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Resumen

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Equation Chapter 1 Section 1

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería Aeronáutica

Estudio de Emisiones Contaminantes en la

Aviación Comercial y su Impacto en el Medio

Ambiente

Autor: José Luis Rofa Barragán

Tutor: Francisco Lucas García

Dep. Ingeniería Gráfica

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2016

Estudio de Emisiones Contaminantes en la Aviación Comercial y su Impacto en el Medio Ambiente

2

Resumen

3

Proyecto Fin de Carrera

Ingeniería Aeronáutica

Estudio de Emisiones Contaminantes en la

Aviación Comercial y su Impacto en el Medio

Ambiente

Autor:

José Luis Rofa Barragán

Tutor:

Dr. Francisco Lucas García

Dep. de Ingeniería Gráfica

Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Universidad de Sevilla

Sevilla, 2016


4

Resumen

5

RESUMEN

La actividad aeronáutica es una de las bases de la civilización actual. Desde la

democratización de la actividad económica, ha ampliado su volumen de negocio año tras

año. Sin embargo, esto también ha supuesto un estrés importante al medio ambiente global,

debido a las emisiones de contaminantes que esta produce.

El objetivo de este Proyecto Fin de Carrera es realizar un estudio de las causas, y las

medidas presentes y futuras y posibles líneas de investigación para la reducción y mitigación

de los problemas medioambientales derivados de la actividad aeronáutica comercial.

Para ello, en el capítulo uno se analizan las causas y la contribución de la industria

aeronáutica al cambio climático y a los problemas de salud derivados de las emisiones,

además de estudiar las normativas de aplicación al respecto.

En el capítulo dos se trata el problema del ruido generado por la actividad, y sus

consecuencias sobre los ecosistemas y la población.

El capítulo tres muestra las diferentes medidas que se están tomando y estudiando en la

actualidad para paliar las emisiones producidas, además de realizar un estudio sobre las

emisiones de los combustibles y motores actuales.

Posteriormente, se presentan en el capítulo cuatro otros riesgos medioambientales

derivados de la actividad aeronáutica, como los accidentes y los residuos.

Por último, se hace un análisis en el capítulo cinco de las líneas de investigación y desarrollo

fundamentales propuestas por organismos internacionales para las próximas décadas.

La contaminación, el daño al medio ambiente, y las formas de reducir emisiones y paliar

estos daños ya producidos es un tema muy amplio y de gran actualidad dentro de la industria

aeronáutica. Esto hace que sea imposible que sean tratados en profundidad los temas

presentados en este documento. Sin embargo, es un punto de partida que trata de recoger

un resumen de la situación actual en la industria, los efectos que están teniendo sobre el

medio ambiente, y marcar aquellas líneas de importancia que se deberán investigar en el

futuro si queremos conservar nuestro planeta en buen estado.


6

Índice

7

ÍNDICE

Resumen 5

Índice 7

1 Cambio climático global 11

1.1 Efecto invernadero. Aumento de la temperatura media. 14

1.1.1 Consecuencias. 16

1.2 Oscurecimiento global. 16

1.2.1 Consecuencias. 17

1.3 Objetivos en cambio climático. 17

1.3.1 Internacionales. 18

1.3.2 Comunitarios. 19

1.3.3 Nacionales. 20

1.3.4 Otros organismos. 21

1.4 Emisiones en la aviación. Consecuencias. 22

1.4.1 Vapor de agua. 23

1.4.2 Dióxido de carbono. 24

1.4.3 Metano. 24

1.4.4 Emisiones de nitrógeno. 24

1.4.5 Partículas. 25

1.4.6 Otros contaminantes peligrosos 26

1.4.7 Efectos del cambio climático en la aviación: incremento de turbulencias. 27

1.4.8 Implicación de la aviación en el cambio climático. 28

1.5 Medición del cambio climático. 28

1.5.1 Índice GPW. 29

1.5.2 Índice GTP. 30

1.5.3 Forzamiento radiativo. 30

1.5.4 Otros parámetros útiles. 31

1.6 Calidad local del aire. 31

1.6.1 Europa. 32

1.6.2 España. 32

1.6.3 Parámetros a considerar. 33

1.6.4 Niveles adecuados. Efectos en la salud. 33

1.6.5 Implicación de la aviación en los niveles locales de calidad. 34

2 Ruido de aeronaves 37

2.1 Normativa. 37

2.1.1 Internacional. 37

2.1.2 España. 38

2.2 Emisiones y fuentes de ruido. 38

2.3 Medición de niveles de ruido. 39


8

2.3.1 Sonómetro. 39

2.3.2 Dosímetro acústico. 40

2.4 Niveles de ruido aceptables y medidas de protección. 40

2.5 Consecuencias de la exposición al ruido. 40

2.5.1 Consecuencias de altos niveles de ruido para el ser humano. 40

2.5.2 Consecuencias de altos niveles de ruido en el ecosistema. 40

3 Estudio de las medidas para la reducción de emisiones contaminantes 43

3.1 Combustibles. 43

3.1.1 Tipos. 43

3.1.2 Líneas de investigación. 45

3.2 Motores. 46

3.2.1 Tipos y características de emisiones. 46

3.2.2 Líneas de investigación. 47

3.3 Medidas para la reducción de emisiones contaminantes. 50

3.3.1 Aproximación con Descenso Contínuo. 50

3.3.2 Reducción de la velocidad. 51

3.3.3 Biocombustibles. 52

3.3.4 Cielo Único Europeo (SES). 52

3.3.5 Sistemas de derechos de emisiones (ETS). 56

3.4 Medidas para contrarrestar el aumento de emisiones contaminantes. 56

3.4.1 Aumento del factor de carga de pasajeros. 56

3.4.2 Mantenimiento al día. 56

3.5 Medidas para la reducción de ruidos. 58

3.5.1 Tasas por ruido. 58

3.5.2 Geared Turbofan (GTF). 58

3.5.3 Reducción del ruido mediante modificaciones. 58

3.5.4 Medidas adicionales de menor impacto. 59

4 Otros riesgos medioambientales 61

4.1 Residuos y reciclaje. 61

4.2 Riesgo a terceras partes. 62

4.2.1 Seguros aeronáuticos 62

4.3 Evaluación de impacto ambiental para aeropuertos 63

5 Líneas de investigación recomendadas por organismos internacionales 65

5.1 Emisiones y calidad del aire. 65

5.1.1 Ampliación de la base de datos de emisiones producidas por los motores. 65

5.1.2 Estudios sobre la evolución de las partículas en la atmósfera. 66

5.1.3 Desarrollo de formas de cálculo del inventario de partículas en aeropuertos. 66

5.1.4 Desarrollo de metodologías. 66

5.1.5 Impacto en la salud. 66

5.1.6 Contaminantes peligrosos. 67

5.2 Propulsión en la aviación comercial. 67

5.2.1 Avances en la integración de la propulsión en las aeronaves. 68

5.2.2 Mejoras en los motores de turbina de gas. 68

5.2.3 Desarrollo de sistemas de propulsión turboeléctrica. 69

5.2.4 Avances en el desarrollo de combustibles sostenibles alternativos para motores jet. 69

5.3 Reducción de peso de aviones. 70

5.4 Vuelos en formación. 71

5.5 Aeronaves de fuselaje integrado. 72

Índice

9

6 Conclusiones. 75

Acrónimos 77

Referencias 79

Índice de tablas 85

Índice de ilustraciones 87


10

Cambio climático global

11

1 CAMBIO CLIMÁTICO GLOBAL

n 1985 se aportaron pruebas de la aparición en épocas invernales de zonas de

reducción de ozono de hasta un 50% en las capas superiores de la atmósfera en

el continente antártico (1). Hasta ese momento se había tenido constancia de estas

reducciones de ozono, pero se creía que el alcance de la reducción era mucho menor

del determinado (2). A partir de ese momento, la comunidad científica ha intentado

identificar la motivación de la aparición de este problema medioambiental y prevenir o

mitigar el crecimiento de esta situación.

Ilustración 1-1: Evolución del Forzamiento Radiativo del Ozono entre 1750 y 2011. (3 pág. 680)

En la imagen anterior podemos comprobar como los efectos en el cambio climático han

aumentado significativamente a niveles bajos de la atmósfera, y sin embargo se han

reducido significativamente en la estratosfera, que es donde debería localizarse, debido

al efecto del agujero de la capa de ozono.

EE

El impacto del cambio climático mundial puede presentar un desafio mayor que

cualquier otro al que se haya enfrentado la humanidad, con la excepción del de impedir

una guerra nuclear.

- Gro Harlem Brundtland,1989 -


12

Si bien estos sucesos pusieron a la comunidad científica internacional en alerta, existe

un proceso de cambio climático debido a forzamientos externos provenientes de la

emisión de gases y partículas contaminantes a la atmósfera debido a la actividad

industrial. De esta forma, existen dos procesos fundamentales que provocan este

proceso: el efecto invernadero provocado por los gases emitidos a la atmósfera, que

provoca un aumento de la temperatura global; y el oscurecimiento global debido a la

emisión de partículas a la atmósfera, que afecta al ciclo hidrológico y tenía efectos de

enfriamiento que enmascaraba las consecuencias del efecto invernadero.

Ilustración 1-2: Evolución del agujero de la capa de ozono entre 1979 y 2008

El efecto del oscurecimiento global está revirtiéndose en zonas oceánicas, y reduciendo

el incremento en las zonas continentales desde la década de 1990 (4); presumiblemente

por el descenso de la emisión de partículas contaminantes. Esto, sin embargo, se teme

que provoque una menor compensación de los efectos de aumento de temperatura

derivados del efecto invernadero.

El Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ha estimado que la aviación civil

es responsable del 3.5% del cambio climático atribuido a la acción humana (5). Según

sus cálculos, el impacto de la aviación sería superior a 2-4 veces al que debería ser

derivado de las emisiones reales de CO2 debido a la emisión en capas altas atmosféricas.


13

Ilustración 1-3: Reducción reciente del agujero de la capa de ozono

Ilustración 1-4: Forzamiento Radiativo entre 1980 y 2011. (3 pág. 700)


14

Además, la actividad aeronáutica provoca fuertes impactos en los ecosistemas locales

derivados de la actividad intensiva en las zonas aeroportuarias.

En este capítulo se tratará la situación climática actual; los objetivos existentes para la

prevención y mitigación del incremento de los efectos negativos del cambio climático; se

estudiarán las distintas emisiones que se efectúan desde la actividad aeronáutica, cómo

medirlas, y qué efectos tienen en la calidad local del aire.

1.1 Efecto invernadero. Aumento de la temperatura media.

El efecto invernadero es el proceso por el cual la radiación procedente de la atmósfera

del planeta calienta la superficie del planeta por encima de la temperatura que tendría

de no tener atmósfera. Esto se produce cuando existen gases que absorben y emiten

energía en el rango de los infrarrojos. A estos gases se les conoce como gases

invernadero. Los fundamentales que existen de forma natural en la atmósfera son: Vapor

de agua, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y ozono.

Ilustración 1-5: Esquema del balance anual de energía de la Tierra (6 pág. 181)

La actividad industrial humana produce fundamentalmente gases procedentes de la


15

combustión de los derivados del petróleo: CO, CO2, SO2, NOX, hidrocarburos gaseosos,

hidrocarburos aromáticos, compuestos halogenados, partículas y algunos

contaminantes secundarios adicionales (7). Lo habitual es que los contaminantes se

emitan y difundan en las capas bajas de la atmósfera, sin embargo, la aviación proyecta

estos contaminantes hacia capas más altas. Esto hace que permanezcan más tiempo

en el aire, y alcancen un papel más dañino para el medioambiente.

Ilustración 1-6: Diferencia de temperatura media en la superficie por décadas en relación a la media de 1961-1990. (6)


16

1.1.1 Consecuencias.

Como tal, el efecto invernadero no es intrínsecamente malo para el ecosistema

planetario, pues es necesario para el mantenimiento de la vida en nuestro planeta. Si no

existiera este efecto, la temperatura media de la superficie sería en torno a los -18ºC.

Con el efecto producido por este efecto invernadero natural, se sitúa esta temperatura

media en los 15ºC (8). Sin embargo, el principal problema es cuando tenemos un

aumento por encima de este valor debido a la actividad humana.

Según el IPCC, los principales problemas provenientes de este incremento de la

temperatura son (9):

Reducción de las extensiones de las capas de nieve e hielo en la superficie

terrestre

Aumento del nivel del agua de los océanos debido a la fusión de los glaciares.

Esto provoca el hundimiento de muchas zonas terrestres.

Impacto en ecosistemas de tipo tundra, bosques boreales y zonas montañosas y

costeras. Disminución de lluvias en ecosistemas de tipo mediterráneo y en

algunos bosques pluviales tropicales.

Sequías en zonas secas de latitudes medias y trópicos secos, que afectará a la

agricultura.

Acidificación del océano, disminuyendo su pH, con efectos negativos en las

especies marinas.

1.2 Oscurecimiento global.

El oscurecimiento global es la reducción gradual de la cantidad de irradiación directa en

la superficie de la tierra que fue observada entre los años 1950 y 1990. Si bien el efecto

varía según la ubicación, se ha estimado que la reducción máxima media experimentada

era del orden de un 4% entre 1960 y 1990 (10). Desde la década de 1990 se está

observando una reducción de este efecto de manera global.

Como las causas de este proceso se señalan a la presencia de aerosoles y hollín en la

atmósfera, que absorben energía solar y la reflejan al espacio. Además, estos

contaminantes también pueden actuar como núcleos de condensación de gotas

microscópicas, que finalmente provocan la formación de nubes más reflectivas. Esto

tiene un segundo efecto, que es la menor transmisión del calor solar, provocando un

enfriamiento de la superficie terrestre, que ha servido para enmascarar el alcance real

del efecto invernadero. Además, algunos modelos indican que este tipo de nubes

provocan menores precipitaciones, acumulando más agua y en última instancia

provocando tormentas e inundaciones.

Mediciones de satélites de la NASA publicadas en 2007 muestran que desde 1991 se ha


17

producido una reducción en este proceso de oscurecimiento global, coincidiendo con la

reducción de la emisión de aerosoles desde las naciones más desarrolladas debido a

políticas activas.

Ilustración 1-7: Oscurecimiento global debido a aerosoles. (11)

1.2.1 Consecuencias.

El oscurecimiento global ha interferido con el ciclo hidrológico reduciendo la evaporación

y la lluvia en ciertas áreas, mientras que ha sido causante de inundaciones y lluvias

torrenciales en otras zonas del planeta. Además, ha provocado una reducción de la

temperatura global, contrarrestando el efecto invernadero. Sin embargo, ahora que está

remitiendo este oscurecimiento global, está haciendo que los efectos del calentamiento

de la tierra se noten con más fuerza.

Hay científicos que han propuesto como contramedida de emergencia para la reducción

del incremento de la temperatura del efecto invernadero un nuevo uso controlado de

aerosoles, provocando un nuevo oscurecimiento global (12), sin embargo, esto trae

importantes consecuencias tanto medioambientales como en la salud de las personas.

Como opción similar pero menos dañina, proponen la emisión de estos aerosoles en la

estratosfera, ya que con menos cantidad podrían obtener efectos similares.

1.3 Objetivos en cambio climático.

Como ya hemos visto, la comunidad científica ha entendido la necesidad de tomar

medidas para evitar el deterioro del medioambiente y sus posiblemente catastróficas

consecuencias. Influenciado por ellos, se han tomado medidas de carácter político a

todos los niveles. En este apartado se muestran los principales acuerdos adoptados.


18

1.3.1 Internacionales.

En 1992 se aprobó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio

Climático (CMNUCC) en el marco de la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro. Es un

tratado internacional sobre el cambio climático cuyo objetivo es “estabilizar las

concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel en el cual se

prevenga la peligrosa interferencia antropocéntrica con el sistema climático” (13). Este

tratado entró en vigor en 1994. Actualmente 197 partes han ratificado este tratado (14).

A partir de 1995 se comenzó a celebrar una cumbre anual denominada “Conferencia de

las Partes”, que es la conferencia que gobierna el CMNUCC. Originalmente sirvió para

negociar el Protocolo de Kyoto, pero después evolucionó para servir como seguimiento

al protocolo (a partir del 2005) y para tomar acuerdos posteriores.

Protocolo de Kyoto.

