…y vuelta. Emplea, en total, aproximadamente una hora y media.<\/p>\n
Veamos cu\u00e1les son los costes aproximados de este vuelo, tanto econ\u00f3micos como medioambientales.<\/p>\n
El avi\u00f3n Dassault Falcon 900B<\/a>, cuyas caracter\u00edsticas t\u00e9cnicas se pueden encontrar aqu\u00ed, est\u00e1 propulsado con tres motores turbof\u00e1n Honeywell TFE 731-5BR-1C<\/a>, cada uno de los cuales, seg\u00fan el fabricante, aspira, en velocidad de crucero, 187 \\frac{lb}{s}<\/span> de aire con un \u00edndice de derivaci\u00f3n (By Pass Ratio, BPR<\/span>) de 3,9. Los motores consumen queroseno, que es una mezcla de hidrocarburos en la que predomina el decano (C_{10} H_{22}<\/span>; ver la bibliograf\u00eda al respecto). A efectos de c\u00e1lculo, para simplificar, se puede considerar que el queroseno es decano y que en el motor se consigue la combusti\u00f3n completa y estequiom\u00e9trica.<\/p>\n La reacci\u00f3n completa y estequiom\u00e9trica de la combusti\u00f3n del decano con aire seco (79 \\% N_2+21 \\% O_2<\/span>, en base molar o, lo que es lo mismo, 3,76 N_2+O_2<\/span>), ajustada, es:<\/p>\n C_{10} H_{22}+15,5\\left(3,76 N_2+O_2\\right)\\rightarrow 10 C O_2+11 H_2 O+58,28 N_2<\/span><\/p>\n De aqu\u00ed, la relaci\u00f3n aire-combustible en base molar, \\overline{AC}<\/span>, es<\/p>\n \\overline{AC}=\\frac{15,5 \\times 4,76 kmol_{aire}}{1 kmol_{comb}}=73,78 \\frac{kmol_{aire}}{kmol_{comb}}<\/span><\/p>\n La masa molecular del decano, M_{comb}<\/span>, es 142,0 \\frac{kg_{comb}}{kmol_{comb}}<\/span> y la masa molecular ficticia del aire,\u00a0 M_{aire}<\/span>, es 28,97 \\frac{kg_{aire}}{kmol_{aire}}<\/span> por lo que resulta, para la relaci\u00f3n aire-combustible en base m\u00e1sica, AC<\/span>,<\/p>\n {AC}=73,78\\frac{kmol_{aire}}{kmol_{comb}}\\times \\frac{28,97 \\frac{kg_{aire}}{kmol_{aire}}}{142,0 \\frac{kg_{comb}}{kmol_{comb}}}=15,05 \\frac{kg_{aire}}{kg_{comb}}=15,05 \\frac{\\frac{kg_{aire}}{s}}{\\frac{kg_{comb}}{s}}<\/span><\/p>\n Esta relaci\u00f3n sirve para determinar el flujo de combustible.<\/p>\n La reacci\u00f3n de combusti\u00f3n tiene lugar en la c\u00e1mara de combusti\u00f3n, que est\u00e1 en el n\u00facleo del motor (core). No todo el flujo de aire que aspira el motor pasa por la c\u00e1mara de combusti\u00f3n. Para calcular el flujo de aire que pasa por el n\u00facleo (que es, en definitiva, el flujo que pasa por la c\u00e1mara de combusti\u00f3n), es necesario emplear el flujo de aire en la aspiraci\u00f3n y el \u00edndice de derivaci\u00f3n.<\/p>\n El flujo de aire en la aspiraci\u00f3n presenta una fuerte dependencia de la velocidad, la presi\u00f3n y la temperatura (que a su vez dependen de la meteorolog\u00eda y de la altura). Tomando el valor que da el fabricante, se tiene que este flujo de aire en la aspiraci\u00f3n es \\dot{m}=187 \\frac{lb}{s} = 187 \\frac{lb}{s}\\times 0,454 \\frac{kg}{lb} = 84,898 \\frac{kg}{s}<\/span>. Este flujo pasa por el fan y tras \u00e9l, se separa, yendo una parte, \\dot{m}_c<\/span>, al n\u00facleo y el resto, \\dot{m}_f<\/span>, a la tobera del fan. Aplicando la ecuaci\u00f3n del balance de masa,<\/p>\n \\dot{m}={\\dot{m}_f}+{\\dot{m}_c}<\/span><\/p>\n Empleando en esta ecuaci\u00f3n con la del \u00edndice de derivaci\u00f3n (BPR<\/span>), como la relaci\u00f3n entre el flujo en el fan, \\dot{m}_f<\/span>, y el flujo en el n\u00facleo, \\dot{m}_c<\/span>, (BPR=\\frac{\\dot{m}_f}{\\dot{m}_c}<\/span>), resulta, para el flujo de aire en el n\u00facleo,<\/p>\n \\dot{m}_c=17,326 \\frac{kg_{aire}}{s}<\/span><\/p>\n Y utilizando la relaci\u00f3n aire-combustible obtenida (AC=15,05 \\frac{kg_{aire}}{kg_{comb}}<\/span>), resulta un flujo de combustible de 1,1512 \\frac{kg_{comb}}{s}<\/span>, que en 90 min<\/span> supone un consumo total de 6216,68 kg_{comb}<\/span> en cada motor.