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Avgas

Un avión American Aviation AA-1 Yankee siendo reabastecido con combustible de aviación 100LL. La Avgas ( gasolina de aviación , también conocida como combustible de aviación en ...

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Un avión American Aviation AA-1 Yankee siendo reabastecido con combustible de aviación 100LL.

La Avgas ( gasolina de aviación , también conocida como combustible de aviación en inglés británico ) es un combustible aeronáutico utilizado en aeronaves con motores de combustión interna de encendido por chispa . La Avgas se distingue de la gasolina convencional utilizada en vehículos de motor , que en el contexto aeronáutico se denomina mogas (gasolina para motor). A diferencia de la gasolina para motor, que se formula sin plomo desde la década de 1970 para permitir el uso de convertidores catalíticos y reducir la contaminación, los grados más comunes de Avgas aún contienen tetraetilo de plomo , un aditivo tóxico que contiene plomo y que se utiliza para lubricar el motor, aumentar el índice de octano y prevenir el golpeteo del motor . Se están realizando esfuerzos para reducir o eliminar el uso de plomo en la gasolina de aviación.

El combustible para aviones a base de queroseno está formulado para satisfacer las necesidades de los motores de turbina , que no requieren un índice de octano específico y operan en un rango de vuelo mucho más amplio que los motores de pistón. El queroseno también se utiliza en la mayoría de los motores diésel de pistón desarrollados para uso aeronáutico, como los de SMA Engines , Austro Engine y Thielert .

Propiedades

El principal componente de petróleo utilizado en la mezcla de avgas es el alquilato , que es una mezcla de varios isooctanos. Algunas refinerías también utilizan reformado . Todos los grados de avgas que cumplen con CAN 2–3 , 25-M82 tienen una densidad de 6,01 libras por galón estadounidense (720 g/L) a 15 °C (59 °F) . (6 lb/US gal se usa comúnmente en Estados Unidos para el cálculo de peso y balance ). [ 1 ] La densidad aumenta a 6,41 libras por galón estadounidense (768 g/L) a −40 °C (−40 °F) y disminuye en aproximadamente un 0,1 % por cada 1 °C (1,8 °F) de aumento de temperatura. [ 2 ] [ 3 ] El Avgas tiene un coeficiente de emisión ( o factor) de 18,355 libras por galón estadounidense (2,1994 kg/L) de CO₂ [ 4 ] [ 5 ] o aproximadamente 3,07 unidades de peso de CO₂ producidas por unidad de peso de combustible utilizado. El Avgas es menos volátil, con un rango de presión de vapor Reid de 5,5 a 7 psi, que la gasolina automotriz, con un rango de 8 a 14 psi. Un límite mínimo garantiza una volatilidad adecuada para el arranque del motor. Los límites superiores están relacionados con la presión atmosférica a nivel del mar, 14,7 psi, para vehículos de motor y la presión ambiente a 22 000 pies, 6,25 psi, para aeronaves. La menor volatilidad del Avgas reduce la posibilidad de bloqueo por vapor en las líneas de combustible a altitudes de hasta 22 000 pies. [ 6 ]            

Las mezclas específicas que se utilizan hoy en día son las mismas que cuando se desarrollaron por primera vez en la década de 1940, y se usaban en motores aeronáuticos militares y de aerolíneas con altos niveles de sobrealimentación ; en particular, el motor Rolls-Royce Merlin utilizado en los cazas Spitfire y Hurricane, el cazabombardero Mosquito y el bombardero pesado Lancaster (el Merlin II y las versiones posteriores requerían combustible de 100 octanos), así como el motor Allison V-1710 refrigerado por líquido y los motores radiales refrigerados por aire de Pratt & Whitney , Wright y otros fabricantes a ambos lados del Atlántico. Los altos índices de octano se lograban tradicionalmente mediante la adición de tetraetilo de plomo , una sustancia altamente tóxica que se eliminó gradualmente del uso automotriz en la mayoría de los países a finales del siglo XX.

Históricamente, muchos motores de pistón de 4 y 6 cilindros de baja potencia desarrollados después de la Segunda Guerra Mundial fueron diseñados para usar combustibles con plomo; actualmente se está desarrollando y certificando un combustible alternativo sin plomo para estos motores. Algunos aviones con motores de pistón todavía requieren combustibles con plomo, pero otros no, y algunos pueden funcionar con gasolina sin plomo si se utiliza un aditivo especial para el aceite .