El Protocolo de Kyoto es un protocolo de 1997 de la CMNUCC. En él, se desarrollan

medidas para reducir la emisión de gases de efecto invernadero causantes del

calentamiento global: CO2, CH4, N2O, SF6 y compuestos HFC y PFC. El acuerdo

fundamental tiene como objetivo: “reducir el total de sus emisiones de esos gases a un

nivel inferior en no menos de 5% al de 1990 en el perÌodo de compromiso comprendido

entre el año 2008 y el 2012” (15). Este acuerdo está firmado y ratificado por 187 estados.

Las principales ausencias son: Estados Unidos de América, que no ha ratificado el

tratado; y Canadá, que abandonó el tratado en 2011 para no pagar las multas derivadas

del incumplimiento del mismo. En 2012, este protocolo se extendió en un segundo

periodo hasta 2020.

Tratado de París.

En 2015, en la 21ª Conferencia de las Partes, se adoptó este acuerdo, que aún se

encuentra en fase de ratificación. Este tratado entrará en vigor 30 días después de que

sea ratificado por al menos 55 países que representen el 55% de las emisiones de CO2

en el planeta. En la fecha de redacción de este texto, 177 partes han firmado este

acuerdo, de los cuales 15 han ratificado su firma (16).

El cuerpo de este acuerdo consiste en tres puntos fundamentales (17):

1. Mantener el incremento de la temperatura media bajo los 2ºC respecto a los

niveles pre-industriales, con el objetivo de reducirlo a menos de 1,5ºC de

incremento respecto a ese nivel.

2. Realizar el punto 1 de una forma que no afecte a la producción de alimentos.

3. Proveer financiación que permita el avanzar un camino de bajas emisiones de

gases de efecto invernadero y un desarrollo que no afecte al clima.

El acuerdo ha sido calificado como “ambicioso y equitativo”, y como “un hito histórico” en

la meta de la reducción del cambio climático por parte del director de la Conferencia de


19

París.

Estados Unidos de América.

Estados Unidos es una de las mayores emisoras de gases contaminantes en el mundo,

así que resultan de especial relevancia sus políticas de protección medioambiental. A

cargo del desarrollo de dichas políticas está la United States Environmental Protection

Agency (EPA), agencia creada en 1970 (18).

Además, como agente encargado de la supervisión de la evolución de la situación, la

National Aeronautics and Space Administration (NASA), que tiene desde 1991

programas para el control de la evolución del cambio climático y el análisis de los efectos;

además de realizar investigaciones relacionadas con sus programas espaciales para

reducir las emisiones contaminantes (19).

1.3.2 Comunitarios.

La Unión Europea puso en marcha el Programa Europeo sobre el Cambio Climático

(ECCP) en el año 2000, con el objetivo de identificar, desarrollar e implementar todos los

elementos necesarios para implementar el Protocolo de Kyoto en la UE (20). Con este

fin, desarrolla el Régimen de Comercio de Derechos de la Unión Europea (EU ETS). Este

sistema establece unos límites de producción de CO2 para las instalaciones incluidas en

este programa. Después, se habilitan unos derechos de emisiones adicionales que se

adjudican en subasta, y que unas instalaciones podrán adquirir los excedentes de otras

instalaciones. En 2008 este programa incluía el 40% de las emisiones de CO2 en la UE.

En 2013 se inició el tercer periodo de objetivos, con un objetivo final de reducción de las

emisiones de estas instalaciones en un 21% para el año 2020. El objetivo se logró cumplir

en el año 2014 para las emisiones de CO2. Además, en este tercer periodo también se

tienen en cuenta otras emisiones contaminantes como NO2 y PFCs (21).

Respecto al ámbito aeronáutico, en 2001 se creó el “Advisory Council for Aviation

Research and Innovation in Europe” (ACARE). Es un consejo consultivo formado por

grandes empresas europeas del ámbito aeronáutico y instituciones procedentes de

ámbitos estatales y de la investigación (22). Este consejo ha ayudado a establecer gran

parte de los objetivos de la industria en sus informes “Visión 2020”.

Clean Sky JIT.

Un segundo acuerdo en el seno de la Unión Europea, de alta importancia en el ámbito

aeronáutico que aquí nos concierne es el programa “Clean Sky Joint Initiative” (Clean

Sky JIT), nacido en el año 2008 y pensado para el periodo 2008-2013. En él, se dota de

financiación público-privada a un programa de investigación con la intención de agilizar

el desarrollo de tecnología que contribuya a los siguientes objetivos, derivados de

ACARE, para el año 2020 (23):


20

Reducción del 50% de las emisiones de CO2 mediante la drástica reducción de

consumo de combustibles.

Reducción del 80% de las emisiones de NOX.

Reducción del 50% de las emisiones de ruido externo.

Consecución de un ciclo verde de vida del producto aeronáutico: diseño,

manufactura, mantenimiento y reciclaje.

Clean Sky 2.

Dado que el programa Clean Sky JIT estaba orientado a su finalización en el año 2013,

se hace necesaria una renovación de los objetivos de la industria aeronáutica europea.

Esto se ve reflejado en el programa Clean Sky 2, que se puso en marcha en 2014 y

durará hasta el año 2024 (24). Se estima que la transición entre el programa original y el

nuevo programa esté finalizada a lo largo de este año 2016.

El objetivo de esta segunda fase del programa es (25):

La reducción del consumo de combustibles y emisión de CO2 en un 20% en 2025

y un 30% en 2035 respecto a los niveles de 2014.

La reducción de emisiones de NOX en un 20% en 2025 y un 40% en 2035 respecto

a los niveles de 2014.

Una reducción de hasta un 75% de las emisiones de ruido y la cantidad de

población expuesta al mismo para el año 2035, siempre respecto a los niveles del

año 2014.

1.3.3 Nacionales.

Existen en España varios organismos gubernamentales implicados en el desarrollo de

políticas y medidas contra el cambio climático. A continuación se detallan los principales:

Oficina Española del Cambio Climático (OECC).

Creada en 2001 (26). Entre sus objetivos está “formular la política nacional de cambio

climático, de conformidad con la normativa internacional y comunitaria en la materia” (27).

Actualmente tiene rango de Dirección General, dependiente de la Secretaría de Estado de

Medio Ambiente. Desde su creación, diferentes legislaciones han cambiado su dependencia

ministerial, pero ha seguido presente hasta la fecha en el organigrama político del Ministerio

de Medio Ambiente.


21

Consejo Nacional del Clima (CNC).

Creado en 1998 (28). Órgano colegiado interministerial adscrito a la Secretaría de Estado

de Medio Ambiente. Su objetivo es “ser un foro institucional de participación de todas las

administraciones públicas, así como de las organizaciones y entidades representativas

de intereses sociales y ambientales en la elaboración y seguimiento de las políticas sobre

cambio climático promovidas por el Estado” (29).

Comisión de Coordinación de Políticas de Cambio Climático

(CCPCC).

Creado en 2005. Es el “órgano de coordinación y colaboración entre la Administración

General del Estado y las Comunidades Autónomas para la aplicación del régimen de

comercio de derechos de emisión” (30).

Comisión Interministerial para el Cambio Climático.

Es una comisión delegada del Gobierno. Le corresponden las funciones de seguimiento

y propuesta de las diferentes políticas relacionadas con el Cambio Climático (31).

Legislación vigente.

Ley 1/2005, de 9 de marzo, por la que se regula el régimen del comercio de

derechos de emisión de gases de efecto invernadero (32).

Ley 13/2010, de 5 de julio, por la que se modifica la Ley 1/2005, de 9 de marzo,

por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión de gases

de efecto invernadero, para perfeccionar y ampliar el régimen general de

comercio de derechos de emisión e incluir la aviación en el mismo (33).

Acuerdo de Consejo de Ministros de 16 de diciembre de 2012, por el que se

aprueba la asignación individual de derechos de emisión a los operadores

aéreos atribuidos a España.

1.3.4 Otros organismos.

IATA.

La Asociación Internacional de Transporte Aéreo (sus siglas en inglés, IATA) es una

asociación que representa al 83% del tráfico aéreo total (34). Entre sus objetivos para

combatir el cambio climático tiene los siguientes (35):

Mejora media del rendimiento de los combustibles del 1.5% anual entre los años

2009 y 2020.


22

Un límite en la emisión de CO2 desde el 2020. A partir de ese año, deberá haber

un crecimiento neutro, es decir, aunque crezca el volumen del transporte aéreo,

no deben crecer las emisiones.

Una reducción de las emisiones de CO2 del 50% para el año 2050, sobre el total

de las emisiones de la aviación con referencia al año 2005.

Para cumplir estos objetivos, propone una estrategia basada en cuatro pilares:

Desarrollo de la tecnología, incluyendo el desarrollo de combustibles bajos en

carbono.

Realización de operaciones de vuelo más eficientes.

Mejoras en las infraestructuras, incluyendo la modernización de los sistemas de

control de tráfico aéreo.

Medidas basadas en un mercado único global.

1.4 Emisiones en la aviación. Consecuencias.

Durante la combustión, se producen una serie de productos derivados de la misma. Si

bien en la actualidad no se tiene un conocimiento completo acerca de la complitud de la

combustión en los niveles de vuelo, el conocimiento teórico dice que esta combustión

será aproximadamente completa (36). Frente a esta falta de conocimiento, usamos las

variables derivadas de la combustión en banco para saber la cantidad de productos

producidos en la combustión.

Ilustración 1-8: Capa de smog en una ciudad debida a las emisiones de contaminantes.

Así mismo, no se tiene un conocimiento completo acerca de la evolución de las partículas


23

emitidas en capas superiores de la atmósfera (37), como es el caso de la estratosfera.

Estas carencias de conocimientos serán tratadas más a fondo en el capítulo 5: Líneas

de investigación recomendadas por organismos internacionales.

A continuación, mostraremos los principales productos emitidos durante la operación

aeronáutica.

1.4.1 Vapor de agua.

El vapor de agua es el gas de efecto invernadero con más peso en el efecto invernadero

natural. Sin embargo, la cantidad de vapor de agua en la atmósfera está controlada

principalmente por la temperatura del aire, y no por emisiones. Por ello, científicos lo

consideran un agente indicador más que un forzador del cambio climático.

Depende de las metodologías usadas para calcular el peso del vapor de agua en el

cambio climático, los resultados dan que es entre 2 y 3 veces mayor que el dióxido de

carbono (38).

El vapor de agua tiene una diferencia fundamental con el dióxido de carbono: se

condensa y precipita siguiendo el ciclo hidrológico. Las emisiones que realizamos a la

atmósfera en la estratosfera, tienen un plazo medio de vida de una a dos semanas, tras

lo cual caen en forma de precipitación a la superficie.

Las actividades humanas tienen un impacto en la cantidad de vapor de agua en la

estratosfera, pues las emisiones de Metano provocan que, mediante la oxidación,

aumente la cantidad de vapor de agua.

A altas alturas, el vapor de agua emitido puede formar estelas de condensación. Estas

estelas pueden afectar a la formación de nubes, atrapando radiación emitida por la tierra

e impidiendo por tanto esta disipación de energía, provocando un efecto de

calentamiento global. El efecto de estas estelas varía según la hora y la estación del año.

Estudios indican que las estelas provocadas por vuelos nocturnos o vuelos en zonas de

invierno contribuyen mucho más al calentamiento que los realizados en zonas diurnas o

cálidas. Adicionalmente, altas concentraciones de estelas se creen que pueden provocar

la formación de cirros. Se cree que este tipo de nubes también pueden provocar efectos

de calentamiento global, si bien aún no se ha podido comprobar.

Las cantidades de vapor de agua presentes en la estratosfera han variado bastante en

las últimas décadas, pero no se sabe hasta qué punto sea un forzamiento o simplemente

un efecto derivado de las variaciones de temperaturas. Igualmente, la contribución de

este vapor de agua estratosférico es mucho más pequeño que la del metano y el dióxido

de carbono.

El máximo de vapor de agua presente en la atmósfera es controlado por la temperatura:

con cada grado extra de temperatura, la atmósfera puede retener un 7% más de vapor

de agua. Es por ello que si bien las emisiones de vapor que realizamos no afectan

mucho, la retención de agua aumenta con la subida de las temperaturas, provocando un

mayor aumento y cambios en los ciclos hidrológicos.


24

1.4.2 Dióxido de carbono.

Mientras que el vapor de agua era el gas de efecto invernadero con más peso en el

efecto invernadero natural, el dióxido de carbono es el gas que tiene más peso en el

efecto invernadero antropogénico.

Desde el comienzo de la industrialización, según la National Oceanic and Atmospheric

Administration (NOAA) de los Estados Unidos, se calcula que la combustión de

combustibles fósiles y la deforestación han provocado en torno a un 36% de incremento

de la concentración de CO2 en la atmósfera (39).

Una vez emitido, el dióxido de carbono puede permanecer en la atmósfera entre 50 y

200 años, haciendo muy difícil la distinción entre los efectos del CO2 emitido por la

aviación del emitido por otras causas. Otros gases emitidos por aeronaves tienen una

estancia atmosférica mucho menor, y permanecen mayoritariamente en las rutas de

vuelo.

Dada la importancia del dióxido de carbono en los efectos del cambio climático

antropogénico, éste se usa como unidad de referencia para el Índice GWP (Global-

Warming Potential) (40). Este índice sirve para caracterizar el potencial de generar

cambio climático como gas invernadero de un gas. En el caso del CO2 su valor será la

unidad. Para este índice se utiliza un periodo de tiempo al que referirse, siendo lo habitual

100 años. Estos periodos de tiempo se usan debido al decaimiento de los compuestos

en la atmósfera.

1.4.3 Metano.

La quema de combustibles fósiles tiene además del CO2 y el H2O, el CH4 como productos

principales de la reacción. El metano es un gas de efecto invernadero bastante más

potente, pues tiene un índice GPW de 25 a 100 años, y de 62 a 20 años. En la atmósfera,

el metano tiene una vida media de 10-15 años, lo que hace que a la larga no afecte tanto.

Además, el CO2 es mucho más abundante, lo que hace que el metano no contribuya más

que el CO2 al cambio climático.

1.4.4 Emisiones de nitrógeno.

Respecto a las emisiones de nitrógeno, tenemos tres diferentes tipos de interés: N2O,

NOX y NH3. (38)

Óxido Nitroso (N2O): Se forma durante procesos industriales, combustiones o

reacciones provocadas por microorganismos en sustratos que contienen

nitrógeno (fertilizantes). Es un gas de efecto invernadero con un índice GPW a

100 años de 296.

Mono-óxidos de Nitrógeno (NO y NO2): se producen durante la combustión. En

la atmósfera se hablan de ambos en conjunto como NOX, pues las reacciones que


25

se producen en presencia de ozono y luz solar representan un ciclo de conversión

entre los compuestos.

Hay tres mecanismos de producción de estos compuestos por vía de la acción

humana:

o NOX térmico: debido a la oxidación a alta temperatura del N2 presente en el

comburente (el aire usualmente) en el momento de la combustión.

o NOX debido a combustibles: procedentes de la combustión de materiales

con nitrógeno presente. Dependiendo de la composición del combustible

se producirá mayor o menor cantidad de estos óxidos.

o NOX debido a reacciones con radicales: Esta fuente es debida a la reacción

durante la combustión del N2 del aire con distintos radicales derivados de

los combustibles como C, CH y CH2. Esto resulta en la formación de

compuestos como NH, HCN, H2CN y *CN, que pueden oxidarse y dar NOX.

En combustibles de alto contenido en nitrógeno este mecanismo no es tan

fuerte, pero es potente en combustiones de combustibles oxigenados a

bajas temperaturas, como el biodiesel (41).

Estos compuestos provocan (a) formación de ozono (O3); (b) decrementos de las

concentraciones de metano (CH4); y (c) formación de aerosoles nitratos.

Amoníaco (NH3): Estas emisiones contribuyen a la formación de aerosoles en

suspensión en la atmósfera.

Haciendo un balance de las contribuciones directas de estos tres elementos, la

contribución resulta en un enfriamiento global. Sin embargo, estos compuestos provocan

una mayor producción de CO2 cuando están presentes en mayor cantidad en suelos y

una reducción de la absorción de CO2 que pueden realizar los ciclos de la biosfera. La

suma de los balances de contribuciones directas e indirectas se estiman como un

forzamiento radiativo de -0.24 W·m-2 (con una incerteza de +0.2 a -0.5).

