaman a estas plantas eólicas, tienen limitaciones debido a que su velocidad de giro es obligatoriamente controlada porque se pueden desbocar y causar enormes daños si las aspas se desprenden o vibran. Funcionan con vientos de entre 3,5 y 11,5 metros por segundo, pero si las corrientes son más fuertes, las paletas cambian de perfil y se frenan los mecanismos que hacen girar los generadores que están en las torres. En el polo opuesto, también se paran si las corrientes son menores, como sucede en la mayoría de las partes terrestres del globo, por lo cual hoy son de ubicación bastante limitada.

Si esas palas fueran más largas, pasando de 80 a 100 metros o algo más, el rendimiento del “molino” crece de manera muy importante y la producción de electricidad aumentaría ya que serían instalables en sitios donde el empuje del aire no es tan fuerte y se podrían crear muchos parques eólicos alrededor del mundo. Además, construir estas nuevas torres en tierra es mucho más económico y funcional que la instalación en las plataformas marinas u off shore, como le dicen industrialmente al mundo allende de las costas. También, al ser mucho más largas, las palas tienen un eje de fuerza o “torque” muy superior para mover generadores más capaces cuya resistencia al giro es proporcional a su mayor entrega de corriente y también tienen más área expuesta al impulso del aire, por lo cual giran con menos carga.

Ahí aterriza el Windrunner. Resulta que palas de más de 80 metros, que son el tope de las actuales, no son viables de transportar en la infraestructura vial terrestre presente ni futura. Por su largo se trabarían en muchas curvas de los caminos y túneles y tales dimensiones no pasan por debajo de los puentes.

Por ende, el avión planeado para transportarlas tendrá un largo descomunal y proporcional a la necesidad de llevar elementos de esa extensión. El fuselaje medirá 108 metros entre sus extremos, que se abren para las operaciones, se levanta 24 metros de la plataforma (7 pisos) y la boca 10 × 10, con unas alas que suman 80 metros de envergadura, para un volumen de 7.702 metros cúbicos. En comparación, un 747 “cargo” se estira 70,7 metros, la cúspide está en 19,2 metros, las alas usan 64,4 metros de aluminio y ofrece 610 metros cúbicos internos. El Antonov 124 también se queda corto con su talla de 68,8; 20,7 y 73,3 para su largo, alto y tamaño de alas, respectivamente, y volumen de 1.160 metros cúbicos.

De todas maneras, el Windrunner se debe acomodar con el funcionamiento de las aerovías y los patrones en los espacios actuales y comportarse dentro del rango de velocidades de los aviones comerciales. Anuncian una velocidad normal de 0,86 Mach, techo de 41.000 pies y autonomía de 1.200 millas náuticas, suficiente para ir desde Bogotá a Miami sin parar, lo cual representa muchas escalas en largas rutas. Como los aeropuertos serán específicos, en eso no tiene limitaciones y en paradas intermedias usa solo plataformas.

Claramente, la gran diferencia del Windrunner es el largo, correspondiente a su objetivo de llevar las palas del futuro cuyas proporciones justifican ese espacio enorme en el cual caben tres de las actuales de 80 metros, dos de 95 o una futura de hasta 110. El largo de las aspas requiere una mayor estructura proporcional, por lo cual no solo crecen entre puntas, sino que son mucho más gruesas estructuralmente, aunque se harían con materiales ultralivianos de últimas generaciones. Esto hace que la capacidad del próximo avión sea para solo 72,5 toneladas en comparación con el Jumbo, que despega hasta con 124 toneladas en las tripas, y el Antonov, con 120. El tamaño se impone sobre el peso y en ese caso obvia los requerimientos de los cuatro motores ya que en la actualidad existen con el empuje necesario y hasta sobrado, por lo cual no necesitaría tanta pista.

Un avión ligero

Esto tiene un segundo beneficio que es probablemente su gran avance y ventaja. Tan ligero como la carga, el Windrunner puede aterrizar en pistas destapadas de apenas 1.800 metros, que es la mitad y menos de lo que necesitan sus competidores, lo cual es imperativo para su funcionalidad porque debe llevar los elementos prácticamente a su sitio de montaje ya que una vez en tierra apenas requerirían mínimos movimientos para acomodarlos. Esas pistas se pueden adecuar temporalmente para cada servicio y sus características las hacen teóricamente “transportables” a los sitios más convenientes y estratégicos dentro de los mismos lugares de generación.

Detrás del proyecto no están los grandes fabricantes de aviones comerciales como Boeing y Airbus, ni Lockheed, del ramo militar. Es un grupo particular –Radia– con grandes fondos de inversión por detrás, anclado en Estados Unidos, concretamente en Boulder, Colorado, que lleva una década en el tema no solo del avión, sino de la megageneración eólica, pero que solo en marzo pasado dio a conocer sus propuestas concretas durante el reciente Airshow de París. Su gestor, Mark Lundstrom, norteamericano, da una excelente definición de sus premisas: “Los ingenieros y la gente de desarrollo de productos de todo el mundo no han tratado de inventar cosas mayores porque saben que no son transportables”. Por esto, el trabajo de Radia va de la mano con el operativo Gigawind que toma vuelo rápidamente.

Durante el evento de París anunciaron a varios aliados. Aciturri, de España, experta en aeroestructuras livianas, se encargará del diseño y hechura del empenaje del avión (la cola y sus planos). Akaer Engenharia, brasileña, tendrá la tarea de la presurización y la integración de sistemas. Astronautics Corporation, de Estados Unidos, trabajará toda la aviónica del aparato. Element Materials Technology, inglesa, tiene la responsabilidad de los sistemas de combustibles. Ingenium Technologies, otra de Estados Unidos, se ocupará de todo el estudio high lift de sustentación de la aeronave. Otras firmas de alta tecnología y capacidad como la italiana Leonardo, Magroup, que trabaja en los trenes de aterrizaje, Magnaghi Aerospace, Aernnova y AFuzion ya están desde hace un tiempo en el tema y seguramente se sumarán otros centros de investigación para desarrollar este proyecto que, más que una aventura, se está convirtiendo en la solución a una necesidad apremiante para el desarrollo más universal de generación de energía con fuentes limpias y eficaces, como estas gratuitas que nos ofrecen los vientos o los rayos del sol, estos de menor eficacia.

Acá surge una paradoja. El viento depende del sol que calienta la desigual superficie terrestre, por lo cual el aire adquiere diferentes temperaturas que causan distintas presiones atmosféricas cuyo diferencial produce las corrientes.

Para lograr esas nuevas cantidades de electricidad, la creación eólica es más efectiva que la solar porque funciona las 24 horas, aunque el viento tampoco es constante ni se pueden instalar los molinos en sitios urbanos. Estos producen mucho ruido, son más costosos y usualmente están ubicados en parajes remotos que requieren largas líneas de conducción, pero son mucho más productivos, y lo serán más si el avión llega con las nuevas palas extra large que los harían casi indispensables.

Por ahora, los molinos eléctricos están limitados y su estatura dependerá del aterrizaje del Windrunner o de aparatos similares que sobrevuelen las limitaciones terrestres. Y de estos avances también estarán supeditadas las nuevas funciones del mundo que cada vez piensa y funciona más a través de máquinas que también requieren alimentos para responder y cuya escasez ya es predecible.

José Clopatofsky – Director de MOTOR 

*Con informaciones de Radia, Primeweb, Aerosociety.com, Aviation2z.com, Antonov y Boeing.