Consumo

El consumo anual de avgas en EE. UU. fue de 186 millones de galones estadounidenses (700 000 m³ ) en 2008, lo que representó aproximadamente el 0,14 % del consumo de gasolina para motores. Desde 1983 hasta 2008, el consumo de avgas en EE. UU. disminuyó de forma constante en aproximadamente 7,5 millones de galones estadounidenses (28 000 m³ ) cada año. [ 7 ] En 2024, el consumo anual de avgas en EE. UU. fue de 180 millones de galones estadounidenses (680 000 m³), ​​[ 8 ] la mayor parte de la cual contenía plomo, [ 9 ] y 170 000 aeronaves en EE. UU. utilizaron avgas con plomo. [ 9 ]      

En Europa, la gasolina de aviación sigue siendo el combustible más común para los motores de pistón. Los altos precios han impulsado los esfuerzos para convertir los motores a diésel que utilizan combustible para aviones , el cual es más accesible, menos costoso y presenta ventajas para su uso en la aviación. [ 10 ]

Calificaciones

Los grados de avgas se identifican mediante dos números asociados a su número de octano del motor (MON) . [ 11 ] El primer número indica el índice de octano del combustible probado según los estándares de " mezcla pobre para aviación ", similar al índice antidetonante o "índice de bomba" que se le da a la gasolina automotriz en los EE. UU. El segundo número indica el índice de octano del combustible probado según el estándar de "mezcla rica para aviación ", que intenta simular una condición de sobrealimentación con una mezcla rica, temperaturas elevadas y una alta presión en el colector de admisión. Por ejemplo, el avgas 100/130 tiene un índice de octano de 100 en los ajustes de mezcla pobre que se usan habitualmente para el vuelo de crucero y de 130 en los ajustes de mezcla rica que se usan para el despegue y otras condiciones de máxima potencia. [ 12 ]

Los agentes antidetonantes como el tetraetilplomo (TEL) ayudan a controlar la detonación y proporcionan lubricación. Un gramo de TEL contiene 640,6 miligramos de plomo .

100LL (azul)

Toma de una muestra de combustible de un desagüe bajo el ala utilizando un muestreador de combustible GATS Jar. El tinte azul indica que este combustible es 100LL.

El 100LL (pronunciado "cien bajo plomo") puede contener un máximo de la mitad del tetraetilo de plomo permitido en la gasolina de aviación 100/130 (verde). [ 16 ] [ 39 ]

Algunos de los motores de aviación de menor potencia ( 100–150 caballos de fuerza o 75–112 kilovatios ) que se desarrollaron a finales de la década de 1990 están diseñados para funcionar con combustible sin plomo y con 100LL, un ejemplo de ello es el Rotax 912. [ 20 ]

gasolina para automóviles

Un Cessna 150 de la EAA utilizado para la certificación estadounidense de combustible para automóviles.

La gasolina para automóviles —conocida como mogas o autogas entre los aviadores— que no contiene etanol puede utilizarse en aeronaves certificadas que cuenten con un Certificado de Tipo Suplementario (STC) para gasolina de automóviles, así como en aeronaves experimentales y ultraligeras . Si bien se aprueban algunos oxigenados distintos del etanol, estos STC prohíben las gasolinas con etanol. La gasolina tratada con etanol es susceptible a la separación de fases, un fenómeno muy probable debido a los cambios de altitud y temperatura que experimentan las avionetas durante el vuelo. Este combustible tratado con etanol puede inundar el sistema de combustible con agua, lo que puede provocar fallos en el motor durante el vuelo. Además, el combustible con separación de fases puede dejar porciones que no cumplen con los requisitos de octanaje debido a la pérdida de etanol en el proceso de absorción de agua. Asimismo, el etanol puede atacar materiales en la construcción de aeronaves anteriores a los combustibles " gasohol ". La mayoría de estas aeronaves aplicables cuentan con motores de baja compresión que originalmente fueron certificados para funcionar con avgas 80/87 y solo requieren gasolina para automóviles "regular" con un índice antidetonante de 87 . Algunos ejemplos son el popular Cessna 172 Skyhawk o el Piper Cherokee con la variante de 150 hp (110 kW) del motor Lycoming O-320 .  

Algunos motores de aeronaves fueron certificados originalmente para usar gasolina de aviación 91/96 y cuentan con certificados de tipo suplementarios (STC) para funcionar con gasolina automotriz de índice antidetonante (AKI) 91. Algunos ejemplos son los Cherokee con el motor Lycoming O-320 de 160 hp (120 kW) o el O-360 de 180 hp (130 kW) , o el Cessna 152 con el O-235 . El índice AKI del combustible automotriz típico podría no corresponder directamente con la gasolina de aviación 91/96 utilizada para certificar los motores, ya que las gasolineras en EE. UU. utilizan el sistema de octanaje promedio para vehículos motorizados denominado "(R + M)/2", que se muestra en los surtidores. La sensibilidad es de aproximadamente 8 a 10 puntos, lo que significa que un combustible de 91 AKI podría tener un MON tan bajo como 86. El exhaustivo proceso de pruebas requerido para obtener un STC para la combinación motor/fuselaje ayuda a garantizar que, para las aeronaves elegibles, el combustible de 91 AKI proporcione un margen de detonación suficiente en condiciones normales.    

