Por primera vez en la industria, un motor de aviación moderno completó despegue, crucero y aterrizaje simulados impulsado únicamente por hidrógeno. La prueba, realizada por Rolls-Royce y TCS en el Centro Espacial Stennis de la NASA, acerca la aviación sin emisiones de CO₂ a la realidad.

Tata Consultancy Services (TCS) y Rolls-Royce lograron un avance fundamental en el desarrollo de la propulsión aeronáutica a hidrógeno: por primera vez en la industria, un motor de turbina de gas aeronáutica moderna operó exitosamente a lo largo de un ciclo completo de vuelo simulado utilizando únicamente hidrógeno gaseoso.

El éxito corona el programa de cuatro años iniciado en 2022 por Rolls-Royce y easyJet, al que TCS se sumó en 2024 como socio de ingeniería y tecnología. Las pruebas se realizaron en el Centro Espacial Stennis de la NASA, en Misisipi (Estados Unidos), con un motor Pearl 15 modificado.

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Este propulsor, que equipa los business jets Bombardier Global 5500 y Global 6500, tiene un empuje máximo certificado de 15.250 libras (67,8 kN) y es considerado escalable hacia aplicaciones de aviones de fuselaje estrecho. El motor alcanzó plena potencia de despegue y completó las fases de arranque, despegue, crucero y aterrizaje operando con hidrógeno al 100%, incluyendo escenarios de fallas para evaluar el comportamiento de los sistemas bajo condiciones exigentes.

Preguntas frecuentes

• ¿Qué se logró exactamente en la prueba con el motor Pearl 15? 

Se completó por primera vez en la industria un ciclo de vuelo simulado (arranque, despegue, crucero y aterrizaje) con un motor moderno de turbina aeronáutica operando al 100% con hidrógeno gaseoso, incluyendo pruebas de escenarios de fallo y plena potencia de despegue.

• ¿Dónde se realizaron las pruebas? 

En el Centro Espacial Stennis de la NASA, en el estado de Misisipi, Estados Unidos.

• ¿Qué papel desempeñó TCS en el programa? 

TCS aportó integración de sistemas de combustible y controles, análisis de combustión de hidrógeno, preparación y validación de ensayos, análisis de datos, gestión de riesgos y diseño detallado.

• ¿Qué implicaciones tiene este hito para la reducción de emisiones en aviación? 

El uso de hidrógeno verde podría eliminar las emisiones de CO₂ en vuelo; la aviación aporta entre el 2% y 3% de las emisiones globales de CO₂, pero la adopción masiva requiere resolver desafíos de almacenamiento, infraestructura y producción de hidrógeno verde.

• ¿Cuáles son los principales retos para comercializar motores a hidrógeno a gran escala? 

Los retos incluyen almacenamiento criogénico del hidrógeno, desarrollo de infraestructura aeroportuaria para suministro de hidrógeno, y producción suficiente y limpia (hidrógeno verde).

• ¿Qué horizonte temporal se estima para la comercialización generalizada? 

Rolls-Royce considera un horizonte más realista hacia las décadas de 2040–2050 para adopción a gran escala.

• ¿Qué relevancia tiene esto para América Latina? 

Refuerza la viabilidad técnica de soluciones con hidrógeno para flotas regionales y de largo alcance en países latinoamericanos que promueven hidrógeno verde (por ejemplo, Chile, Brasil y Colombia), siempre que se resuelvan los retos de infraestructura y suministro.

Las pruebas validaron tecnologías críticas en combustión, sistemas de combustible y controles del motor. TCS aportó capacidades en integración de sistemas de combustible y controles, análisis de combustión de hidrógeno, preparación y validación de ensayos, análisis de datos, gestión de riesgos y diseño detallado, acelerando el desarrollo y la ejecución del programa.

Adam Newman, ingeniero jefe del Programa Demostrador de Hidrógeno de Rolls-Royce, dijo que la prueba es "un punto importante en nuestro camino hacia una aviación más sostenible. Mediante un enfoque de pruebas riguroso y cuidadosamente estructurado, hemos obtenido información valiosa sobre el comportamiento del 100% de hidrógeno en una turbina de gas aeronáutica moderna a lo largo de un ciclo de vuelo completo, al tiempo que validamos tecnologías críticas de combustión, combustible y sistemas de control."