1.4.5 Partículas.

Durante la operación de los aviones se emite material particulado, que conocemos como

aerosoles. Son partículas de pequeñas dimensiones, sólidas o líquidas, producidas por

la quema de combustible. Aquellas partículas más pequeñas estarán más tiempo

flotando en la atmósfera.

Las partículas emitidas sirven como núcleos de formación de nubes, como ya se dijo

anteriormente. Además, dado que se emiten durante la combustión, suelen permanecer

en las estelas de condensación generadas hasta que las corrientes atmosféricas

provoquen el mezclado con el aire atmosférico y su dispersión.

Por lo general, se suelen emitir aerosoles de sulfato y hollín. Los sulfatos tienden a

producir un efecto de enfriamiento debido al oscurecimiento global, mientras que los

hollines provocan calentamiento debido a que absorben radiaciones, si bien también

tienen efecto en los procesos de oscurecimiento planetario.


26

Ilustración 1-9: Partículas emitidas en aeropuertos según tamaño. (42 pág. 6)

1.4.6 Otros contaminantes peligrosos

Existen otros contaminantes peligrosos, usualmente denominados HAPs (Hazardous Air

Pollutants), para la salud humana que se emiten en menor medida durante la actividad

aeronáutica. Los principales contaminantes de esta lista son: benceno, tolueno, 1,3-

butadieno, acroleína y el formaldehido (HCHO). En el punto 5.1.6 de este documento se

habla sobre las líneas de investigación que se deberían desarrollar para poder conocer

cómo se comportan las emisiones de estos contaminantes.

Ilustración 1-10: Comparación de la relevancia de HAPs en la actividad aeronáutica por masa (izquierda) y por toxicidad y masa (derecha) (43).


27

1.4.7 Efectos del cambio climático en la aviación: incremento de

turbulencias.

Un estudio reciente (44) muestra una correlación entre el incremento de turbulencias en

los vuelos transatlánticos del hemisferio norte y el cambio climático. Las mayores

concentraciones de CO2 provocan una modificación de la temperatura del aire en la zona,

aumentando la velocidad de las corrientes de la estratosfera en las zonas de latitudes

50-70ºN. Los efectos mostrados tras análisis estadísticos conllevan: mayor cantidad de

períodos de turbulencias y de tiempos de estancia en zonas de turbulencias, un

incremento del tiempo de vuelo en dirección oeste y un decremento en dirección este.

Sin embargo, el balance de vuelos en ambos sentidos muestra una mayor permanencia

de tiempo en vuelo, provocando un mayor consumo de combustibles, y por tanto

mayores emisiones de contaminantes además de mayores costes económicos en vuelos

según se agrava este problema.

Para cuantificar este efecto, el estudio calcula que: sólo en vuelos transatlánticos se

sufrirá un incremento de la emisión de CO2 en 70 millones de kilogramos anuales, y un

incremento en costes para las compañías aéreas de 20 millones de dólares anuales por

cada aeronave que efectúe vuelos transatlánticos diarios.

Ilustración 1-11: Dirección y velocidad media del viento en invierno en la época preindustrial. (44)


28

Ilustración 1-12: Simulación de la dirección y magnitud de la velocidad respecto a los datos preindustriales para unos niveles de CO2 dobles a los preindustriales. (44)

1.4.8 Implicación de la aviación en el cambio climático.

Como se ha dicho anteriormente, las emisiones de los gases de efecto invernadero en

altura provocan una amplificación del efecto de estos gases contaminantes respecto a

una emisión a nivel de la superficie terrestre. Si bien en el caso del CO2 este efecto de

emisión en altura no es muy relevante debida a la rápida propagación que tiene la

emisión a cualquier altura, el resto de emisiones contaminantes no sufren la misma

suerte: una emisión en altura aumenta los efectos como gases invernaderos del NOX y

del vapor de agua. Además, la emisión de partículas y creación de estelas de

condensación agravan el problema de la emisión en altura, contribuyendo a la vez a los

efectos de calentamiento y oscurecimiento global.

El IPCC estima que las emisiones de la aviación de CO2 deben multiplicarse por 1,9 para

reflejar el efecto de estas emisiones en altura a la hora de calcular el impacto global en

el cambio climático. Adicionalmente, el resto de contaminantes emitidos hacen que el

multiplicador final oscile entre 2 y 4.

1.5 Medición del cambio climático.

El cambio climático sabemos ya que existe, pero es necesario cuantificarlo para saber


29

cuán avanzado se encuentra el proceso. Para ello, necesitamos formas de establecer

parámetros que midan el impacto que los distintos contaminantes provocan sobre el

clima de la tierra, así como implantar una forma de cuantificar el cambio climático

respecto a un sistema de referencia apropiado.

Para cuantificar el impacto de una especie única utilizaremos el índice GPW. Por otra

parte, para cuantificar el cambio climático en función a una referencia se pueden usar

varios parámetros distintos, pero el más extendido es el denominado forzamiento

radiativo. Este se presenta en tablas en las que es posible discernir y separar los efectos

directos de cada una de las especies respecto al forzamiento radiativo global existente.

Sin embargo, este método tiene una carencia, y es que es incapaz de cuantificar los

efectos indirectos de las especies en los forzamientos radiativos de otras especies. Estos

sólo los podremos conocer de forma cualitativa conociendo la química y los ciclos

atmosféricos de cada uno de los compuestos químicos.

Además, todos los parámetros presentados tienen una segunda carencia: no son

capaces de discernir los efectos de las emisiones de cada una de las especies según la

altura a la que se produzcan estas emisiones.

1.5.1 Índice GPW.

Como ya se ha dicho anteriormente, este índice nos dice la capacidad de provocar efecto

invernadero que tiene un compuesto en relación con el CO2. Se calcula en base a

periodos de tiempo, habitualmente 20, 50, 100 o 500 años, suponiendo que la

concentración presente de CO2 será constante en el periodo de tiempo. Este cálculo se

debe a que las especies tienen diferentes vidas medias, y por ello, diferentes efectos al

hacer un balance en un periodo de tiempo. Por ello, el valor máximo del índice GPW

para una especie se dará para aquel periodo de tiempo que represente su vida media.

Nótese que si el cálculo se hiciera introduciendo también el efecto de la vida media del

CO2, la posición del máximo variaría ligeramente.

Nombre común Fórmula

química

Vida

media

(años)

GWP

20

GWP

100

GTP

20

GTP

50

GTP

100

Dióxido de

carbono CO2 - 1 1 1 1 1

Metano CH3 12.4 84 28 67 14 4

Óxido nitroso N2O 121 264 265 277 282 234

Tabla 1-1: Valores de los índices GWP y GTP para los principales compuestos según los últimos estudios. (3 pág. 731)


30

1.5.2 Índice GTP.

Recientemente ha comenzado a utilizarse un segundo índice capaz de medir el efecto de

los contaminantes en el cambio climático global. Este índice es el denominado GTP (Global

Temperature change Potencial), y mide la relación de cambio de temperatura media en la

superficie planetaria que produce determinado compuesto en un número de años

(habitualmente también 20, 50, 100 o 500) tomando como referencia los efectos del CO2. (3

pág. 663) Al usar como referencia el CO2, los valores del índice GTP para este compuesto

también serán de la unidad.

Este segundo índice aún cuenta con bastantes incertidumbres comparado con el índice

GWP, y la literatura lo ha comenzado a usar como referencia adicional.

1.5.3 Forzamiento radiativo.

Ilustración 1-13: Forzamiento radiativo del clima entre 1750 y 2011. (3 pág. 697)

Para poder cuantificar el efecto que tiene cada uno de los componentes de las emisiones,

podemos utilizar una medida del parámetro denominado forzamiento radiativo (Radiative

Forcing). En clima, un forzamiento radiativo es un cambio en la radiación que entra o

sale de un sistema. Esto puede deberse a cambios de la radiación solar incidente, o a

cambios en la composición de gases activos radiativos en el sistema. La definición

exacta según el IPCC es el: “Cambio en la irradiación neta vertical (expresada en W·m -

²) en la tropopausa debido a un cambio interno o un cambio en el forzamiento externo

del sistema climático (por ejemplo, un cambio en la concentración de dióxido de carbono

o la potencia del Sol). Normalmente el forzamiento radiativo se calcula después de

permitir que las temperaturas estratosféricas se reajusten al equilibrio radiativo, pero


31

manteniendo fijas todas las propiedades troposféricas en sus valores sin perturbaciones”

(45).

Ilustración 1-14: Forzamiento radiativo según emisiones producidas en la actividad aeronáutica -valores de 1992-. (46 pág. 37)

1.5.4 Otros parámetros útiles.

Además de los dos parámetros mostrados anteriormente, para cuantificar el estado

global del cambio climático se pueden usar una serie de medidas indirectas

representativas como son:

Cambio de nivel del mar

Reducción de tamaño de casquetes polares

Temperaturas medias históricas

Precipitaciones medias históricas

1.6 Calidad local del aire.

La atmósfera es un sistema gaseoso complejo que soporta la vida terrestre. Como tal,

variaciones de la composición del aire en la atmósfera pueden provocar problemas de

salud, además de los efectos a nivel global que se han expuestos anteriormente. Es por

ello que las administraciones intentan regular la calidad del aire, para asegurar que no


32

se producen emisiones de gases contaminantes en unas cantidades capaces de afectar

a la salud pública.

En España, la normativa vigente sobre la calidad de aire procede mayoritariamente de

la normativa de la Unión Europea, y establece unos niveles de contaminantes en la

atmósfera que no deben superarse. Esta normativa tiene como predecesora a la Ley

38/1972, de 22 de diciembre, de Protección del Ambiente Atmosférico; y a la Directiva

Comunitaria 96/62/CE, Directiva Marco de Calidad del Aire. Actualmente, la normativa

procede de la adopción de las directivas comunitarias correspondientes, que se detallan

a continuación (47).

1.6.1 Europa.

Directiva 2008/50/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 21 de mayo de

2008, relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia en

Europa. Transpuesta en España mediante el RD 102/2011 de 28 de enero,

relativo a la mejora de la calidad del aire.

Directiva 2004/107/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 15 de

diciembre de 2004, relativa al arsénico, el cadmio, el mercurio, el níquel y los

hidrocarburos aromáticos policíclicos en el aire ambiente.

Directiva 2015/1480/CE, de la Comisión, de 28 de agosto de 2015, por la que se

modifican varios anexos de las Directivas 2004/107/CE y 2008/50/CE del

Parlamento Europeo y del Consejo en los que se establecen las normas relativas

a los métodos de referencia, la validación de datos y la ubicación de los puntos

de muestreo para la evaluación de la calidad del aire ambiente.

Decisión 2011/850/UE, de 12 de diciembre de 2011, relativa al intercambio

recíproco de información y la notificación sobre la calidad del aire ambiente a la

Comisión europea, establece que los Estados miembros facilitarán la información

sobre el sistema de evaluación que debe aplicarse en el año civil siguiente

respecto a cada contaminante en zonas y aglomeraciones.

1.6.2 España.

Ley 34/2007, de 15 de noviembre, de calidad del aire y protección de la atmósfera.

Esta ley “habilita al gobierno a definir y establecer los objetivos de calidad del aire

y los requisitos mínimos de los sistemas de evaluación de la calidad del aire, y

sirve de marco regulador para la elaboración de los planes nacionales,

autonómicos y locales para la mejora de la calidad del aire” (47).

Real Decreto 102/2011, de 28 de enero, relativo a la mejora de la calidad del aire.

Como se dijo anteriormente, transpone la Directiva Comunitaria 2008/50/CE. Fue

modificado por el Real Decreto 678/2014, para actualizar las formas de medición

de algunos parámetros


33

1.6.3 Parámetros a considerar.

Para realizar las mediciones se suelen tomar parámetros de concentración en (μg·m -3),

ppm (partes por millón) o ppb (partes por billón -según la definición anglosajona, referido

a mil millones-).

La normativa después establece según el país unos límites referidos a índices de calidad

de aire, que pueden calcularse según concentración real, como en Reino Unido y

Europa, mostrándose después en un índice numérico (de 0 a 100+ en la escala europea,

siendo a partir de 100 cuando no se cumplirían los límites de la normativa); o según una

fórmula lineal basada en unos criterios máximos como en EEUU, que después se

transpone en un índice de 0 a 500, siendo a partir de 100 también cuando es peligroso

para la salud (48).

Las especies que se tienen en cuenta en estos índices son fundamentalmente: O3, CO,

SO2, NO2 y la cantidad de partículas en el aire (PM) de diámetro menor a 2.5μm (PM-2.5)

y de diámetro menor a 10μm (PM-10).

1.6.4 Niveles adecuados. Efectos en la salud.

A continuación se exponen las concentraciones máximas recomendadas por la OMS

(49), así como los límites establecidos por la Unión Europea (50) de los gases y

partículas habitualmente analizadas y los problemas que pueden causar altas

exposiciones a estos gases y partículas.

Monóxido de Carbono (CO).

Es un gas altamente tóxico por su afinidad con la hemoglobina. Inhalado, sustituye al

oxígeno en la hemoglobina, produciendo en altas concentraciones asfixia celular, y

requiriendo de la inhalación de oxígeno puro a alta presión para contrarrestar sus

efectos.

La exposición de gas a la que se recomienda como seguro es de 55mg·m -3 (50 ppm). A

partir de 100ppm (0.01% de concentración en el aire) las exposiciones prolongadas

pueden ser peligrosas.

Ozono (O3).

La exposición al ozono provoca irritación en el sistema respiratorio, así como

exposiciones prolongadas provocan asma, bronquitis crónicas y problemas

cardiopulmonares.

Actualmente está regulado en la Unión Europea con unos límites de concentración de

120μg·m-3 medido en periodos de 8 horas, pero las directrices de la OMS recomiendan

que este límite sea de 100μg·m-3.


34

Dióxido de Nitrógeno (NO2).

El NO2 es un gas tóxico, irritante y cuyas exposiciones a altos niveles provocan daños

en las células pulmonares. Además, es un precursor en la formación de nitratos, que

después forman ácidos y partículas PM-2.5. También es uno de los gases responsables

de la lluvia ácida, por la formación de ácido nítrico al disolverse en agua. Existen estudios

que vinculan al NO2 con una mayor respuesta alérgica a los pólenes inhalados.

La Unión Europea establece un límite medido a una hora de 200μg·m -3, en concordancia

con las directrices de la OMS.

Dióxido de Azufre (SO2).

Es un gas irritante y tóxico, principal causante de la lluvia ácida. Provoca efectos

similares al NO2: irritaciones y bronquitis, y está vinculado también a nacimientos

prematuros.

Actualmente se toma como valor máximo de exposición según las directrices de la OMS

de 7.5ppm en 24 horas, que equivale a 20μg·m-3 y a 5 minutos de 500μg·m-3. Se considera

como valor letal una exposición a 100ppm (262mg·m-3).

Partículas (PM-2.5 y PM-10).

La exposición crónica a las partículas menores de 10μm provoca riesgos elevados de

desarrollo de cardiopatías, neumopatías y cáncer de pulmón. La contaminación con

partículas conlleva riesgos sanitarios incluso en muy bajas concentraciones,

observándose daños a la salud a cualquier umbral.

La OMS fija unos valores recomendados de 25μg·m-3 de media en 24 horas para PM-2.5

y de 50μg·m-3 a 24 horas de PM-10, ambos valores adoptados por la Unión Europea.

Además, debida a la alta afectación de las partículas en la salud, recomienda el objetivo

de la reducción de concentraciones de partículas como un objetivo necesario.

1.6.5 Implicación de la aviación en los niveles locales de calidad.

Según un estudio de la Agencia Europea de Medioambiente (51), el impacto de la

aviación en los niveles locales de calidad de aire es el siguiente:


35

Especie Fracción total Fracción en transportes

NO2 4.5% 8.0%

CO2 0.7% 0.5%

SO2 0.5% 2.5%

PM-2.5 0.6% 2.0%

Tabla 1-2: Fracción de contaminantes producido por la aviación

Si bien la contribución a la contaminación de la calidad local del aire es muy reducida, la

OACI tiene en vigor una serie de certificaciones necesarias en materia de emisiones,

para garantizar que las emisiones sean reducidas, y no se resienta la calidad del aire en

zonas próximas a aeropuertos. En el capítulo 3 se discutirán mejoras y líneas de

investigación propuestas para reducir esta contaminación. Igualmente, hay que seguir

teniendo en cuenta que el mayor problema de contaminación en las zonas urbanas

seguirá siendo el tráfico rodado y las emisiones industriales.