La gasolina para automóviles no es un sustituto totalmente viable de la gasolina de aviación en muchas aeronaves, porque muchos motores de avión de alto rendimiento y/o turboalimentados han sido diseñados para usar combustible de 100 octanos y se requieren modificaciones para usar combustible de menor octanaje. [ 40 ] [ 41 ]

Muchos motores de aeronaves de aviación general fueron diseñados para funcionar con gasolina de 80/87 octanos, aproximadamente el estándar (solo como combustible sin plomo, con la clasificación de 87 octanos "{R+M}/2" ) para automóviles norteamericanos actuales. Las conversiones directas para funcionar con gasolina automotriz son bastante comunes, mediante un certificado de tipo suplementario (STC). Sin embargo, las aleaciones utilizadas en la construcción de motores de aviación se eligen por su durabilidad y su relación sinérgica con las propiedades protectoras del plomo, y el desgaste del motor en las válvulas es un problema potencial en las conversiones a gasolina automotriz.

Afortunadamente, la amplia experiencia con motores convertidos a gasolina automotriz ha demostrado que muy pocos problemas de motor son causados ​​por esta. Un problema mayor radica en el rango más alto y amplio de presiones de vapor permitidas en la gasolina automotriz; esto puede representar un riesgo para los usuarios de aviación si no se consideran las particularidades del diseño del sistema de combustible. La gasolina automotriz puede vaporizarse en las líneas de combustible, provocando un bloqueo de vapor (una burbuja en la línea) o cavitación de la bomba de combustible , lo que resulta en una falta de combustible para el motor. Esto no constituye un obstáculo insuperable, sino que simplemente requiere la revisión del sistema de combustible, asegurando una protección adecuada contra las altas temperaturas y el mantenimiento de una presión suficiente en las líneas de combustible. Esta es la razón principal por la que tanto el modelo específico del motor como la aeronave en la que está instalado deben contar con una certificación suplementaria para la conversión. Un buen ejemplo de esto es el Piper Cherokee con motores de alta compresión de 160 o 180 hp (120 o 130 kW) . Solo las versiones posteriores de la estructura del avión , con diferentes carenados del motor y configuraciones de escape, son aptas para la certificación suplementaria de combustible automotriz, e incluso en ese caso requieren modificaciones en el sistema de combustible.  

El bloqueo por vapor suele producirse en sistemas de combustible donde una bomba de combustible mecánica, montada en el motor, extrae combustible de un depósito situado a menor altura. La reducción de presión en la línea puede provocar que los componentes más volátiles de la gasolina se vaporicen, formando burbujas e interrumpiendo el flujo de combustible . Si se instala una bomba de refuerzo eléctrica en el depósito para impulsar el combustible hacia el motor, como es habitual en los automóviles con inyección electrónica, la presión del combustible en las líneas se mantiene por encima de la presión ambiente, evitando la formación de burbujas. Del mismo modo, si el depósito de combustible está situado por encima del motor y el combustible fluye principalmente por gravedad, como en un avión de ala alta, no se produce el bloqueo por vapor, ni con combustibles aeronáuticos ni con combustibles para automóviles. Los motores de inyección electrónica en los automóviles también suelen tener una línea de retorno de combustible para devolver el combustible no utilizado al depósito, lo que tiene la ventaja de igualar la temperatura del combustible en todo el sistema, reduciendo aún más la probabilidad de que se produzca el bloqueo por vapor.

Además del potencial de bloqueo por vapor, la gasolina para automóviles no cuenta con el mismo control de calidad que la gasolina para aviación. Para ayudar a solucionar este problema, se desarrolló la especificación para un combustible de aviación conocido como 82UL, que es esencialmente gasolina para automóviles con un control de calidad adicional y restricciones en los aditivos permitidos. Este combustible no se encuentra actualmente en producción y ninguna refinería se ha comprometido a producirlo. [ 14 ]

Gasohol

Rotax permite hasta un 10 % de etanol (similar al combustible E10 para automóviles) en el combustible para los motores Rotax 912. Las aeronaves deportivas ligeras que, según las especificaciones del fabricante, toleran el alcohol en el sistema de combustible pueden usar hasta un 10 % de etanol. [ 20 ]

tintes para combustible

Los colorantes para combustible ayudan al personal de tierra y a los pilotos a identificar y distinguir los grados de combustible [ 13 ] y la mayoría están especificados por ASTM D910 u otras normas. [ 16 ] En algunos países se requieren colorantes para el combustible. [ 42 ]

Eliminación gradual de la gasolina de aviación con plomo

La eliminación gradual del 100LL ha sido calificada como "uno de los problemas más acuciantes de la aviación general moderna" [ 43 ] porque el 70% del combustible de aviación 100LL es utilizado por el 30% de las aeronaves de la flota de aviación general que no pueden utilizar ninguna de las alternativas existentes. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

Existen tres problemas fundamentales al utilizar combustibles sin plomo sin realizar modificaciones importantes en la estructura o el motor del avión:

  1. El combustible debe tener un índice de octano suficientemente alto (y cumplir con otras especificaciones) para reemplazar los combustibles con plomo,
  2. El motor debe estar certificado para usar el combustible, y
  3. La estructura del avión también debe estar certificada para usar el combustible. [ 47 ]

