Un dron que puede volar de manera sostenible a largas distancias sobre tierra y agua, y puede aterrizar en casi cualquier lugar, podrá servir para una amplia gama de aplicaciones. Ya hay drones que vuelan usando hidrógeno 'verde', pero vuelan muy lentamente o no pueden aterrizar verticalmente.
Es por eso que los investigadores de TU Delft, junto con la Marina Real de los Países Bajos y la Guardia Costera de los Países Bajos, desarrollaron un dron impulsado por hidrógeno que es capaz de despegar y aterrizar verticalmente y, al mismo tiempo, volar horizontalmente de manera eficiente durante varias horas, al igual que los aviones regulares.
El dron utiliza una combinación de hidrógeno y baterías como fuente de energía. Las primeras pruebas exitosas se llevaron a cabo en uno de los escenarios más desafiantes: desde un barco navegando en mar abierto.
Un dron que vuela sobre áreas densamente pobladas o en mar abierto debe poder despegar y aterrizar verticalmente, por ejemplo, en un complejo de apartamentos o en la cubierta de popa de un barco. Esto consume mucha energía de la batería y es perjudicial para la duración del vuelo. Los combustibles fósiles se utilizan a menudo para aumentar el alcance y la resistencia de las aeronaves, pero esta no es una solución particularmente sostenible.
Además, para volar de manera eficiente a largas distancias, un dron necesita alas, sin embargo, los drones de ala fija requieren instalaciones adicionales para aterrizar, como una pista o una red. Entonces, en general, hasta ahora no se han desarrollado drones que puedan volar largas distancias de manera sostenible y aún así despegar y aterrizar en casi cualquier lugar.
“Por eso desarrollamos un dron que puede despegar y aterrizar verticalmente utilizando hidrógeno más un juego de baterías, y que durante el vuelo horizontal impulsado por hidrógeno puede recargar la batería a través de una pila de combustible. El diseño de ala fija y el uso de hidrógeno significa que el dron puede volar horizontalmente durante horas", afirma Bart Remes, Project Manager del Micro Air Vehicle Lab (MAVLab) de TU Delft.
El dron totalmente eléctrico pesa 13 kilogramos y tiene una envergadura de tres metros. También es muy seguro: funciona con 12 motores, por lo que incluso si fallan varios motores, aún puede aterrizar con seguridad en la cubierta de popa de un barco, por ejemplo.
Sostenible
El dron está equipado con un cilindro de hidrógeno compuesto de carbono de 6,8 litros y 300 bares. El cilindro alimenta hidrógeno a baja presión a la celda de combustible de 800 vatios que lo convierte en electricidad. Las únicas emisiones son oxígeno y vapor de agua. Además de la pila de combustible que suministra electricidad a los motores, también hay un conjunto de baterías que junto con la pila de combustible proporcionan potencia extra a los motores durante el despegue y aterrizaje vertical.
El conocimiento adquirido al diseñar el dron se puede utilizar para hacer que la aviación sea más ecológica. “Uno de los aspectos más importantes de este proyecto de investigación es el vuelo impulsado por hidrógeno. En todo el mundo, el hidrógeno se considera uno de los competidores más importantes para lograr un combustible de aviación ecológico y sostenible”, asegura Henri Werij, Decano de la Facultad de Ingeniería Aeroespacial de TU Delft.
Los drones ya se utilizan regularmente para volar sobre tierra, pero volar sobre el mar conlleva muchos desafíos adicionales. Viento, agua salada, un barco en movimiento con instalaciones limitadas de despegue y aterrizaje, todas estas son condiciones dinámicas que imponen altas exigencias al dron. Esta es la razón por la que el dron de hidrógeno TU Delft no solo se probó en un túnel de viento, sino también en embarcaciones de la Marina Real de los Países Bajos y la Guardia Costera de los Países Bajos, navegando en mar abierto frente a la costa holandesa.
Gracias a la combinación de las alas y el cilindro de hidrógeno y la batería, el dron TU Delft pudo permanecer en el aire en un vuelo estable durante más de 3,5 horas. Estas propiedades hacen que el dron sea adecuado para brindar apoyo en tareas de reconocimiento e inspección.
“La introducción de nuevas tecnologías exige un enfoque más exploratorio del que estamos acostumbrados. La generación actual de jóvenes crece en esta forma de aprender y experimentar, y para nosotros son nuestro personal del futuro. Es por eso que estamos haciendo todo lo posible para trabajar junto con otros para crear aplicaciones operativas para estas tecnologías. Como innovador en la Marina Real de los Países Bajos y la Guardia Costera de los Países Bajos, estoy orgulloso de esta cooperación con TU Delft. El desarrollo del dron marítimo impulsado por hidrógeno es un verdadero avance técnico que tiene un enorme potencial futuro", dice el Comandante Pieter Blank.
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