36

Ruido de aeronaves

37

2 RUIDO DE AERONAVES

demás de las emisiones de gases contaminantes y partículas existentes durante la

operación aeronáutica, también se producen emisiones de ruido durante todas las

fases del vuelo. Estos niveles de ruido tienen consecuencias a la salud de los

animales y las personas que se encuentren cerca de los lugares con actividad

aeronáutica, ya sean zonas de paso, o el entorno aeroportuario.

De entre las actividades aeroportuarias, las principales fuentes de emisión de ruido

son las operaciones de despegue y de aterrizaje.

En este capítulo vamos a hablar de la normativa de aplicación, las distintas fuentes de ruido

existentes, así como de las consecuencias y los niveles de ruido aceptables al desempeñar

una actividad de este tipo.

2.1 Normativa.

2.1.1 Internacional.

La Organización de Aviación Civil Internacional ha regulado desde 1968 mediante

diversas normativas la problemática del ruido emitido por las aeronaves. En 1971 se

adoptaron medidas para estas regulaciones dentro de la normativa para la certificación

de aeronaves en el Anexo 16, siendo esta la primera vez que se convirtieron en un

requerimiento oficial.

En 1981 se establecieron las tasas aeroportuarias sobre ruido, que provocaron un

doble efecto: los fabricantes comenzaron a disminuir las emisiones de ruido en

aeronaves de nueva manufactura y los aeropuertos pudieron invertir estas tasas en

mejorar las medidas anti-ruido en sus instalaciones.

En el año 2001, la OACI acuñó el concepto del “enfoque equilibrado” en gestión de

ruido de aeronaves, bajo el cual, se debían prestar atención a cuatro elementos:

reducción de fuentes de ruido; planificación y gestión de uso del suelo; procedimientos

operacionales de la disminución del ruido; y restricciones operativas.

La resolución A37/18 de 2010 de la OACI instó a los diferentes estados miembros a

tomar las siguientes medidas para la reducción de ruidos:

Adopción del enfoque equilibrado de gestión de ruido

Instaurar un proceso transparente para la evaluación y desarrollo de medidas de

mitigación de ruido.

A


38

Emplazar nuevos aeropuertos en lugares lejos de zonas sensibles al ruido.

Adopción de medidas apropiadas de planificación de uso de terrenos desde la

etapa inicial de planificación y desarrollo de instalaciones aeronáuticas.

Definir alrededor de los aeropuertos zonas que correspondan a diversos

niveles de ruido, estableciendo criterios para el uso apropiado de esas zonas

según las recomendaciones OACI.

Dar soporte legal a estos criterios de uso de terreno.

Asegurar la existencia de información suficiente sobre las operaciones

aeronáuticas y sus efectos en el medioambiente.

Más recientemente, en 2013, la OACI y el Comité de Protección Medioambiental de la

Aviación (CAEP) han llegado a un acuerdo sobre el ruído en la aviación comercial. Este

acuerdo entrará en vigor el 31 de diciembre de 2017, y consiste en una reducción de 7

EPNdB (decibelios de nivel efectivo de ruido percibido) del límite máximo en vigor en la

norma OACI hasta ese momento.

2.1.2 España.

En España es de aplicación la normativa establecida por la Unión Europea al respecto

del ruido y las distintas leyes y reales decretos promulgados en España sin equivalencia

directa en la Unión Europea. En particular, son de aplicación directa:

Restricciones operativas relacionadas con el ruido en aeropuertos recogidas en

la Directiva Comunitaria 2002/30/CE y transpuesta por el Real Decreto 1257/2003.

Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido. Modificada por los Reales Decretos

1513/2005 y 1367/2007, por los que se establecen valores límites de ruido según

hora del día y zona.

Ley 5/2010, de 17 de marzo, por la que se modifica la Ley 48/1960, de 21 de julio,

de Navegación Aérea.

2.2 Emisiones y fuentes de ruido.

En la gran mayoría de los aviones comerciales, las fuentes de ruido principales son los

motores, seguido de la corriente de aire en torno a la aeronave.

Cuando los aviones son propulsados por hélices, las hélices siempre harán que el nivel

de ruido sea superior. Esto también es aplicable a los motores turbohélice. La emisión

es debida a la rotación de la pala, los remolinos producidos por la inestabilidad de flujo

tras la pala y, en menor medida, a las vibraciones y la flexión de las palas.

En el caso de los turborreactores, la causa principal de ruido es la mezcla turbulenta

producida en el exterior de la tobera, al mezclarse los gases de la combustión a elevada

velocidad con el aire en el exterior del motor. Este tipo de ruido presenta direccionalidad,

potencia sonora y un espectro de frecuencias amplio. La potencia sonora emitida es

Ruido de aeronaves

39

proporcional a la sexta u octava potencia de la velocidad en el caso subsónico. y superior

en el caso supersónico.

Después de los motores, la segunda causa de ruido es el ruido aerodinámico o del

fuselaje, que es el ruido de la aeronave si los motores estuvieran inoperativos. Está

provocado por el flujo de aire alrededor del fuselaje. Los principales orígenes de ruido

son las discontinuidades del fuselaje, bordes de salida de alas, flaps/slats y el tren de

aterrizaje. Este ruido es el principal cuando los motores están funcionando al ralentí.

2.3 Medición de niveles de ruido.

Para medir los niveles de ruido que se emiten en las actividades económicas se dispone

de dos tipos de dispositivos: los sonómetros, usados para obtener medias en un corto

periodo de tiempo, y los dosímetros acústicos, útiles para obtener el valor de exposición

al ruido a lo largo de un día.

2.3.1 Sonómetro.

Este instrumento de medida sirve para calcular los niveles de presión acústica existentes

en el ambiente, medido en decibelios de presión acústica (dB SPL). Suelen tener unos

rangos de medida determinados por la sensibilidad del micrófono y la capacidad de

procesamiento del sonómetro.

Los sonómetros se utilizan para calcular tres tipos de medidas: medias, valores de pico

y valores de impulso (52). El valor de pico y los valores de impulso sirven para estimar

las posibilidades de sufrir daños auditivos por consecuencia de impactos sonoros,

mientras que los valores medios son los usados para causas de certificación y medidas

de contaminación acústica.

Ilustración 2-1: Medida de niveles de ruido mediante sonómetro.


40

2.3.2 Dosímetro acústico.

Si bien el sonómetro mide valores medios en cortos periodos, por motivos de salud es

necesario saber el valor medio de presión acústica al que un trabajador se encuentra

expuesto a lo largo de un día de trabajo (8h). Este instrumento mide de forma contínua

y calcula la media de exposición.

2.4 Niveles de ruido aceptables y medidas de protección.

Como medidas de prevención de riesgos laborales, en la Unión Europea se obliga a que

aquellos trabajadores expuestos a ruidos de 85 dB o más de media en periodos de 8

horas deban tener protecciones auditivas. Además, por cada incremento de 3dB en esta

media, el tiempo permitido para este cálculo se reducirá a la mitad. Igualmente, todos los

lugares laborales con niveles de ruido que excedan los 80 dB deberán proporcionar

protecciones auditivas.

2.5 Consecuencias de la exposición al ruido.

La exposición a altos niveles de ruido de forma constante conlleva una serie de

problemas de salud a las personas que se encuentran expuestas a estos. Además,

desde el punto de vista medioambiental, también se pueden ver afectados los

ecosistemas por estos niveles de ruido. En este apartado vamos a analizar las diversas

consecuencias existentes.

2.5.1 Consecuencias de altos niveles de ruido para el ser humano.

El ser humano no es capaz de soportar niveles elevados de ruido de forma constante sin

efectuar una adaptación a ellos, que se traduce en pérdidas auditivas. El oído humano

puede aguantar periodos cortos de exposición a ruidos de incluso más de 120 dB sin

perder capacidad auditiva, pero exposiciones prolongadas a ruidos de 80 dB o más

producirán pérdidas permanentes.

Además, se ha asociado el ruido a otra serie de problemas de salud: la OMS obtuvo

correlaciones entre exposiciones prolongadas a ruidos superiores a 67-70 dB y

desarrollo de hipertensión. Niveles nocturnos de ruido superiores a 50 dB aumentan el

riesgo de infartos de miocardio.

Otros efectos del ruido son: niveles elevados de adrenalina, irritabilidad, cuadros de

estrés, dolores de cabeza, fatiga, úlceras de estómago y vértigo.

2.5.2 Consecuencias de altos niveles de ruido en el ecosistema.

El ruido también tiene un efecto muy perjudicial en los animales, ya que gran parte del

equilibrio predador-presa está basado en la capacidad de detección mediante el oído,

además de interferir en las capacidades de uso de sonido en comunicación, reproducción

Ruido de aeronaves

41

y navegación. Altas exposiciones a ruido llevan a pérdidas auditivas.

Zonas con altos niveles de ruido conllevan una reducción de hábitat útil para los animales

salvajes, lo que además puede llevar a la extinción a especies que estén en peligro.

Además, hace que tengan que comunicarse con un volumen mayor.


42

Estudio de las medidas para la reducción de emisiones contaminantes

43

3 ESTUDIO DE LAS MEDIDAS PARA LA

REDUCCIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES

n este capítulo analizaremos el estado del arte en combustibles y motores, y

analizaremos las medidas de aplicación actual para la reducción de emisiones

contaminantes.

3.1 Combustibles.

Los combustibles en aviación son habitualmente de mayor calidad que los utilizados en

aplicaciones menos críticas como el transporte por carretera o calefacciones. Además,

contienen aditivos para reducir el riesgo de congelamiento o explosión del combustible.

3.1.1 Tipos.

Basados en gasolina: Avgas.

Estos combustibles son usados en motores de combustión interna iniciados por chispa,

usualmente para motor alternativo o para motor Wankel. Son combustibles altamente

refinados con características anti-picado y orientados a evitar el fallo de las bujías. Al

conjunto de estos combustibles se les denomina Avgas (Aviation Gasoline). El de uso

más extendido es el 100LL (53), un combustible que se tiñe de color azul y bajo en

contenido de plomo. La combustión de un litro de 100LL genera 2.199kg de CO2.

Basados en queroseno: Jet A-1 o Jet B.

Son combustibles orientados a motores jet, con unas especificaciones estandarizadas.

Estos combustibles son similares a combustibles diesel, y pueden usarse en motores

turbina y motores diesel (de ignición por compresión) (54).

El Jet A-1 es un combustible basado en queroseno sin plomo basado en las

especificaciones NATO F-35, ASTM D 1655 y UK DEF STAN 91-91, y es similar al

estándar militar JP-8.

Por otro lado, el Jet B es una mezcla de nafta y queroseno, similar al JP-4 militar, y que

cumple las especificaciones ASTM D 6615, y está fundamentalmente destinado a climas

muy fríos.

E


44

Otros combustibles usados son el Jet A y el TS-1. El Jet A sólo suele usarse

habitualmente en Estados Unidos, con características similares al Jet A-1 pero con

mayor punto de congelación (-40ºC frente a los -47ºC del Jet A-1) (55). Se suministra en

contra del estándar ASTM D 1655. En el caso del TS-1, se usa en Rusia y la Comunidad

de Estados Independientes. Es un fuel basado en queroseno, un poco más volátil y con

un punto de congelación más bajo al del Jet A-1: -50ºC. Se suministra en contra del

estándar GOST 10227.

Como cifras significativas para estos tipos de combustible, la combustión de 1 litro de

queroseno genera 2.580kg de CO2.

Basados en gas natural: CNG o LNG.

El gas natural comprimido (CNG) o el gas natural licuado (LNG) son combustibles que

algunos motores pueden utilizar. La gran ventaja de estos combustibles es el bajo precio

y las menores emisiones de gases de efecto invernadero. Hay algunos turbofans y otras

aeronaves que pueden operar e incluso están siendo optimizadas para estos

combustibles.

Biocombustibles.

Los biocombustibles son producidos a través de procesos biológicos en lugar de usar

combustibles producidos por procesos geológicos (todos los derivados del petróleo). Los

estándares de utilización de combustibles en aviación comercial fueron modificados en

2011 para permitir el uso de mezclas de combustibles con hasta un 50% de

biocombustibles. Esto ha sido recogido en el estándar ASTM D 7566.

En aviación, cualquier desarrollo de nuevos combustibles tiene una serie de requisitos

que hay que cumplir: que desempeñen correctamente su función bajo unos criterios

establecidos, que no requiera cambios en aviones y motores, que tampoco requiera

cambios en los protocolos de manejo y distribución y que puedan ser mezclados con

otros combustibles fósiles.

En la actualidad, los biocombustibles aprobados para el uso en aviación son de dos tipos:

Bio-SPK y FT-SPK. Los combustibles Bio-SPK (Biological derived synthetic paraffinic

Kerosene) se producen a partir de aceites extraídos de plantas, algas, grasas animales,

aceites de desecho, aceite de babasu y camelina mediante hidrotratamiento. Esto da

lugar a hidrocarburos con una composición química idéntica al queroseno de origen fósil.

En el caso de los combustibles FT-SPK (Fischer-Tropsch synthetic paraffinic Kerosene)

se producen procesando biomasa mediante pirólisis.

La IATA pretende para 2020 lograr que el 15% de los combustibles empleados en la

aviación comercial procedan de biocombustibles.


45

3.1.2 Líneas de investigación.

Biocombustibles.

Actualmente se están desarrollando y probando diferentes tipos de biocombustibles.

Las actuales líneas de investigación se fundamentan en:

El desarrollo de nuevos procesos de producción de biocombustibles de primera

generación a escala a través de la desoxigenación y el procesado de alcoholes.

La sintetización de combustibles a través de una cianobacteria capaz de producir

isobutanol e isobutilaldehido a partir de CO2. Esta línea de investigación está

siendo desarrollada por la Universidad de California.

Desarrollo de biocombustibles de tercera generación a partir de microalgas

debido a su alta eficiencia en la fijación de CO2 y su productividad en producción

y crecimiento en zonas poco fértiles.

Ilustración 3-1: Ciclo de vida de emisiones de gases invernadero en los principales combustibles y biocombustibles alternativos. (56)

Pilas de combustible.

La pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía química de un

combustible en electricidad a partir de una reacción química de iones de hidrógeno con

oxígeno u otros agentes oxidantes. Están diseñadas a diferencia de las baterías

normales para poder ser reabastecidas contínuamente con combustibles y oxidantes.

Los beneficios del uso de estas fuentes de energía son claros, ya que una reacción de


46

hidrógeno y oxígeno solo produce emisiones de vapor de agua, que si bien hemos dicho

que es un gas de efecto invernadero, su efecto mayor no es como causante del cambio

climático, sino como indicador del mismo.

En este sentido, el fabricante de aeronaves AIRBUS está investigando y promoviendo el

uso de pilas de combustibles para la producción de la energía auxiliar en lugar de utilizar

la APU, con el consecuente ahorro de combustibles fósiles, y las reducciones de ruido y

emisiones en el entorno aeroportuario (57). En la actualidad están probando un prototipo

con una potencia máxima de 100 kW.

3.2 Motores.

3.2.1 Tipos y características de emisiones.

Motores alternativos.

Los motores alternativos o de pistones en la aeronáutica aparecieron al comienzo de la

aviación. El primer modelo con motor de los Hermanos Wright, “Wright Flyer” usaba un

motor alternativo de pistones en línea. Actualmente, este tipo de motores se ha relegado

a vehículos de aviación general, pues no son útiles este tipo de motores para cualquier

aeronave que requiera más de 300 kW para su funcionamiento.

Motores a reacción.

Esta familia de motores se basa en la descarga de un chorro de fluido a gran velocidad,

que genere un empuje de acuerdo a las leyes de Newton. Existen varios tipos de motores

dentro de esta familia. El originario es el turborreactor, con un uso más restringido a la

aviación militar. Posteriormente aparecieron los turbohélice, turboeje y turbofan, cada

uno con sus propiedades más adecuadas para un tipo de funcionamiento.