En febrero de 2008, Teledyne Continental Motors (TCM) anunció que la compañía estaba muy preocupada por la disponibilidad futura de 100LL y, como resultado, desarrollaría una línea de motores diésel . [ 48 ] En una entrevista de febrero de 2008, el presidente de TCM, Rhett Ross, indicó que creía que la industria de la aviación se vería "obligada" a dejar de usar 100LL en un futuro próximo, dejando el combustible para automóviles y el combustible para aviones como las únicas alternativas. En mayo de 2010, TCM anunció que había obtenido la licencia para el desarrollo del motor diésel SMA SR305 . [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]

En noviembre de 2008, el presidente de la Asociación Nacional de Transporte Aéreo, Jim Coyne, indicó que se espera que el impacto ambiental de la aviación sea un problema importante en los próximos años y que esto resultará en la eliminación gradual del 100LL debido a su contenido de plomo. [ 52 ]

Para mayo de 2012, la Administración Federal de Aviación de EE. UU. (Comité de reglamentación de transición de Avgas sin plomo de la FAA) había elaborado un plan en conjunto con la industria para reemplazar el avgas con plomo por una alternativa sin plomo en un plazo de 11 años. Dado el progreso ya realizado con 100SF y G100UL, el tiempo de reemplazo podría ser menor que la estimación de 2023. Cada combustible candidato debe cumplir con una lista de verificación de 12 parámetros de especificación de combustible y 4 parámetros de distribución y almacenamiento. La FAA ha solicitado un máximo de US$60 millones para financiar la administración del cambio. [ 53 ] [ 54 ] En julio de 2014, nueve empresas y consorcios presentaron propuestas a la Iniciativa de Combustibles de Aviación de Pistón (PAFI) para evaluar combustibles sin tetraetilo de plomo. Las pruebas de la fase uno se realizan en el Centro Técnico William J. Hughes para un reemplazo industrial aprobado por la FAA para 2018. [ 55 ]

En julio de 2021, la primera gasolina de aviación sin plomo producida comercialmente, la G100UL de GAMI , fue aprobada por la Administración Federal de Aviación mediante un Certificado de Tipo Suplementario . [ 56 ]

Lycoming Engines proporciona una lista de motores y combustibles compatibles con gasolina sin plomo. Sin embargo, todos sus motores requieren el uso de un aditivo para el aceite cuando se utiliza gasolina sin plomo: «Cuando se utilicen los combustibles sin plomo identificados en la Tabla 1, se debe usar el aditivo para aceite Lycoming P/N LW-16702 o un producto terminado equivalente como Aeroshell 15W-50». [ 22 ] Lycoming también señala que el índice de octano del combustible utilizado debe cumplir con los requisitos establecidos en la especificación del combustible; de ​​lo contrario, el motor podría sufrir daños por detonación.

Antes de 2022 , Teledyne Continental Motors (TCM) indicó que sus motores requerían gasolina de aviación con plomo, y no combustibles para automóviles sin plomo: "Los motores de aeronaves actuales cuentan con componentes de la caja de válvulas diseñados para ser compatibles con los combustibles con plomo ASTM D910. En dichos combustibles, el plomo actúa como lubricante, recubriendo las áreas de contacto entre la válvula, la guía y el asiento. El uso de combustibles para automóviles sin plomo en motores diseñados para combustibles con plomo puede provocar un desgaste excesivo del asiento de la válvula de escape debido a la falta de plomo, lo que deteriora el rendimiento del cilindro a niveles inaceptables en menos de 10 horas". [ 57 ]

En 2022 , TCM cambió su política. Anunciaron una solicitud formal a la FAA para aprobar el uso de UL91 y UL94 en motores seleccionados, declarando que "Continental considera el combustible 91UL y 94UL como un paso transitorio en una estrategia a largo plazo para lograr una aviación más sostenible". [ 58 ]

Nuevos tipos de gasolina sin plomo

91UL (o UL91)

Hjelmco Oil introdujo por primera vez grados de Avgas sin plomo en Europa en 2003, después de su éxito con 80UL. [ 59 ] Este grado de Avgas se fabrica para cumplir con ASTM D7547. [ 60 ] Muchos motores Lycoming comunes están certificados para funcionar con este grado particular de Avgas, [ 22 ] y Cessna ha aprobado el uso de este combustible en una gran cantidad de su flota de pistones. [ 61 ] Este combustible también se puede usar en cualquier aeronave en Europa [ 62 ] o el Reino Unido [ 63 ] donde el motor esté certificado para usarlo, independientemente de si la estructura del avión también lo está.