"Los aprendizajes obtenidos contribuirán al desarrollo de futuras innovaciones en propulsión, incluido el motor UltraFan, y fortalecerán nuestra confianza en que la tecnología de turbinas de gas puede seguir desempeñando un papel importante en el futuro de la aviación sostenible", agregó.

Anupam Singhal, presidente de Manufactura de TCS, dijo que el logro "refleja lo que es posible cuando la ingeniería avanzada se combina con capacidades digitales y una profunda colaboración dentro del ecosistema para acercar la innovación disruptiva a aplicaciones del mundo real. En TCS estamos orgullosos de apoyar a Rolls-Royce en la aceleración de la propulsión con hidrógeno mediante nuestra experiencia integrada en ingeniería, sistemas y software".

Contexto del programa, impacto industrial y próximos pasos

El programa comenzó en 2022 con la demostración de un motor AE2100 operando con hidrógeno verde en Boscombe Down (Reino Unido). Luego avanzó con pruebas de componentes y sistemas en Europa, incluyendo infraestructura de hidrógeno en el Health and Safety Executive (HSE) del Reino Unido, hasta llegar a la integración completa en el demostrador Pearl 15 en Stennis. En la campaña también participaron easyJet, la NASA, el HSE británico y otros socios industriales.

Aunque este hito del Pearl 15 es inédito para un motor moderno de turbina de gas aeronáutica, existen antecedentes históricos que ilustran el interés de larga data por el hidrógeno como combustible de aviación. En los años 1950, la NACA estadounidense modificó un Martin B-57B Canberra y logró que uno de sus motores Wright J65 funcionara con hidrógeno líquido a gran altitud (alrededor de 15.000 metros) durante unos 20 minutos en pruebas de vuelo real. El despegue y el aterrizaje se realizaron con combustible convencional, y el cambio a hidrógeno se efectuaba solo en crucero de alta cota.

Décadas después, en 1988, la Unión Soviética realizó el primer vuelo tripulado con propulsión parcial a hidrógeno líquido a bordo del Tupolev Tu-155 (una versión experimental del Tu-154). Uno de sus tres motores, el Kuznetsov NK-88, operó con H₂ durante vuelos cortos y a baja altitud. Estos experimentos demostraron la viabilidad básica de la combustión de hidrógeno en turbinas, pero ninguno alcanzó un ciclo de vuelo completo simulado a plena potencia en un motor moderno de la clase del Pearl 15.

La aviación representa entre el 2% y el 3% de las emisiones globales de CO₂. El hidrógeno, cuando se produce de forma limpia ("verde"), ofrece la posibilidad de eliminar las emisiones de dióxido de carbono en vuelo. Rolls-Royce prioriza la combustión de hidrógeno en turbinas de gas para aeronaves de mayor tamaño (frente a celdas de combustible, más adecuadas para segmentos regionales), aunque reconoce que la comercialización a gran escala aún enfrenta desafíos de almacenamiento criogénico, infraestructura aeroportuaria y producción de hidrógeno verde, con un horizonte más realista hacia las décadas de 2040-2050.

Este éxito en tierra (aunque no es un vuelo real) constituye una de las demostraciones más claras hasta la fecha del potencial del hidrógeno para impulsar motores de aviación del futuro. Los conocimientos generados servirán de base para el desarrollo de tecnologías de propulsión de próxima generación y para la transición de la industria hacia un transporte aéreo de bajas emisiones de carbono. TCS y Rolls-Royce continúan colaborando para avanzar en estas tecnologías, con el objetivo de trasladar los aprendizajes a programas como UltraFan y, eventualmente, a demostraciones en vuelo.

Para América Latina, donde la aviación comercial y de negocios crece de forma sostenida y donde varios países impulsan agendas de descarbonización y producción de hidrógeno verde (como Chile, Brasil y Colombia), este avance refuerza la viabilidad técnica de soluciones que podrían integrarse en el largo plazo a flotas regionales y de largo alcance, siempre que se resuelvan los retos de infraestructura y suministro de combustible limpio.