Comenzaron a fabricarse turborreactores en la Segunda Guerra Mundial, siendo

diseñados para aviones de combate. Suponían una mejora muy sustancial de velocidad

frente a los motores alternativos, pero su óptimo de vuelo estaba por una velocidad

superior a Mach 2, produciendo problemas de eficiencia y ruido por debajo de estas

velocidades, por lo que empezaron a ser reemplazados por turbofans y turbohélices.

Los turbofans son los motores más comunes dentro de la aviación civil comercial, ya

que ofrecen los beneficios de alta potencia y bajo mantenimiento de las turbinas de gas,

sin tener la necesidad de volar a las altas velocidades que necesitan los turborreactores.

Estos motores son muy eficientes a las velocidades normales de operación de los

aviones de pasajeros: entre 800 y 855 km/h. Los helicópteros también se benefician de

una variación de estos motores de turbina denominados turboejes. Una evolución del

turbofan es el turbohélice, que tiene una hélice que se encarga de producir empuje

adicional usando la potencia generada en la turbina de gas. Este tipo de motores es

habitual en aviones pequeños comerciales, ya que su óptimo de eficiencia está entre 320

y 640 km/h.


47

Motores cohete.

En aviación se ha usado este tipo de motores de forma residual, principalmente para

investigación, ya que, si bien ofrece mucho empuje, la autonomía es demasiado escasa.

Están fundamentalmente relegados a aplicaciones espaciales o de misiles.

3.2.2 Líneas de investigación.

Motores de hidrógeno.

Ilustración 3-2: Turbina de hidrógeno

El hidrógeno es un elemento superabundante cuya base de obtención es simplemente

agua. Posee una relación energía/peso mucho mayor que la de cualquier otro

combustible, y sólamente libera agua en su combustión, como sucedía en la reacción de

las pilas de combustible. Se estima que podría ser un combustible de fácil obtención y

mucha utilidad para países de cualquier nivel de desarrollo económico, siendo muy

interesante las líneas de investigación en esta materia. Dado que el hidrógeno sólo libera

agua en su combustión, sería una de las energías más limpias que podríamos obtener.

Actualmente la tecnología de obtención del hidrógeno molecular para ser usado como

combustible no es eficiente, y resulta más caro obtener este que un combustible derivado

del petróleo. Se obtiene por electrólisis de agua. Además presenta un segundo problema:

la tecnología de almacenamiento aún no está suficientemente desarrollada.


48

La Comisión Europea financió los proyectos LAPCAT (Long-Term Advanced Propulsion

Concept and Technologies) I y II, finalizados en 2012, con los que establecieron una hoja

de ruta para el desarrollo del avión hipersónico del futuro (58). En la misma línea, la JAXA

(Japan Aerospace Exploration Agency) tiene en marcha el proyecto HYTEX, también

impulsado por un motor turborreactor hipersónico alimentado por hidrógeno. En 2014 se

realizaron pruebas exitosas de un prototipo de este motor (59).

Aviones Eléctricos.

Una evolución investigada desde hace mucho tiempo es la desaparición de los motores

de combustión para ser sustituidos por motores eléctricos. Durante muchos años, el

problema ha sido el almacenamiento en baterías de la suficiente energía eléctrica, así

como el poco desarrollo de la tecnología de placas solares. Sin embargo, estos

problemas se han visto reducidos gracias a los avances recientes.

Ilustración 3-3: Solar Impulse II

Un modelo experimental de avión impulsado por energía solar: Solar Impulse II, se

encuentra actualmente haciendo una circunnavegación de la tierra. Este modelo de

pruebas sólo tiene capacidad para un tripulante, pero es una demostración de una de las

tecnologías más deseadas para la aviación: el avión autónomo. El Solar Impulse II

aterrizó en Sevilla tras cruzar el Océano Atlántico desde New York en 71 horas el pasado

20 de junio.

Otras tecnologías en estudio para complementar el uso de placas solares es la energía

eólica, usando turbinas que generan energía eléctrica; o el uso de microondas para

recargar las baterías de pequeños aviones no tripulados.


49

El mayor problema para este tipo de propulsión sigue siendo el tamaño de las baterías y

la cantidad de input necesario para motores grandes. Las baterías capaces de

suministrar la energía suficiente para propulsar aviones son aún demasiado grandes y

pesadas. En el caso de los motores, Siemens presentó en 2015 un motor destinado a

pequeñas aeronaves de 4 a 6 plazas capaz de proporcional 230 kW pesando sólo 50kg.

Esto representa un incremento de la potencia de 5 veces respecto a motores más

recientes. Samsung cree que la utilización de motores para aviones de aerolíneas

regionales puede ser una realidad a medio plazo (60).

Tabla 3-1: Estado del arte de los componentes para sistemas eléctricos y metas de investigación actual. (56)


50

3.3 Medidas para la reducción de emisiones contaminantes.

3.3.1 Aproximación con Descenso Contínuo.

La aproximación con descenso continuo (CDA - Continuous Descent Approach) es un

procedimiento consiste en la realización de la aproximación al aeropuerto en un régimen

de vuelo cercano al ralentí, aprovechando el planeo. Para ello, se ha de adoptar un perfil

óptimo de vuelo que permita realizar este descenso, sin modificarse el estado de la

aeronave durante la aproximación.

Ilustración 3-4: Trayectoria de la aproximación con descenso continuo

Dado que, a diferencia de los métodos de aproximación convencionales, la aeronave no

adopta un perfil de descenso por segmentos horizontales y pierde capacidad de

maniobra, este sistema es difícil de implementar por parte del control de tráfico aéreo.

La opción más viable en estos casos es aumentar las distancias de separación entre

aeronaves, pero esto conlleva una reducción de la capacidad de operación de los

aeropuertos.

Este sistema comenzó a aplicarse en España en 2009. Como norma, es necesario que

cuando el avión se encuentre a 180 km de la pista deberá poner los motores al ralentí, y

continuar con el descenso hasta que se encuentre a 11 km de distancia del destino. A

partir de este momento, deberá volver a meter potencia a la aeronave para poder

controlar la maniobra de aterrizaje.

A la hora de realizar esta maniobra, hay que tener datos precisos sobre el viento, pues

afectará en gran medida a la distancia de frenado del avión, aumentándola o

disminuyéndola según la dirección en la que sople el viento. En caso de no tener estos

datos, será necesario realizar un descenso por segmentos para asegurar la seguridad

del vuelo.

Los beneficios de este método de descenso son claros y simples de cuantificar:

ahorramos combustible, reducimos las emisiones y además ahorramos tiempo de

vuelo al realizarse la aproximación con una velocidad media superior a la utilizada en


51

procedimientos normales de aterrizaje.

Por ofrecer datos cuantificables, estudios de AENA indican que el uso del CDA reduce

entre 4 y 6 dB el ruido en poblaciones situadas a 18 kilómetros de los aeropuertos, al

pasar los aviones a más altura y al ralentí.

Otro estudio del aeropuerto de Newark arrojó un ahorro de media de 57 kilogramos de

combustible por cada aterrizaje realizado con este procedimiento. Utilizando los valores

de densidad del combustible Jet A-1 a 15ºC, y las estimaciones de emisiones de CO2 por

litro de la Energy Information Association, se estima que se ahorrarán las emisiones a la

atmósfera de unos 175 kilogramos de CO2 por vuelo usando este método de descenso.

Además, evidentemente existen unos beneficios de tipo económico para las aerolíneas,

al necesitar menos combustible por trayecto.

Por último, un estudio del aeropuerto de Louisville arrojó un ahorro de media de 2,42

minutos en tiempo de vuelo al utilizar el CDA.

3.3.2 Reducción de la velocidad.

La reducción de velocidad es un método muy simple de ahorro de combustible. Se

fundamenta en la mayor eficiencia de los motores a una menor velocidad de operación.

Esto depende de las curvas de consumo de cada motor, pero puede resultar en

reducciones en torno a un 5% de consumo de combustible con una reducción de

velocidad de en torno a un 1%.

Ilustración 3-5: Consumo de combustible de un A330-343 a un FL 1500 en función de la velocidad CAS. (61)

Evidentemente, este método es muy deseado, y habitualmente puesto en práctica por


52

las aerolíneas, pues no solo repercute en reducción de emisiones, sino también

repercute de forma notable en los gastos de operación de vuelo.

3.3.3 Biocombustibles.

Los biocombustibles se presentan como una fuente de energía renovable y

sostenible. Se estima que pueden obtenerse reducciones de emisiones

contaminantes de hasta un 85% en el mejor de los casos contabilizando todo el ciclo

de vida de la producción.

Sin embargo, la producción y el uso de biocombustibles también puede traer

consigo distintos problemas medioambientales y sociales. El incremento del uso de

biocombustibles en Brasil está creando problemas de emisiones de otros tipos de

compuestos a la atmósfera como formaldehidos y acetaldehidos. Además, la producción

masiva de estos combustibles provoca problemas como deforestación y erosión de

suelos, reducción de la producción de alimentos y subida de los precios de alimentos

básicos debido a su uso en la producción de estos biocombustibles, pérdidas de

ecosistemas y biodiversidad, impacto en los recursos hídricos y incrementos de gastos

económicos en adaptación de motores. Se estima que para producir un kilogramo de

combustible, es necesario el uso de 20 kilogramos de agua dulce.

No todos los biocombustibles son igual de eficientes o útiles para reducir las

emisiones. También es necesario tener en cuenta a partir de qué materias van a ser

fabricados los biocombustibles: si se producen a través de resíduos, se estará realizando

una contribución al reciclaje, aunque no todos los resíduos hacen su papel más eficiente

siendo usados para la producción de biocombustibles. Lo mismo en el caso de uso de

cultivos: no es lo mismo el efecto producido en el medioambiente al usar zonas

tradicionalmente agrarias, que utilizar una zona forestal para realizar cultivos.

Otros beneficios tangibles del uso de biocombustibles son: la diversificación de

fuentes de energía, permitiendo así un mayor acceso y una menor variabilidad de los

costes por el uso de combustible; y la creación de trabajo en lugares sin industria

petrolífera con la consiguiente mejora de nivel de vida de países en vías de desarrollo.

3.3.4 Cielo Único Europeo (SES).

El espacio aéreo europeo es uno de los más congestionados del mundo, y por ello era

necesario tomar medidas con el objetivo de usar eficientemente el mismo mientras se

garantiza la seguridad a todos los pasajeros. Para ello, en 2001 se creó por parte de la

Comisión Europea un sistema para regular el SES, e incluir además algunos países no

pertenecientes a la UE. El objetivo último de implantación de estas medidas es el año

2030.

En Europa, la disposición y el control del espacio aéreo se ha visto siempre como una

forma de ejercer la soberanía del país, y esto resulta en un sistema de control aéreo muy

poco eficiente, dividido entre multitud de centros de control de zona, que manejaban


53

zonas muy pequeñas. A su vez, esto produce una fragmentación en el movimiento de

las aeronaves por el espacio aéreo de cada país, teniendo los vuelos intraeuropeos una

eficiencia un 15% menor que los vuelos nacionales. Se calcula que esto resulta en un

gasto de unos 300 kg de combustible por vuelo respecto a lo que se podría lograr con

trayectos más óptimos derivados de la implantación de este sistema.

Por ello, a corto plazo se decidió crear un regulador comunitario con capacidades para

definir objetivos y mejorar los niveles de seguridad. Esta función queda en manos de la

Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA).

La regulación adoptada en octubre de 2001 fue revisada en junio de 2008, adoptándose

la regulación SES-II (62). Esta revisión centra el foco en los siguientes aspectos:

1. Afinado de la regulación existente con el objetivo de la búsqueda de mayor

eficiencia y la consecución de retos medioambientales.

2. Creación de un programa de investigación Single European Sky ATM Research

(SESAR), para desarrollar futuras tecnologías para el control del tráfico aéreo.

3. Extender las competencias de la EASA a los aeródromos, al control del tráfico

aéreo y a los servicios de navegación aérea.

4. La implantación de un plan de acción para mejorar la capacidad, eficiencia y

seguridad de los aeropuertos.

El objetivo a largo plazo es prescindir de la división del espacio aéreo por países

y optar por un espacio aéreo por bloques funcionales (FAB - Functional Airspace Block),

e incluyendo a los países de la UE, Noruega y Suiza. Estos bloques funcionales se crean

en virtud del Reglamento 550/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, y modificado

por el Reglamento 1070/2009 de la Comisión Europea. Los bloques formados son los

siguientes:

NEFAB (North European FAB), con Estonia, Letonia, Finlandia y Noruega.

Denmark-Sweden FAB, con Dinamarca y Suecia.

BALTIC FAB, con Polonia y Lituania

FABEC (FAB Europe Central), con Francia, Bélgica, Países Bajos, Luxemburgo,

Alemania y Suiza.

FABCE (FAB Central Europe), con República Checa, Eslovaquia, Austria,

Hungría, Croacia, Eslovenia y Bosnia-Herzegovina.

DANUBE FAB, con Bulgaria y Rumanía.

BLUE MED, con Italia, Malta, Grecia y Chipre.

UK-Ireland FAB, con Reino Unido e Irlanda.

SW FAB (South West FAB), con España y Portugal.


54

Estos FAB aún no están implementados en su mayoría. Sólamente hay dos en

funcionamiento: Denmark-Sweden FAB y UK-Ireland FAB (64).

Cada FAB tiene su propio calendario de implantación de medidas, basadas

mayoritariamente en un objetivo de navegación de ruta directa para 2020 (por ejemplo,

FABEC tiene este objetivo para 2019 (65), y SW FAB tiene el objetivo de lograrlo para

2020, con la inclusión del FIR de Casablanca en el FAB como colaboración de tercer

país) (66).

Ilustración 3-6: FAB Europeos. (63)

Es muy importante avanzar en la aplicación de este sistema, puesto que existen de

media unos 28.000 vuelos que operan diariamente en Europa, y que se verían

beneficiados con estas medidas, resultando en un ahorro de más de 8.000.000 kg de

combustible diarios. La Comisión Europea estima que este sistema puede reducir en un

10% el impacto de la aviación europea en el medioambiente (67).

Legislación aplicable en la regulación del Cielo Único Europeo (68):

Reglamento 549/2004, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 10 de marzo,

por el que se fija el marco para la creación del cielo único europeo, modificado

por el Reglamento 1070/2009, del Parlamento Europeo y del Consejo.


55


relativo a la prestación de servicios de navegación aérea en el cielo único

europeo, modificado por el Reglamento 1070/2009, del Parlamento Europeo y del

Consejo.


relativo a la organización y utilización del espacio aéreo en el cielo único

europeo, modificado por el Reglamento 1070/2009, del Parlamento Europeo y del

Consejo.


relativo a la interoperabilidad de la red europea de gestión del tránsito aéreo,

modificado por el Reglamento 1070/2009, del Parlamento Europeo y del Consejo.

Reglamento 216/2008, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 20 de febrero,

sobre normas comunes en el ámbito de la aviación civil y por el que se crea una

Agencia Europea de Seguridad Aérea, modificado por el Reglamento

1108/2009.

Reglamento de Ejecución 1034/2011, de la Comisión, de 17 de octubre, relativo

a la supervisión de la seguridad en la gestión del tránsito aéreo y los servicios

de navegación aérea.

Reglamento de Ejecución 1035/2011, de la Comisión, de 17 de octubre, por el

que se establecen requisitos comunes para la prestación de servicios de

navegación aérea.

Reglamento 805/2011, de la Comisión, de 10 de agosto, por el que se establecen

normas detalladas para las licencias y determinados certificados de los

controladores de tránsito aéreo.

Reglamento 482/2008, de la Comisión, de 30 de mayo, por el que se establece

un sistema de garantía de la seguridad del software que deberán implantar los

proveedores de servicios de navegación aérea

Reglamento 691/2010, de la Comisión, de 29 de julio, que adopta un sistema de

evaluación del rendimiento para los servicios de navegación aérea y las funciones

de red.

Reglamento 923/2012, de la Comisión, de 26 de septiembre, por el que se

establecen el reglamento del aire y disposiciones operativas comunes para los

servicios y procedimientos de navegación aérea.

Reglamento 255/2010, de la Comisión, de 25 de marzo, por el que se establecen

normas comunes sobre la gestión de afluencia del tránsito aéreo.

Reglamento 2150/2005, de la Comisión, de 23 de diciembre, por el que se

establecen normas comunes para la utilización flexible del espacio aéreo.