93UL (Gasolina para automóviles 93AKI sin etanol)

La empresa Airworthy AutoGas probó un gasóleo premium sin etanol con un índice antidetonante (AKI) de 93 en un motor Lycoming O-360-A4M en 2013. El combustible está certificado según la Instrucción de Servicio 1070 de Lycoming y la norma ASTM D4814. [ 64 ]

UL94 (anteriormente 94UL)

El combustible sin plomo de 94 octanos ( UL94 ) es esencialmente 100LL sin plomo. En marzo de 2009, Teledyne Continental Motors (TCM) anunció que había probado un combustible 94UL que podría ser el mejor sustituto del 100LL. Este 94UL cumple con la especificación de avgas, incluida la presión de vapor, pero no se ha probado completamente en cuanto a sus cualidades de detonación en todos los motores Continental ni en todas las condiciones. Se han realizado pruebas de vuelo en un IO-550-B que impulsa un Beechcraft Bonanza y pruebas en tierra en motores Continental O-200 , 240 , O-470 y O-520 . En mayo de 2010, TCM indicó que, a pesar del escepticismo de la industria, estaban procediendo con el 94UL y que se esperaba la certificación a mediados de 2013. [ 65 ] [ 66 ]

En junio de 2010, Lycoming Engines manifestó su oposición al 94UL. El gerente general de la compañía, Michael Kraft, declaró que los propietarios de aeronaves no se dan cuenta de la pérdida de rendimiento que supondría el 94UL y calificó la decisión de seguir adelante con el 94UL como un error que podría costarle a la industria de la aviación miles de millones en pérdidas. Lycoming cree que la industria debería optar por el 100UL. La postura de Lycoming cuenta con el apoyo de clubes de tipos de aeronaves que representan a los propietarios de aeronaves que no podrían funcionar con combustible de menor octanaje. En junio de 2010, clubes como la American Bonanza Society, la Malibu Mirage Owners and Pilots Association y la Cirrus Owners and Pilots Association formaron conjuntamente la Clean 100 Octane Coalition para representarlos en este tema e impulsar el uso de gasolina de aviación sin plomo de 100 octanos. [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]

En noviembre de 2015, se añadió UL94 como grado secundario de gasolina de aviación sin plomo a la norma ASTM D7547, que es la especificación que rige la gasolina de aviación sin plomo UL91. Actualmente, UL91 se comercializa en Europa. UL94 cumple con todos los límites de propiedades de especificación de 100LL, con la excepción de un índice de octano motor más bajo (94,0 mínimo para UL94 frente a 99,6 mínimo para 100LL) y un contenido máximo de plomo reducido. UL94 es un combustible sin plomo, pero, como ocurre con todas las especificaciones de gasolina sin plomo de ASTM International , se permite una cantidad mínima de plomo añadido involuntariamente. [ 60 ]

Desde mayo de 2016, UL94, ahora un producto de Swift Fuels, está disponible para la venta en decenas de aeropuertos de Estados Unidos. Swift Fuels tiene un acuerdo de distribución en Europa. [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]

El UL94 no pretende ser un reemplazo completo del 100LL, sino que está diseñado para ser un reemplazo directo para aeronaves con motores de menor octanaje, como aquellos aprobados para operar con gasolina de aviación de grado 80 (o inferior), UL91 o gasolina para automóviles. Se estima que hasta el 65 % de la flota actual de aeronaves de aviación general con motor de pistón puede operar con UL94 sin modificaciones ni en el motor ni en la estructura del avión. Sin embargo, algunas aeronaves requieren la compra de un Certificado de Tipo Suplementario (STC) aprobado por la FAA para poder operar con UL94. [ 72 ] [ 74 ] [ 75 ]

UL94 tiene un número de octano mínimo para motores (MON, que es la clasificación de octano empleada para clasificar la gasolina de aviación) de 94,0. 100LL tiene un MON mínimo de 99,6. [ 16 ] [ 60 ]

AKI es el índice de octano que se utiliza para clasificar toda la gasolina para automóviles en EE. UU. (los valores típicos en el surtidor pueden incluir 87, 89, 91 y 93), y también el combustible 93UL de Airworthy AutoGas.

El AKI mínimo de UL94, tal como lo vende Swift Fuels, es de 98,0.

Simultáneamente con la adición de UL94 a ASTM D7547, la FAA publicó el Boletín de Información Especial de Aeronavegabilidad (SAIB) HQ-16-05, que establece que "UL94 cumple con las limitaciones operativas de las aeronaves y motores aprobados para operar con avgas de grado UL91", lo que significa que "el avgas de grado UL94 que cumple con la especificación D7547 es aceptable para usar en aquellas aeronaves y motores que están aprobados para operar con  ... avgas de grado UL91 que cumple con la especificación D7547". [ 76 ] En agosto de 2016, la FAA revisó el SAIB HQ-16-05 para incluir una redacción similar con respecto a la aceptabilidad del uso de UL94 en aeronaves y motores que están aprobados para operar con avgas que tiene una clasificación de octano de motor mínima de 80 o inferior, incluido el grado 80/87. [ 77 ]

La publicación del SAIB, especialmente la revisión de agosto de 2016, eliminó la necesidad de muchos de los STC UL94 que vendía Swift Fuels, ya que la mayoría de las aeronaves en la lista de modelos aprobados del STC están certificadas para usar gasolina de aviación de 80 octanos o menos.

El 6 de abril de 2017, Lycoming Engines publicó la Instrucción de Servicio 1070V, que añade UL94 como grado de combustible aprobado para docenas de modelos de motores, el 60% de los cuales son motores con carburador. Los motores con cilindradas de 235, 320, 360 y 540 pulgadas cúbicas representan casi el 90% de los modelos aprobados para UL94. [ 22 ]

UL102 (anteriormente 100SF Swift Fuel)

Demostrador del Cessna 150M Swift Fuel de la Universidad de Purdue

Swift Fuels, LLC, ha obtenido la aprobación para producir combustible para pruebas en su planta piloto en Indiana. Compuesto por aproximadamente un 85 % de mesitileno y un 15 % de isopentano , el combustible será sometido a pruebas exhaustivas por la FAA para obtener la certificación según la nueva directriz ASTM D7719 para combustibles de reemplazo sin plomo 100LL. La compañía tiene la intención de producir el combustible a partir de materias primas de biomasa renovable y busca ofrecer un producto con un precio competitivo con el 100LL y los combustibles alternativos disponibles actualmente. Swift Fuels ha indicado que el combustible, anteriormente conocido como 100SF, estará disponible para "aeronaves de pistón de alto rendimiento" antes de 2020. [ 71 ]

John y Mary-Louise Rusek fundaron Swift Enterprises en 2001 para desarrollar combustibles renovables y pilas de combustible de hidrógeno. Comenzaron a probar "Swift 142" en 2006 [ 78 ] y patentaron varias alternativas para combustibles sin alcohol que se pueden obtener mediante fermentación de biomasa . [ 79 ] Durante los años siguientes, la empresa buscó construir una planta piloto para producir suficiente combustible para pruebas a mayor escala [ 80 ] [ 81 ] y presentó el combustible a la FAA para su análisis. [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ]

En 2008, un artículo del escritor de tecnología y entusiasta de la aviación Robert X. Cringely atrajo la atención popular hacia el combustible, [ 86 ] al igual que un vuelo transcontinental con combustible Swift realizado por Dave Hirschman de la AOPA . [ 87 ] Las afirmaciones de Swift Enterprises de que el combustible podría eventualmente fabricarse mucho más barato que el 100LL han sido objeto de debate en la prensa aeronáutica. [ 82 ] [ 88 ] [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ] [ 92 ] [ 93 ]

La FAA determinó que Swift Fuel tiene un índice de octano de 104,4, un 96,3 % de la energía por unidad de masa y un 113 % de la energía por unidad de volumen del 100LL, y que cumple con la mayor parte del estándar ASTM D910 para combustible de aviación con plomo. Tras las pruebas realizadas en dos motores Lycoming, la FAA concluyó que su rendimiento es superior al del 100LL en las pruebas de detonación y que proporciona un ahorro de combustible del 8 % por unidad de volumen, aunque pesa 1 libra por galón estadounidense (120 g/L) más que el 100LL. Las pruebas GC - FID mostraron que el combustible está compuesto principalmente por dos componentes: uno de aproximadamente el 85 % en peso y el otro de aproximadamente el 14 % en peso. [ 94 ] [ 95 ] Poco después, AVweb informó que Continental había comenzado el proceso de certificación de varios de sus motores para el uso del nuevo combustible. [ 96 ] 

Desde 2009 hasta 2011, 100SF fue aprobado como combustible de prueba por ASTM International , lo que permitió a la empresa realizar pruebas de certificación. [ 97 ] [ 98 ] fue probado satisfactoriamente por la FAA, [ 99 ] fue probado por la Universidad de Purdue, [ 100 ] y aprobado bajo la especificación ASTM D7719 para el grado UL102 de alto octanaje, lo que permitió a la empresa realizar pruebas de manera más económica en aeronaves no experimentales. [ 101 ]

En 2012, se formó Swift Fuels LLC para incorporar experiencia en la industria del petróleo y el gas, aumentar la producción y comercializar el combustible. En noviembre de 2013, la empresa construyó su planta piloto y recibió la aprobación para producir combustible en ella. [ 102 ] Su patente más reciente, aprobada en 2013, describe métodos para producir el combustible a partir de biomasa fermentable. [ 103 ]

La FAA programó el UL102 para 2 años de pruebas de fase 2 en su iniciativa PAFI a partir del verano de 2016. [ 104 ]

G100UL

En febrero de 2010, General Aviation Modifications Inc. (GAMI) anunció que estaba desarrollando un sustituto para el 100LL, denominado G100UL ("sin plomo"). Este combustible se obtiene mediante la mezcla de productos de refinería existentes y ofrece márgenes de detonación comparables a los del 100LL. El nuevo combustible es ligeramente más denso que el 100LL, pero tiene un rendimiento termodinámico un 3,5 % superior. El G100UL es compatible con el 100LL y puede mezclarse con él en los depósitos de las aeronaves. [ 90 ] [ 31 ] [ 105 ]

En las demostraciones realizadas en julio de 2010, G100UL tuvo un mejor desempeño que 100LL, que apenas cumple con la especificación mínima, y ​​un desempeño igual al de la producción promedio de 100LL. [ 106 ]