Reglamento 73/2010, de la Comisión, de 26 de enero, por el que se establecen

requisitos relativos a la calidad de los datos aeronáuticos.


56

Directiva 2003/42/EC, del Parlamento Europeo y del Consejo, de 13 de junio,

relativa a la notificación de sucesos en la aviación civil.

3.3.5 Sistemas de derechos de emisiones (ETS).

Los sistemas de derechos de emisiones son métodos con una aproximación basada en

el mercado para controlar la polución mediante la provisión de incentivos económicos

por lograr reducciones en las emisiones de contaminantes.

El funcionamiento general es el siguiente: una autoridad central, usualmente de tipo

gubernamental, reparte o vende una cantidad limitada de permisos de emisiones de

determinados contaminantes en periodos de tiempo limitados. Después, los emisores de

contaminantes podrán emitir tanta cantidad de contaminantes como permisos tengan,

por lo que aquellos que quieran emitir mayores cantidades de contaminantes tendrán

que encontrar agentes dispuestos a venderles sus permisos sobrantes. También podrán

intercambiarse derivados financieros (69) de estos permisos en mercados secundarios.

Existen diversos sistemas de derechos de emisiones en el mundo, si bien el más

importante por el volumen de contaminantes que controla es el Sistema de Derechos de

Emisiones de la Unión Europea (EU ETS).

En el caso de las aerolíneas con operación en Europa, están incluídas en este sistema

de derechos desde el año 2012 (21). Esto encontró una férrea oposición por parte de

Estados Unidos, China e India, que dijeron que la Unión Europea no tenía jurisdicción

para obligar a sus aerolíneas a participar en estas medidas. En 2012 entró en vigor en

Estados Unidos la “European Union Emissions Trading Scheme Prohibition Act” (70), por

la que prohíbe a las empresas estadounidenses la participación en el EU ETS. Por otro

lado, China e India se niegan a comunicar los datos de emisiones a la Unión Europea, y

a pagar tasas.

3.4 Medidas para contrarrestar el aumento de emisiones contaminantes.

3.4.1 Aumento del factor de carga de pasajeros.

Para optimizar el gasto de combustibles por parte de las aerolíneas, es indispensable el

aumento de la ocupación media de los aviones, con medidas eficientes de venta de

billetes. El factor de carga de los aviones de pasajeros se ha visto incrementado en los

últimos 30 años, pasando del 65% de ocupación media entre 1980 y 1995, al 79.7% en

2015 (71).

3.4.2 Mantenimiento al día.

El mantenimiento de las aeronaves es fundamental para el correcto desempeño de la

actividad aeronáutica. La resistencia del avión se va incrementando por los deterioros en

su vida útil, y lo mismo sucede con el consumo específico de los motores. Además, tanto

los incrementos de la resistencia al volar como el deterioro de los motores, provocan


57

también incrementos de los ruidos causados.

Es por ello que han de realizarse mantenimientos periódicos para poder asegurar la

puesta a punto de las aeronaves. A continuación se indican soluciones periódicas a

realizarse para evitar los incrementos de consumo de combustible y de ruido derivadas

del uso de las aeronaves.

Control de peso de la aeronave.

Durante el servicio de una aeronave, el peso operativo en vacío (OEW) aumenta entre

el 0.1% y el 0.2% anuales. La causa de esto es la acumulación de humedad, suciedad y

reparaciones.

Calibrado de la instrumentación de la aeronave.

Una desviación de la calibración de los datos de velocidad, altitud de vuelo o peso de

combustible pueden incidir de manera significativa sobre el consumo. Esto es debido a

los márgenes de error que tienen los instrumentos de medida y a las posibles derivas

acumuladas. Se puede corregir con un recalibrado periódico de los instrumentos.

Restauración de actuaciones del motor de la aeronave.

Ilustración 3-7: Consumo específico del motor vs. horas de servicio sin restauración de actuaciones.

Un motor sufre deterioros con su utilización. A corto plazo tiende a aumentar el ruido de

los álabes debido a roces durante las condiciones de máximo esfuerzo. A largo plazo, se

producen erosiones de superficies, pérdidas por deterioros del sellado y aumento de

holguras en álabes. Es de vital importancia la limpieza correcta de los motores de forma

periódica, usualmente mediante lavado de los compresores durante las revisiones


58

generales.

3.5 Medidas para la reducción de ruidos.

Además de las medidas ya visitadas anteriormente como el Aterrizaje en descenso

continuo (CDA), y la reducción de la velocidad de vuelo, que reducen el ruido generado

además del combustible consumido, a continuación vamos a analizar medidas y

opciones que permite reducir fundamentalmente el ruido producido.

3.5.1 Tasas por ruido.

Un método usualmente utilizado para reducir un parámetro de emisiones deseado es

gravar económicamente sus emisiones, haciendo que las empresas tomen medidas para

ahorrarse esos costes a la larga, mejorando sus parámetros de emisiones en el proceso.

En este caso, diversos aeropuertos a nivel mundial aplican tasas por ruido, según

clasificación acústica de la aeronave, peso máximo de despegue y horario de operación.

En España, en virtud de la Ley 34/2007 de Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera,

los aeropuertos Adolfo Suárez-Madrid Barajas y Barcelona-El Prat aplican este concepto

de tasas aeroportuarias.

3.5.2 Geared Turbofan (GTF).

Esta tecnología comercial desarrollada por Pratt and Whitney (P&W) consiste en un

nuevo tipo de turbofan (PW1000G) que cuenta con un sistema de engranajes reductores

que permite variar la velocidad del ventilador sin afectar a las velocidades de los

compresores, consiguiendo una mayor eficiencia de operación.

Dado que las turbinas son más eficientes a mayores velocidades, y los ventiladores a

velocidades menores, esto permite compaginar el modo de funcionamiento del motor en

cada etapa del vuelo, obteniendo así rendimientos más óptimos. En pruebas se ha

comprobado como la reducción de ruido de los motores se encuentra en torno al

50%, lo que sumado a unos ahorros de combustible que se estiman entre un 15% y un

25%, hacen de este motor una gran opción para nuevos modelos.

3.5.3 Reducción del ruido mediante modificaciones.

Gran parte del ruido generado por las distintas partes de una aeronave provienen de

acabados no óptimos o diseños ineficientes. Es posible en aeronaves antiguas en las

que el diseño no se realizaba pensando en el ruido producido, mejorar el nivel de

emisiones del mismo mediante instalación de pequeños dispositivos. De la misma forma,

en nuevos diseños de aeronaves, es posible realizar grandes reducciones mediante

leves modificaciones a la forma de algunos elementos. A continuación se analizan

algunas de estas posibles medidas.


59

Reducción del ruido de los gases de escape

La reducción del ruido provocado por los gases de escape la podemos conseguir

mediante la reducción de la velocidad de salida y la turbulencia de los gases. Para ello,

hay tres líneas de actuación posibles:

Reducir el flujo de los gases de salida, pasando de un flujo de alta velocidad a

uno de baja velocidad con gran masa. Todo esto mediante un sistema de

difusores-aspiradores, o métodos como las pantallas perpendiculares al flujo que

lo frenen o toberas de doble flujo.

Utilizar un sistema de variación de forma geométrica de toberas, para adoptar las

configuraciones de mínimo ruido en las fases de despegue y aterrizaje.

Aumento de la zona de mezclado de gases de combustión y aire atmosférico en

la tobera, con el objetivo de reducir la turbulencia.

Este tipo de medidas no están claramente cuantificadas cuanto afectan a las actuaciones

de las aeronaves, por lo que requerirán más investigación antes de su aplicación.

Envolvente del motor

Otra opción para la reducción de ruidos es actuar directamente sobre las emisiones de

una de las fuentes fundamentales: el motor. Para ello, deberíamos colocar paneles anti-

acústicos en la envolvente del motor. Hay tres tipos de paneles útiles: Paneles reactivos,

que reflejan las ondas sonoras y de este modo reducen su potencia; paneles disipativos,

que convierten las ondas sonoras en calor; y paneles reactivo-disipativos, que tienen un

comportamiento intermedio, disipando potencia en calor, y a su vez reflejando y

reduciendo la potencia en este proceso.

Toberas

Un método actualmente en práctica es la instalación de amortiguadores de ruido en las

toberas. Estos son similares a los usados en los primeros turborreactores. Si bien estos

amortiguadores reducen el empuje en torno al 1-1.5%, pueden llegar a reducir el ruido

en 12dB.

3.5.4 Medidas adicionales de menor impacto.

Adicionalmente, existen algunas medidas de pequeño impacto para aeropuertos, que sin

embargo, pueden resultar muy útiles si se usan de forma extensiva. Algunos ejemplos

son los siguientes:


60

Uso de vegetación para reducir el ruido. Para ello se puede sembrar césped en

las zonas no usadas para rodaje en el aeropuerto. El césped reduce la reflexión

del sonido.

Instalación de barreras sonoras en las frecuencias apropiadas para el oído

humano (entre 1kHz y 4kHz). Estas barreras pueden reducir hasta 7dB por si

solas.

Otros riesgos medioambientales

61

4 OTROS RIESGOS MEDIOAMBIENTALES

a actividad aeronáutica es una actividad que afecta de forma intensiva al medio

ambiente. Ya se ha visto cómo afecta a nivel global a distintos procesos climáticos, y

también se ha hablado acerca del impacto de la contaminación acústica a los

ecosistemas y a las personas. En este capítulo se van a detallar otros tipos de impactos

medioambientales producidos por esta actividad.

4.1 Residuos y reciclaje.

Durante todas las fases de la actividad aeronáutica existe un componente contaminante

muy importante que no se encuentra detallado en ninguno de los capítulos anteriores:

los residuos generados. Desde la fabricación de la aeronave, pasando por los caterings

de a bordo, hasta el desguace final de la aeronave, todo produce gran cantidad de

residuos que deben tratarse y a ser posible reciclarse.

Sólo en resíduos generados durante vuelos en Estados Unidos en 2010 se generaron

según datos de la FAA costes a la aviación comercial de entre 20 y 26 millones de

dólares. El reciclaje de todos esos residuos se calcula que podrían haber generado entre

18 y 26 millones de dólares de beneficios a las mismas compañías, utilizando para

calcularlo la composición media de los residuos, estimada con un estudio de vuelos que

aterrizaron en Seattle en 2011 (72).

Por lo tanto, la generación de residuos no es solo un problema medioambiental, sino que

es un importante negocio para las empresas su reciclaje. Es por ello que el objetivo en

este ámbito de las empresas es ir por delante de las regulaciones, e intentar aprovechar

al máximo las posibilidades de reciclaje que permiten estos resíduos. Gracias a ello, se

puede hablar de posibilidades de mejora en algunos ámbitos, pero siempre sabiendo

que el objetivo último de todas las partes es llegar a una tasa de reciclaje 100%. Esto

asegura que no conlleva ningún riesgo medioambiental directo en un futuro cercano.

Actualmente, los retos llegan por parte del reciclaje último de las aeronaves que lleguen

al final de su vida útil, y por parte de la información a todas las partes de las necesidades

del reciclaje, y la llegada a las tasas de reciclaje 100% en aeropuertos.

Para esta tasa de reciclaje 100%, la National Academy of Sciences de Estados Unidos

recomienda cinco prácticas para acercarse a estos logros, que se detallan a

continuación:

L


62

1. Lograr la involucración en el reciclaje de todas las personas implicadas en la

actividad aeronáutica, ya que la mayor implicación suele venir por parte de

algunos particulares exclusivamente.

2. Hacer elecciones de compra que faciliten el reciclaje y reduzcan los residuos.

3. Maximizar el reciclaje separando residuos por materiales en el vuelo.

4. Obtener, evaluar y compartir datos de los programas de reciclaje para promover

la transparencia y la mejora e innovación contínua.

5. Hacer del reciclaje una parte de todos los negocios del sector, y celebrar la

consecución de metas.

4.2 Riesgo a terceras partes.

Otro riesgo existente es el procedente de accidentes durante la actividad aeronáutica.

Este puede producirse en forma de daños personales, daños materiales a terceros, o

daños a ecosistemas, zonas protegidas o monumentos.

Para mitigar estos riesgos, se utilizan en la aeronáutica los diseños basados en la

fiabilidad de sistemas. El objetivo último de los diseños de los sistemas de las aeronaves

es el garantizar una tasa de probabilidad por hora de fallo catastrófico durante el

vuelo inferior a 10-9. Por otra parte, el objetivo básico en el diseño de sistemas críticos,

es doble: los errores en sistemas deben ser asumidos y no provocar una incapacidad en

continuar un vuelo seguro o en realizar una maniobra de aterrizaje; y deben poderse

asumir varios fallos durante el mismo vuelo.

Para lograr este objetivo, es necesario diseñar teniendo en cuenta niveles de criticidad

de sistemas, implementando redundancia de sistemas y sensores, realizando los

sistemas a prueba de errores y demás procedimientos de diseño derivados de la

fiabilidad de sistemas. Adicionalmente, todo el diseño la estructura del avión está

también, evidentemente, basado en un diseño seguro, con grandes márgenes de

operación segura, y amplios bancos de prueba que conducen a un proceso de validación

y verificación, para obtener una certificación previa al vuelo.

La RTCA (Radio Technical Commision for Aeronautics) tiene diversa normativa al

respecto para el software y el hardware electrónico utilizado en los sistemas

aeronáuticos, que es de obligado cumplimiento en las diversas agencias de certificación

y sirven para garantizar estos puntos. Las fundamentales son la DO-178B, aplicable al

software aeronáutico; y la DO-254, aplicable al hardware embarcado. Ambas normativas

imponen el uso de sistemas redundantes, a prueba de errores internos y externos,

además de asegurar los sistemas con estudios de compatibilidad electromagnética.

Estos temas de fiabilidad y diseño seguro son una materia aparte del contenido de este

documento, así que no serán tratados con más profundidad.

4.2.1 Seguros aeronáuticos

Si bien el diseño de las aeronaves se realiza a prueba de fallos catastróficos, no siempre

Otros riesgos medioambientales

63

se logra evitarlos. Un accidente suele producir gran cantidad de pérdida de vidas

humanas, así como daños materiales. No se puede predecir dónde ni cuándo va a

suceder, así que lo que se hace es exigir la existencia de seguros de responsabilidad

civil para las aerolíneas que operen.

En la legislación española, en la Ley 48/1960, de 21 de julio, de Navegación Aérea; figura

la obligatoriedad de operar bajo una serie de seguros aéreos. Estos son: seguro de

pasajeros, seguro de daños causados a terceros, seguro de aeronaves destinadas al

servicio de líneas aéreas y el seguro de aeronaves que sean objetos de hipoteca.

4.3 Evaluación de impacto ambiental para aeropuertos

Otra vertiente de los riesgos medioambientales derivados de la actividad aeronáutica es

la construcción de aeropuertos y aeródromos, y la posterior realización de obras en ellos.

Estos riesgos son los mismos derivados de cualquier obra civil, y por ello les aplica la

misma legislación aplicable a la obra pública: la evaluación de impacto ambiental. La

Evaluación de Impacto Ambiental (EvIA) es un procedimiento jurídico administrativo con

el que la administración competente puede valorar y emitir en caso de ser favorable la

Declaración de Impacto Ambiental. En la Unión Europea y en Estados Unidos es

obligatorio realizar una EvIA antes de expedir un permiso de obra.

En España, la normativa aplicable para la obra pública aeronáutica se encuentra

recogida en el Real Decreto Legislativo 1306/1986, de 28 de junio, de Evaluación de

Impacto Ambiental, que traspone la Directiva Europea 85/537/CE.


64

Líneas de investigación recomendadas por organismos internacionales

65

5 LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN RECOMENDADAS

POR ORGANISMOS INTERNACIONALES

n este capítulo se expondrán las distintas líneas de investigación recomendadas

por organismos nacionales e internacionales para el mejor entendimiento del

funcionamiento de los procesos de emisión y transporte atmosférico, así como para

la reducción de emisiones y optimización del uso de sistemas filtradores.

La mayor parte de líneas de investigación aquí expuestas proceden de artículos

científicos e informes recientes publicados por la National Academy Press de Estados

Unidos, recomendando investigaciones para el avance en estos campos de la ciencia.

Son por tanto aplicables al desarrollo científico y tecnológico de Estados Unidos, pero

son fácilmente aplicables también las recomendaciones a nivel europeo o internacional.