El G100UL fue aprobado por la Administración Federal de Aviación mediante la emisión de un Certificado de Tipo Suplementario en AirVenture en julio de 2021. Inicialmente, el STC solo era aplicable a los modelos Cessna 172 con motor Lycoming . La compañía indicó que se esperaba que el costo minorista fuera entre 0,60 y 0,85 dólares estadounidenses por galón estadounidense más alto que el 100LL. [ 56 ] Posteriormente, esto se revisó a 1,00 dólar estadounidense por galón estadounidense. [ 31 ]

En 2022, Paul Bertorelli de AVweb informó que la FAA estaba demorando la certificación generalizada del G100UL, retrasando la aprobación del combustible para más motores y gastando más de 80 millones de dólares en EAGLE para reiniciar la búsqueda de un combustible sin plomo cuando el G100UL había estado en evaluación durante más de 10 años. [ 107 ]

En septiembre de 2022, en un anuncio sorpresa, la FAA aprobó un STC para el uso del combustible en todas las aeronaves y combinaciones de motores de pistón. En febrero de 2023, GAMI comenzó a vender certificados de tipo suplementarios para permitir a los propietarios de aeronaves usar el combustible cuando estuviera disponible. [ 108 ] [ 109 ] En abril de 2024, GAMI anunció que se habían producido 1 millón de galones de G100UL. Se pronosticó que el combustible estaría disponible en los aeropuertos de California, Washington y Oregón en los EE. UU. a mediados de 2024 y en el resto del país para 2026. [ 32 ] [ 31 ] [ 108 ] [ 109 ]

En diciembre de 2024, poco después de que G100UL estuviera disponible en aeropuertos seleccionados de California, surgieron varias preocupaciones con respecto a la compatibilidad del material, ya que los usuarios informaron fugas de combustible, manchas de pintura y desprendimiento de la pintura. [ 110 ]

Combustible Shell sin plomo de 100 octanos

En diciembre de 2013, Shell Oil anunció que había desarrollado un combustible sin plomo de 100 octanos y que lo presentaría a la FAA para su evaluación, con la certificación prevista para dentro de dos o tres años. [ 111 ] El combustible es a base de alquilato con un paquete de aditivos aromáticos. Aún no se ha publicado información sobre su rendimiento, facilidad de producción o precio. Los analistas de la industria han indicado que probablemente costará tanto o más que el 100LL existente. [ 112 ]

UL100E

En 2018, LyondellBasell y VP Racing Fuels, un fabricante consolidado de combustibles para deportes de motor, anunciaron su intención de participar en el desarrollo de un combustible sin plomo para aeronaves con motor de pistón. Según la FAA, en diciembre de 2024 había alcanzado la Fase 4 de pruebas. [ 113 ]

regulación ambiental

El TEL presente en la gasolina de aviación con plomo y sus productos de combustión son neurotoxinas potentes que, según investigaciones científicas, interfieren con el desarrollo cerebral en los niños. Los niños que viven en residencias o guarderías cercanas a aeropuertos con tráfico aéreo moderado a alto de aeronaves con motor de pistón corren un riesgo especialmente elevado de presentar altos niveles de plomo en sangre. [ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha señalado que la exposición incluso a niveles muy bajos de contaminación por plomo se ha relacionado de forma concluyente con la pérdida de coeficiente intelectual en las pruebas de función cerebral de los niños, lo que proporciona una gran motivación para eliminar el plomo y sus compuestos del medio ambiente. [ 117 ] [ 118 ]

Aunque las concentraciones de plomo en el aire han disminuido, estudios científicos han demostrado que el desarrollo neurológico de los niños se ve afectado por niveles de exposición al plomo mucho menores de lo que se creía anteriormente. La exposición a bajos niveles de plomo se ha relacionado claramente con la pérdida de coeficiente intelectual en las pruebas de rendimiento. Incluso una pérdida promedio de coeficiente intelectual de 1 a 2 puntos en los niños tiene un impacto significativo para la nación en su conjunto, ya que resultaría en un aumento de niños clasificados como discapacitados intelectuales, así como en una disminución proporcional del número de niños considerados superdotados. [ 118 ]

El 16 de noviembre de 2007, el grupo ecologista Amigos de la Tierra presentó una petición formal ante la EPA solicitando la regulación de la gasolina de aviación con plomo. La EPA respondió con una notificación de petición para la elaboración de normas. [ 14 ]

El aviso de petición indicaba:

Friends of the Earth ha presentado una petición ante la EPA, solicitando que esta determine, de conformidad con la sección 231 de la Ley de Aire Limpio, que las emisiones de plomo de las aeronaves de aviación general causan o contribuyen a la contaminación atmosférica que razonablemente puede anticiparse que pone en peligro la salud o el bienestar públicos, y que proponga normas de emisiones para el plomo de dichas aeronaves. Alternativamente, Friends of the Earth solicita que la EPA inicie un estudio e investigación sobre los impactos en la salud y el medio ambiente de las emisiones de plomo de las aeronaves de aviación general, si la EPA considera que no existe información suficiente para llegar a tal conclusión. La petición presentada por Friends of the Earth explica su postura de que las emisiones de plomo de las aeronaves de aviación general ponen en peligro la salud y el bienestar públicos, lo que genera la obligación de la EPA de proponer normas de emisiones. [ 119 ]

El período de comentarios públicos sobre esta petición finalizó el 17 de marzo de 2008. [ 119 ]

En virtud de una orden judicial federal que establecía un nuevo estándar para el 15 de octubre de 2008, la EPA redujo los límites aceptables de plomo atmosférico del estándar anterior de 1,5  μg/m³ a 0,15  μg/m³ . Este fue el primer cambio en el estándar desde 1978 y representa una reducción de un orden de magnitud con respecto a los niveles anteriores. El nuevo estándar exige que las 16 000 fuentes restantes de plomo en EE. UU., que incluyen la fundición de plomo, los combustibles para aviones, las instalaciones militares, la minería y la fundición de metales, la fabricación de hierro y acero, las calderas industriales y los calentadores de proceso, la incineración de residuos peligrosos y la producción de baterías, reduzcan sus emisiones para octubre de 2011. [ 117 ] [ 118 ] [ 120 ]

Los propios estudios de la EPA han demostrado que, para prevenir una disminución medible del coeficiente intelectual en los niños considerados más vulnerables, el estándar debe establecerse mucho más bajo, a 0,02  μg/m³ . La EPA identificó la gasolina de aviación como una de las fuentes más importantes de plomo. [ 121 ] [ 122 ]

En una consulta pública de la EPA celebrada en junio de 2008 sobre las nuevas normas, Andy Cebula, vicepresidente ejecutivo de asuntos gubernamentales de la Asociación de Propietarios y Pilotos de Aeronaves , declaró que la aviación general desempeña un papel valioso en la economía de los Estados Unidos y que cualquier cambio en las normas sobre plomo que alterara la composición actual de la gasolina de aviación tendría un "impacto directo en la seguridad del vuelo y en el futuro mismo de las aeronaves ligeras en este país". [ 123 ]

En diciembre de 2008, AOPA presentó comentarios formales sobre las nuevas regulaciones de la EPA. AOPA solicitó a la EPA que explicara el costo y los problemas de seguridad relacionados con la eliminación del plomo de la gasolina de aviación. Alegaron que el sector de la aviación emplea a más de 1,3 millones de personas en Estados Unidos y tiene un impacto económico directo e indirecto que "supera los 150 mil millones de dólares anuales". AOPA interpreta que las nuevas regulaciones, en su redacción actual, no afectan a la aviación general. [ 124 ]

En abril de 2010, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) publicó en el Registro Federal de los Estados Unidos un Aviso Anticipado de Propuesta de Reglamentación. La EPA indicó: «Esta acción describirá el inventario de plomo relacionado con el uso de gasolina de aviación con plomo, la calidad del aire y la información sobre la exposición, así como información adicional que la Agencia está recopilando sobre el impacto de las emisiones de plomo de las aeronaves con motor de pistón en la calidad del aire, y solicitará comentarios sobre esta información». [ 125 ] [ 126 ]

A pesar de las afirmaciones en los medios de comunicación de que la gasolina de aviación con plomo se eliminaría en EE. UU. a más tardar en 2017, la EPA confirmó en julio de 2010 que no existe una fecha límite para su eliminación y que establecerla sería responsabilidad de la FAA, ya que la EPA no tiene autoridad sobre la gasolina de aviación. El administrador de la FAA declaró que la regulación del plomo en la gasolina de aviación es responsabilidad de la EPA, lo que generó críticas generalizadas hacia ambas organizaciones por causar confusión y retrasar las soluciones. [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]

En abril de 2011, en Sun 'n Fun , Pete Bunce, director de la Asociación de Fabricantes de Aviación General (GAMA), y Craig Fuller, presidente y director ejecutivo de la Asociación de Propietarios y Pilotos de Aeronaves , indicaron que ambos confiaban en que la gasolina de aviación con plomo no se eliminaría hasta que se dispusiera de un sustituto adecuado. «No hay razón para creer que la gasolina con bajo contenido de plomo de 100 octanos dejará de estar disponible en un futuro previsible», afirmó Fuller. [ 132 ]

Los resultados finales del estudio de modelización de plomo de la EPA en el aeropuerto de Santa Mónica muestran niveles fuera del aeropuerto inferiores a los 150  ng/m³ actuales y posibles niveles futuros de 20  ng/m³ . [ 133 ] Quince de los 17 aeropuertos monitoreados durante un estudio de un año de duración en los EE. UU. por la EPA tienen emisiones de plomo muy por debajo del Estándar Nacional de Calidad del Aire Ambiente (NAAQS) actual para el plomo. [ 134 ]

Otros usos

El Avgas se utiliza ocasionalmente en coches de carreras de aficionados, ya que su índice de octano es superior al de la gasolina para automóviles, lo que permite que los motores funcionen con relaciones de compresión más altas.

Véase también

Notas

  1. ↑ Similar al contenido de plomo de la gasolina para automóviles de 1973 [ 29 ]

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