5.1 Emisiones y calidad del aire.

En el campo de emisiones contaminantes y de calidad local del aire, se recomienda la

profundización en el estudio de los siguientes temas (42):

5.1.1 Ampliación de la base de datos de emisiones producidas por los

motores.

Esta ampliación debería estar basada en cuatro puntos básicos con necesidades de

estudio:

La realización de estudios que proporcionen un mejor conocimiento de

correlaciones entre emisiones de motores respecto al tiempo de vida del motor y

su historial de mantenimiento;

La investigación de correlaciones entre la composición de los combustibles y la

producción de particulado;

La creación de una base de datos para la producción de partículas por parte de

distintas APUs;

El estudio del papel de los distintos aceites lubricantes en las emisiones de

partículas.

E


66

5.1.2 Estudios sobre la evolución de las partículas en la atmósfera.

No existe suficiente información derivada de estudios que exploren cómo viaja y cómo

se deposita las partículas emitidas (PM) en la atmósfera. Es necesaria una investigación

de medida, modelado de la evolución de las distintas partículas, y simulación en

laboratorio de estos modelos.

5.1.3 Desarrollo de formas de cálculo del inventario de partículas en

aeropuertos.

Conociendo de dónde y en qué cantidad proceden las partículas, será posible mejorar

los distintos sistemas de medición, filtrado y reducción de emisiones de partículas;

actuando así sobre los emisores fundamentales. Para ello, se recomienda la

investigación de los siguientes temas:

Estudio de inputs para modelos de inventario de partículas.

Evaluación de los datos de emisión de partículas de las aeronaves para el

desarrollo de huellas de aeronaves.

Estudios de tamaño, masa y composición de emisiones de partículas en

neumáticos y frenos de aeronaves.

Estudios de tamaño, masa y composición de emisiones de partículas en otras

fuentes de aeropuertos, como APUs y GSE.

5.1.4 Desarrollo de metodologías.

Para tener unos datos fiables, hay que desarrollar metodologías de medición fiables. En

este sentido, se necesita investigación en los siguientes ámbitos:

Métodos de medida para las propiedades de partículas volátiles.

Refinado de métodos de medida para las propiedades de las partículas no

volátiles.

5.1.5 Impacto en la salud.

Por último, es fundamental tener un conocimiento real de los efectos de las partículas en

la salud humana, para poder evaluar así con más certeza los niveles admisibles de

calidad local del aire. Para ello se proponen los siguientes ámbitos de investigación:

Impacto en la salud del particulado no volátil, como función del tamaño, cantidad

y composición.

Impacto en la salud de las partículas volátiles, como función del tamaño, cantidad,

y composición.

Determinación de especies carcinógenas y otros compuestos tóxicos contenidos

en las partículas volátiles y no volátiles.


67

5.1.6 Contaminantes peligrosos.

Además del estudio de las partículas, existen emisiones de contaminantes del aire

peligrosos (HAPs - Hazardous Air Pollutants) que también requieren de investigación,

determinación y control (43). Una lista de los HAPs emitidos en la actividad aeronáutica

es la siguiente: Acroleina (propenal), Formaldehido, 1,3-butadieno, naftaleno, benzeno,

acetilaldehido, etilbenzeno, propanal (propilaldehido). Además, también es importante el

control de los compuestos glioxal, metilglioxal y crotonaldehído (butenal). Es necesario

realizar investigaciones sobre estos compuestos y sus emisiones.

Las líneas de investigación necesarias se resumirían en las siguientes:

Cuantificar la dependencia de las emisiones de HAPs por parte de las aeronaves

como una función de las condiciones ambientales y la tecnología de los motores.

Cuantificar los niveles de empuje utilizados actualmente por las aeronaves

durante las fases de espera/taxi y aterrizaje/despegue.

Cuantificar las emisiones de HAPs por parte de aeronaves de aviación general.

Identificar las fuentes de emisión de HAPs más importantes para minimizar las

exposiciones a ellas.

Ilustración 5-1: Total de las emisiones de cada fuente, mostradas según masa (izquierda) y según relación masa-toxicidad (derecha). (43)

5.2 Propulsión en la aviación comercial.

Los sistemas de propulsión son los principales causantes de la contaminación en la

actividad aeronáutica, puesto que son los sistemas que consumen los combustibles. Es

por ello, que gran parte del esfuerzo ha de destinarse en mejorar tanto los sistemas de

propulsión como los combustibles que utilizan. A continuación se detallan algunas de las

líneas de investigación consideradas como de alta prioridad que se han propuesto (56)

en los últimos años.


68

5.2.1 Avances en la integración de la propulsión en las aeronaves.

Para poder realizar avances dentro del desarrollo de la integración de la propulsión en

las aeronaves, se han detectado dos campos de investigación que resultan

fundamentales para poder realizar esta integración de forma práctica:

Desarrollo de góndolas para turbinas de gas de muy alta relación de derivación.

Estudio de la ingestión de la capa límite (BLI - Boundary Layer Ingestion).

El efecto BLI permitiría la reducción del consumo de energía en crucero al reducir el

defecto de velocidad en la aeronave causado por la capa límite.

Ilustración 5-2: Relación entre el consumo de combustible y el uso de góndolas y góndolas adaptadas para turbinas de muy alta derivación. (56)

5.2.2 Mejoras en los motores de turbina de gas.

Las mejoras posibles en los motores de turbina de gas pasan por la investigación en los

siguientes campos:

Desarrollo de propulsores tipo turbofan con baja relación de presión.

Investigación de materiales para motores y recubrimientos.

Motores más pequeños y eficientes.

Se calcula que los motores de turbina de gas tienen gran posibilidad de mejora, con un

potencial para llegar a eficiencias un 30% superiores a las que ofrecen los mejores


69

motores de este tipo en servicio en la actualidad.

5.2.3 Desarrollo de sistemas de propulsión turboeléctrica.

Los sistemas de propulsión turboeléctricos son sistemas que usan turbinas de gas para

hacer funcionar generadores eléctricos que muevan los motores eléctricos, y que hagan

a su vez funcionar diversos propulsores. Se considera que probablemente estos

sistemas sean la única aproximación posible para desarrollar sistemas de propulsión

eléctricos para aeronaves de pasajeros de tamaño grande dentro de los próximos 30

años.

Este sistema combinado con otras tecnologías, podrían reducir los gastos de

combustible hasta en un 20%. Las siguientes líneas de investigación están destinadas a

entender mejor los beneficios y las necesidades de diseño de este tipo de sistemas:

Estudio de los sistemas útiles para aeronaves turboeléctricas.

Desarrollo de tecnologías básicas para motores turboeléctricos.

Desarrollo de laboratorios de investigación de clase Megavatio.

Ilustración 5-3: Historia del desarrollo y visión futura de los generadores eléctricos tipo megavatio para aeronaves. (56)

5.2.4 Avances en el desarrollo de combustibles sostenibles

alternativos para motores jet.

Por último, es también necesario en este campo el desarrollo de combustibles


70

sostenibles alternativos para motores jet (SAJF - Sustainable Alternative Jet Fuels) que

sean capaces de alcanzar las especificaciones actuales necesarias ya sea por sí solos

o mezclado con combustible convencional. El objetivo de estos combustibles es la

producción a través de fuentes que no provengan del petróleo, para así reducir el balance

global de emisiones de CO2.

Para poder ahondar en el uso de estos combustibles, se necesita avanzar en las

siguientes líneas de investigación:

Modelado y análisis de las industrias para la producción de SAJF.

Obtención de materias primas de bajo coste.

Desarrollo de los procedimientos de conversión, producción de combustible y

escalado de los procesos de producción.

Verificación, calificación y certificación de SAJF.

5.3 Reducción de peso de aviones.

Uno de los puntos en los que se fundamenta actualmente el diseño de aeronaves es en

la reducción de peso. Los materiales compuestos están de moda por su gran relación

resistencia/peso. El aluminio y sus aleaciones con magnesio también llevan años

usándose por sus buenas propiedades. Recientemente, los modelos Airbus 380 y Boeing

787 han sido diseñados como prototipo de avión basado en los materiales compuestos.

Ilustración 5-4: Evolución de materiales en las familias Airbus

Una reducción en el peso de los aviones permite embarcar más carga de pago, más

sistemas aumentando la redundancia, o incluso consumir menos combustible. Todo esto

son mejoras deseadas en la aviación, en la que una reducción de un 1% en el consumo

de combustible se traduce en un ahorro de mucho dinero al final del año y una reducción


71

de emisiones muy significativa en toda una flota de aviones.

El futuro de los materiales para la reducción de peso de los aviones pasa por el uso de

composites de nueva generación como fibras de carbono de más alto módulo de

elasticidad y resistencia, fibras orgánicas y cerámicas, materiales multifuncionales,

nanotecnología y matrices orgánicas; el desarrollo de los nanotubos de carbono; y el uso

de materiales más ligeros en zonas en las que aún se usan materiales tradicionales,

como motores.

5.4 Vuelos en formación.

Otra forma de ahorro que se encuentra en fase de investigación inicial son los vuelos en

formación civiles. Se estima, que en vuelos en formación podrían obtenerse unos ahorros

de combustible de hasta un 12-15%, números muy significativos para los márgenes de

ahorro que habitualmente se investigan (73).

La idea general de estos vuelos procede de los vuelos en formación V militares. El motivo

de que no se usen actualmente es la complejidad logística que conlleva, ya que requiere

comunicación y coordinación entre aeronaves, además de dar una sensación de poca

seguridad a los pasajeros.

Ilustración 5-5: Vuelo en formación V del A400M

Actualmente, se estudian las formaciones en V de tres aviones, con separaciones de

entre 2 y 5 millas (3-8 kilómetros) entre ellos, como un método de obtener ahorros

significativos sin tener graves problemas de seguridad. Además, no requieren que el


72

vuelo sea completo en formación para aprovechar los beneficios. Puede usarse vuelos

intercontinentales coordinados, y que vayan uniéndose a la formación según van

avanzando.

Este tipo de vuelos en formación, además se benefician en gran medida del vuelo libre,

sin usar aerovías (74), por lo que los problemas de seguridad que conllevan deberán ser

estudiados antes de poderlos poner en práctica.

5.5 Aeronaves de fuselaje integrado.

Por último, hablar de los diseños de alas volantes, como forma última de aeronaves.

Careciendo de un fuselaje separado respecto a las alas, permite una mayor superficie

interna para aprovechar, así como mayor eficiencia en sustentación y reducción de

rozamientos y turbulencias, pudiendo lograr así una mayor eficiencia en el consumo de

combustible.

Ilustración 5-6: Boeing X-48B

La menor resistencia, el flujo más limpio al cruzar la aeronave y el menor consumo,

además permitirían una reducción del nivel de emisiones de ruido, siendo por tanto muy

bueno para reducir todos los tipos de emisiones contaminantes que hemos tratado en

este texto.

Uno de sus mayores problemas para el desarrollo de la tecnología es, de la misma forma,

una posible ventaja de este tipo de aeronaves: la alta capacidad. Se necesita de un

tamaño considerable para que este diseño resista en la zona de las alas si queremos

que sea una zona de carga de pago. Para ello, necesitamos modelos que serían capaces

de albergar como mínimo a 800 pasajeros. Sin embargo, esto es un problema, ya que el


73

mercado ahora mismo no necesita de aeronaves de estas características.

Existe un segundo problema que es bastante más importante para el uso civil, y es la

dificultad de instalar ventanas en este tipo de diseños. Requeriría bastante más

investigación el poder incluirlas de alguna forma.

Todo esto hace que este diseño, si bien parece muy útil para aumentar las eficiencias en

un posible futuro, aún requiera de mucha investigación y una evolución del mercado para

poderse llevar a buen puerto un modelo de estas características en la aviación civil.


74

Conclusiones.

75

6 CONCLUSIONES.

Para concluir, como resumen de lo tratado en este documento, se exponen a continuación

los puntos fundamentales a tener en cuenta, y las principales líneas de investigación a tratar

en el futuro.

Existe un proceso de calentamiento climático global desde la revolucioón industrail

producido por los gases de efecto invernadero emitidos por la actividad humana. Este

proceso está impactando en el medio ambiente global, y puede afectar a los recursos

esenciales para la vida, por lo que debe ser enfrentado. En paralelo, el proceso de

oscurecimiento global inducido por las emisiones de aerosoles que dañaban la capa de

ozono ha ido remitiendo gracias a los esfuerzos internacionales, hecho que ha agravado la

situación de calentamiento global. Por ello, se establecen internacionalmente una serie de

objetivos de reducción de emisiones contaminantes.

Si bien la aviación supone una fracción pequeña de las emisiones contaminantes, siendo la

mayor parte las operaciones industriales y el tráfico rodado, al emitirse en altura suponen un

impacto entre dos y cuatro veces mayor de lo que cabría esperar de emitirse en tierra,

suponiendo aproximadamente un 2.5% del forzamiento radiativo antropogénico.

Las medidas más directas que se están tomando ahora mismo pasan por el desarrollo de

biocombustibles que tengan un ciclo de producción tal que fijen el carbono del ambiente y

sea este el que vuelva a ser emitido, provocando reducciones en las emisiones de entre el

25% y el 89%. Una segunda medida es el uso y desarrollo de motores eléctricos y pilas de

combustible capaces de servir como unidades de energía principales de las aeronaves. Por

último, y también fundamental, es continuar con la mejora de las eficiencias de operación y

la investigación y producción de motores y diseños con mejores consumos que los actuales,

y que emitan menores niveles de ruido.

Además, una medida de optimización de la operación aérea pasa por la unificación

internacional del control aéreo, evitando así vuelos más alejados del óptimo. Para ello, se

ha de avanzar en la puesta en marcha del Cielo Único Europeo.

Dado que no existe aún un conocimiento completo de todos los efectos del cambio climático,

y no se tienen suficientes conocimientos de cómo varían los niveles de emisiones

contaminantes según las condiciones de funcionamiento de los motores, se sugieren una

serie de líneas de investigación y desarrollo para avanzar en la tecnología necesaria para

combatir el cambio climático, que son:

Investigación de efectos en la salud y en los ecosistemas de los gases y las partículas

contaminantes más complejas que se emiten durante la actividad aeronáutica.


76

Investigación y desarrollo de la tecnología eléctrica de potencia y de baterías para el

uso de esta en desarrollo de motores turboeléctricos.

Optimización de la operación de motores de turbina de gas.

Investigación y desarrollo de métodos de producción en masa de biocombustibles.

Investigación y desarrollo de operaciones en vuelo para la mejora de la eficiencia.

Acrónimos

77

ACRÓNIMOS

ACARE Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe

AENA Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea

AESA Agencia Europea de Seguridad Aérea

APU Auxiliar Power Unit (Unidad de potencia auxiliar)

ATM Air Traffic Management

Bio-SPK Biological Derived Synthetic Paraffinic Kerosene

BLI Boundary Layer Ingestion

CAEP Comité de Protección Medioambiental de la Aviación

CAS Calibrated Airspeed (Velocidad del aire calibrada)

CDA Continuous Descent Approach

CMNUCC Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio

Climático

CNC Consejo Nacional del Clima

CNG Compressed Natural Gas (Gas natural comprimido)

CCPCC Comisión de Coordinación de Políticas de Cambio Climático

EASA European Air Safety Agency - ver AESA

ECCP European Climate Change Programme - ver PECC

EPA United States Environmental Protection Agency

EPNdB Effective Perceived Noise Decibel (Decibelios de nivel efectivo de

ruido percibido)

EU ETS European Union Emissions Trade System

ETS Emissions Trade System (Sistema de derechos de emisiones)

EvIA Evaluación de Impacto Ambiental

FAA Federal Aviation Administration

FAB Functional Airspace Block

FABCE FAB Central Europe

FABEC FAB Europe Central

FT-SPK Fischer-Tropsch Synthetic Paraffinic Kerosene

GSE Ground Support Equipment

GPE Global-Warming Potential (Índice)

HAPs Hazardous Air Pollutants


78

HFC Hydrofluorocarbonated Compounds (Compuestos

hidrofluorocarbonados)

IATA International Air Transport Association

ICAO International Civil Aviation Organization - ver OACI

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change

JAXA Japan Aerospace Exploration Agency

LAPCAT Long-Term Advanced Propulsion Concept and Technologies

LNG Liquated Natural Gas (Gas natural licuado)

MAAMA Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente

NAS National Academy of Sciences

NASA National Aeronautics and Space Administration

NATO North Atlantic Treaty Organization - ver OTAN

NEFAB North European FAB

NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration

OACI Organización de Aviación Civil Internacional

OECC Oficina Española del Cambio Climático

OEW Operating Empty Weight (Peso operativo en vacío)

OMS Organización Mundial de la Salud

OTAN Organización Tratado del Atlántico Norte

PECC Programa Europeo sobre el Cambio Climático

PFC Perfluorinated Compounds (Compuestos perfluorados)

PM Particulate Matter (Partículas en suspensión)

RTCA Radio Technical Commision for Aeronautics

SAJF Sustainable Alternative Jet Fuels

SES Single European Sky (Cielo único europeo)

SESAR Single European Sky ATM Research

SW FAB South West FAB

UNFCCC United Nations Frame Convention for Climate Change - ver

CMNUCC

Referencias

79

REFERENCIAS

1. Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction. Farman, J. C., Gardiner, B. G. and Shanklin, J. D. 616, 1985, Nature, Vol. 315, p. 207.

2. Accounting for the Ozone Hole: Scientific Representations of an Anomaly and Prior Incorrect Claims in Public Settings. Zehr, Stephen C. 35, 1994, The Sociological Quarterly, Vol. 4, pp. 603-619.

3. Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura y H. Zhang,. Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. [book auth.] T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.) Stocker. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA : Cambridge University Press, 2013.

4. Real Climate. Real Climate. [Online] Mayo 15, 2005. [Cited: Junio 03, 2016.] http://www.realclimate.org/index.php?p=154.

5. Intergovernmental Panel on Climate Change. Aviation and the Global Atmosphere. 1999.

6. Hartmann, D.L., A.M.G. Klein Tank, M. Rusticucci, L.V. Alexander, S. Brönnimann, Y. Charabi, F.J. Dentener, E.J. Dlugokencky, D.R. Easterling, A. Kaplan, B.J. Soden, P.W. Thorne, M. Wild y P.M. Zhai. Observations: Atmosphere and Surface. [book auth.] T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.) Stocker. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA : Cambridge University Press, 2013.

7. Delgado Moya, S y vv.aa. La actividad aeroportuaria y el medio ambiente. s.l. : Fundación AENA, 2002.

8. Ma, Qiancheng. NASA GISS. [Online] Marzo 1998. [Cited: Junio 4, 2016.] http://www.giss.nasa.gov/research/briefs/ma_01/.

9. Wikipedia. Efecto Invernadero. [Online] 2016. [Cited: 06 06, 2016.] https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_invernadero .

10. —. Global Dimming. [Online] 2016. [Cited: Junio 6, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Global_dimming.

11. NASA. Global 'Sunscreen' Has Likely Thinned, Report NASA Scientists. [Online] Marzo 15, 2007. [Cited: Agosto 12, 2016.] http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2007/aerosol_dimming.html.

12. Broad, William J. How to cool a planet (Maybe). The New York Times. Junio 27, 2006.


80

http://www.nytimes.com/2006/06/27/science/earth/27cool.html?_r=1.

13. CMNUCC. Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. 1992.

14. Wikipedia. List of parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change. [Online] 2016. [Cited: Junio 06, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_parties_to_the_United_Nations_Framework_Convention_on_Climate_Change.

15. CMNUCC. Protocolo de Kyoto. Kyoto : s.n., 1997.

16. Wikipedia. Paris Agreement. [Online] 2016. [Cited: Junio 07, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Paris_Agreement.

17. CMNUCC. Acuerdo de París. París : CMNUCC, 2015. Artículo 2.

18. Wikipedia. United States Environmental Protection Agency. [Online] 2016. [Cited: Junio 09, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/United_States_Environmental_Protection_Agency.

19. NASA. Climate Change: Vital Signs of the Planet: Nasa’s Role. [Online] [Cited: Junio 09, 2016.] http://climate.nasa.gov/nasa_role/.

20. Wikipedia. European Climate Change Programme. [Online] 2016. [Cited: Junio 07, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/European_Climate_Change_Programme.

21. —. European Union Emission Trading Scheme. [Online] 2016. [Cited: Junio 07, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/European_Union_Emission_Trading_Scheme .

22. ACARE. Participants of ACARE. [Online] 2016. [Cited: 06 07, 2016.] http://www.acare4europe.com/participants-acare.

23. Clean Sky JTI. Mission & Objectives. [Online] 2008. [Cited: Junio 07, 2016.] http://www.cleansky.eu/content/article/mission-objectives.

24. —. Schedule & Milestones. [Online] 2014. [Cited: Junio 07, 2016.] http://www.cleansky.eu/content/page/schedule-milestones.

25. —. Overview of the Clean Sky 2 proposed programme. 2013.

26. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Oficina Española del Cambio Climático (OECC). [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.magrama.gob.es/es/cambio-climatico/temas/organismos-e-instituciones-implicados-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico-a-nivel-nacional/oficina-espanola-en-cambio-climatico.

27. Boletin Oficial del Estado. Real Decreto 401/2012, de 17 de febrero, por el que se desarrolla la estructura orgánica básica del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. 2012. Artículo 3.

28. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. El Consejo Nacional del Clima (CNC). [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.magrama.gob.es/es/cambio-climatico/temas/organismos-e-instituciones-implicados-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico-a-nivel-nacional/el-consejo-nacional-del-clima/ .

29. Boletin Oficial del Estado. Real Decreto 415/2014, de 6 de junio, por el que se regula la composición y funciones del Consejo Nacional del Clima. 2014.

30. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Comisión de Coordinación de Políticas de Cambio Climático (CCPCC). [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.magrama.gob.es/es/cambio-climatico/temas/organismos-e-instituciones-implicados-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico-a-nivel-nacional/la-comision-de-

Referencias

81

coordinacion-de-politicas-de-cambio-climatico/ .

31. —. Comisión Interministerial para el Cambio Climático. [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.magrama.gob.es/es/cambio-climatico/temas/organismos-e-instituciones-implicados-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico-a-nivel-nacional/comision-delegada-del-gobierno-para-el-cambio-climatico/.

32. Boletin Oficial del Estado. Ley 1/2005, de 9 de marzo, por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero. 2005.

33. —. Ley 13/2010, de 5 de julio, por la que se modifica la Ley 1/2005, por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero, para perfeccionar y ampliar el régimen general de comercio de derechos del mismo. 2010.

34. IATA. About us. [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.iata.org/about/pages/index.aspx.

35. —. Climate Change. [Online] 2016. [Cited: Junio 08, 2016.] http://www.iata.org/policy/environment/pages/climate-change.aspx.

36. Panel on Atmospheric Effects of Aviation, National Research Council. Atmospheric Effects of Aviation: A Review of NASA's Subsonic Assessment Project. 1999.

37. Miake-Lye, R. C., et al. Aircraft and Airport-Related Hazardous Air Pollutants: Research Needs and Analysis. 2008.

38. IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. 2013.

39. NOAA. After two large annual gains, rate of atmospheric CO2 increase returns to average, NOAA reports. [Online] 2005. [Cited: Junio 14, 2016.] http://www.noaanews.noaa.gov/stories2005/s2412.htm.

40. IPCC. Climate Change 2001: Working Group I: The Scientific Basis. s.l. : IPCC, 2001.

41. NOx emissions from low-temperature combustion of biodiesel made of various feedstocks and blends. Omidvarborna, H., Kumar, A. and Kim, D. 140, 2015, Fuel Processing Technology, pp. 113-118.

42. Transportation Research Board. Research Needs Associated with Particulate Emissions at Airports. s.l. : National Academy of Sciences, 2008.

43. —. Aircraft and Airport-Related Hazardous Air Pollutants: Research Needs and Analysis. s.l. : National Academy of Sciences, 2008.

44. Transatlantic flight times and climate change. Williams, Paul D. 11, 2016, Environmental Research Letters.

45. IPCC. IPCC Third Assessment Report: Climate Change 2001 (TAR). 2001.

46. Committee on Aeronautics Research and Technology for Environmental Compatibility, National Research Council. For Greener Skies: Reducing Environmental Impacts of Aviation. Washintong, D.C. : National Academy of Sciences, 2002. 0-309-08337-0.

47. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. Normativa - Calidad del aire. [Online] 2016. [Cited: Junio 20, 2016.] http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/atmosfera-y-calidad-del-aire/calidad-del-aire/normativa/default.aspx .

48. Wikipedia. Air Quality Index. [Online] 2016. [Cited: Junio 20, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Air_quality_index .


82

49. Organización Mundial de la Salud. Calidad del aire (exterior) y salud. [Online] 2016. [Cited: 06 21, 2016.] http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs313/es/.

50. European Comission. Air Quality Standards. [Online] 2016. [Cited: Junio 20, 2016.] http://ec.europa.eu/environment/air/quality/standards.htm.

51. IATA. Local air quality. [Online] 2016. [Cited: Junio 21, 2016.] http://www.iata.org/policy/environment/Pages/laq.aspx .

52. Wikipedia. Sound Level Meter. [Online] 2016. [Cited: Junio 29, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_level_meter.

53. —. Avgas. [Online] 2016. [Cited: Junio 28, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Avgas.

54. —. Jet Fuel. [Online] 2016. [Cited: Junio 28, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Jet_fuel.

55. SHELL. Shell Aviation Fuel Handbook. 2016.

56. Aeronautics and Space Engineering Board. Commercial Aircraft Propulsion and Energy Systems Research: Reducing Global Carbon Emissions. s.l. : National Academy of Sciences, 2016.

57. AIRBUS. Fuel Cells. [Online] 2016. [Cited: Junio 28, 2016.] http://www.airbus.com/innovation/future-by-airbus/future-energy-sources/fuel-cells/.

58. BBC. The challenges of building a hypersonic airliner. [Online] Septiembre 15, 2015. [Cited: Junio 28, 2016.] http://www.bbc.com/future/story/20150914-the-challenges-of-building-a-hypersonic-airliner .

59. JAXA. JAXA's hypersonic turbojet has been successfully operated in Mach 4 propulsion wind tunnel experiments. [Online] Junio 20, 2014. [Cited: Junio 28, 2016.] http://www.aero.jaxa.jp/eng/research/frontier/hst/news140620.html.

60. Flying Magazine. Siemens unveils 260 kW electric aircraft motor. [Online] Abril 28, 2015. [Cited: Junio 28, 2016.] http://www.flyingmag.com/aircraft/siemens-unveils-260-kw-electric-aircraft-motor.

61. Best Practices for Fuel Economy. AIRBUS. Montreal : s.n., 2006.

62. Skybrary. Single European Sky II. [Online] 2016. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.skybrary.aero/index.php/Single_European_Sky_(SES)_II.

63. EUROCONTROL. Functional Airspace Blocks (FABs). [Online] 2016. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.eurocontrol.int/functional-airspace-block-fabs-defragmenting-european-airspace .

64. FABEC. Free Route. [Online] 2016. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.fabec.eu/fabec_homepage/en/Projects/Free%20Route/ .

65. SW FAB. Operations. [Online] Noviembre 22, 2014. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.swfab.eu/operations-20141122230918.

66. Skybrary. Functional Airspace Block (FAB). [Online] 2016. [Cited: Agosto 12, 2016.] http://www.skybrary.aero/index.php/Functional_Airspace_Block_(FAB).

67. Parlamento Europeo. Transporte aéreo: el cielo único europeo. [Online] 2016. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.europarl.europa.eu/atyourservice/es/displayFtu.html?ftuId=FTU_5.6.9.html#_ftn3 .

68. EASA. Report on Single European Sky Implementation: 2013. 2013.

Referencias

83

69. Wikipedia. Emissions Trading. [Online] 2016. [Cited: Julio 04, 2016.] https://en.wikipedia.org/wiki/Emissions_trading.

70. The New York Times. The biggest carbon sin may be air travel. [Online] 01 26, 2013. [Cited: Julio 04, 2016.] http://www.nytimes.com/2013/01/27/sunday-review/the-biggest-carbon-sin-air-travel.html .

71. IATA. Demand for Air Travel in 2015 Surges to Strongest Result in Five Years. [Online] Febrero 04, 2016. [Cited: Julio 05, 2016.] http://www.iata.org/pressroom/pr/Pages/2016-02-04-01.aspx.

72. Cascadian Consulting Group, Transportation Research Board, NAS. Recycling Best Practices - A Guidebook for Advancing Recycling from Aircraft Cabins. s.l. : National Academy of Sciences, 2014.

73. The Guardian. Flying passenger aircraft in formation – will it ever take off? [Online] Agosto 13, 2009. [Cited: Agosto 04, 2016.] https://www.theguardian.com/environment/blog/2009/aug/13/commercial-aircraft-formation.

74. AIRBUS. Aircraft in free flight and formation along ‘express skyways. [Online] 2016. [Cited: Agosto 04, 2016.] http://www.airbus.com/innovation/future-by-airbus/smarter-skies/aircraft-in-free-flight-and-formation-along-express-skyways/ .


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Índice de tablas

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1-1: Valores de los índices GWP y GTP para los principales compuestos según los últimos estudios. (3 pág. 731) 29

Tabla 1-2: Fracción de contaminantes producido por la aviación 35

Tabla 3-1: Estado del arte de los componentes para sistemas eléctricos y metas de investigación actual. (56) 49


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Índice de ilustraciones

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ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1-1: Evolución del Forzamiento Radiativo del Ozono entre 1750 y 2011. (3 pág. 680) 11

Ilustración 1-2: Evolución del agujero de la capa de ozono entre 1979 y 2008 12

Ilustración 1-3: Reducción reciente del agujero de la capa de ozono 13

Ilustración 1-4: Forzamiento Radiativo entre 1980 y 2011. (3 pág. 700) 13

Ilustración 1-5: Esquema del balance anual de energía de la Tierra (6 pág. 181) 14

Ilustración 1-6: Diferencia de temperatura media en la superficie por décadas en relación a la media de 1961-1990. (6) 15

Ilustración 1-7: Oscurecimiento global debido a aerosoles. (11) 17

Ilustración 1-8: Capa de smog en una ciudad debida a las emisiones de contaminantes. 22

Ilustración 1-9: Partículas emitidas en aeropuertos según tamaño. (42 pág. 6) 26

Ilustración 1-10: Comparación de la relevancia de HAPs en la actividad aeronáutica por masa (izquierda) y por toxicidad y masa (derecha) (43). 26

Ilustración 1-11: Dirección y velocidad media del viento en invierno en la época preindustrial. (44) 27

Ilustración 1-12: Simulación de la dirección y magnitud de la velocidad respecto a los datos preindustriales para unos niveles de CO2 dobles a los preindustriales. (44) 28

Ilustración 1-13: Forzamiento radiativo del clima entre 1750 y 2011. (3 pág. 697) 30

Ilustración 1-14: Forzamiento radiativo según emisiones producidas en la actividad aeronáutica -valores de 1992-. (46 pág. 37) 31

Ilustración 2-1: Medida de niveles de ruido mediante sonómetro. 39

Ilustración 3-1: Ciclo de vida de emisiones de gases invernadero en los principales combustibles y biocombustibles alternativos. (56) 45

Ilustración 3-2: Turbina de hidrógeno 47

Ilustración 3-3: Solar Impulse II 48

Ilustración 3-4: Trayectoria de la aproximación con descenso continuo 50

Ilustración 3-5: Consumo de combustible de un A330-343 a un FL 1500 en función de la velocidad CAS. (61) 51

Ilustración 3-6: FAB Europeos. (63) 54

Ilustración 3-7: Consumo específico del motor vs. horas de servicio sin restauración


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de actuaciones. 57

Ilustración 5-1: Total de las emisiones de cada fuente, mostradas según masa (izquierda) y según relación masa-toxicidad (derecha). (43) 67

Ilustración 5-2: Relación entre el consumo de combustible y el uso de góndolas y góndolas adaptadas para turbinas de muy alta derivación. (56) 68

Ilustración 5-3: Historia del desarrollo y visión futura de los generadores eléctricos tipo megavatio para aeronaves. (56) 69

Ilustración 5-4: Evolución de materiales en las familias Airbus 70

Ilustración 5-5: Vuelo en formación V del A400M 71

Ilustración 5-6: Boeing X-48B 72

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