<\/p>\n CONCLUSI\u00d3N 1:<\/em> Coste asociado al consumo de combustible, en \u20ac.<\/strong><\/span><\/p>\n El precio del queroseno en Europa, seg\u00fan la Asociaci\u00f3n Internacional del Transporte A\u00e9reo (International Air Transport Association, IATA) es, en la actualidad, 2,080 \\frac{USD}{gal}<\/span>. Tambi\u00e9n en el momento actual, 1 USD <\/span> equivale a 0,85 <\/span>\u20ac. Por su parte, 1 gal=3,78541L<\/span>. La densidad del combustible es 0,82 \\frac{kg}{L}<\/span>. Como el Falcon 900B tiene 3 motores, resulta para el coste asociado al consumo de combustible, C_{comb}<\/span>,<\/p>\n C_{comb}=3 motores\\times 6216,68 \\frac{kg_{comb}}{motor}\\times{2,080 \\frac{USD}{gal}}\\times{\\frac{1 gal}{3,78541L}}\\times{\\frac{1}{0,82}\\frac{L}{kg_{comb}}}\\times{\\frac{0,85\u20ac}{1USD}}=10622,71<\/span>\u20ac<\/p>\n CONCLUSI\u00d3N 2:<\/em> Coste medioambiental, en kg de CO_2<\/span> emitidos, y huella de CO_2<\/span> asociada al combustible consumido.<\/strong><\/span><\/p>\n Al coste asociado al consumo de combustible hay que a\u00f1adir el coste medioambiental de las emisiones del CO_2<\/span> producido en la reacci\u00f3n de combusti\u00f3n.<\/p>\n De la ecuaci\u00f3n de la reacci\u00f3n qu\u00edmica de la combusti\u00f3n completa y estequiom\u00e9trica se puede obtener la relaci\u00f3n CO_2<\/span>-combustible, \\overline{{CO_2}C}<\/span>, que en base molar es<\/p>\n \\overline{{CO_2}C}=10\\frac{kmol_{{CO_2}}}{1 kmol_{comb}}<\/span><\/p>\n La masa molecular del {CO_2}<\/span> es\u00a044,0 \\frac{kg_{CO_2}}{kmol_{CO_2}}<\/span> por lo que operando de la misma forma que se hizo para la relaci\u00f3n aire-combustible, resulta<\/p>\n {CO_2}C=10\\frac{kmol_{CO_2}}{kmol_{comb}}\\times \\frac{\\frac{44,0 kg_{CO_2}}{kmol_{CO_2}}}{\\frac{142,0 kg_{comb}}{kmol_{comb}}}=3,10 \\frac{kg_{CO_2}}{kg_{comb}}=3,10 \\frac{\\frac{kg_{CO_2}}{s}}{\\frac{kg_{comb}}{s}}<\/span><\/p>\n Como el consumo de combustible de cada motor es 6216,68 \\frac{kg_{comb}}{motor}<\/span>, el consumo total de combustible de los tres motores es 18650,04 kg<\/span>, de donde queda, para las emisiones de CO_2<\/span> totales en el trayecto de ida y vuelta, 57815,124 kg_{CO_2}<\/span>.<\/p>\n La huella de\u00a0CO_2<\/span> asociada al combustible consumido es la relaci\u00f3n entre la masa de\u00a0CO_2<\/span> producido y el n\u00famero de pasajeros transportados. El avi\u00f3n Dassault Falcon 900B tiene una capacidad total de doce pasajeros y dos tripulantes. Como se han hecho dos trayectos (ida y vuelta), contabilizando, pues, veintiocho pasajeros, resulta una huella de\u00a0CO_2<\/span> de 2,065 t<\/span>, un n\u00famero relativamente alto si se compara con la huella de\u00a0CO_2<\/span> que resulta en cualquier vuelo comercial, en est\u00e1 en el entorno de \\approx0,3 t<\/span>.<\/p>\n Nota del autor:<\/span><\/em><\/p>\n El lector debe tener en cuenta que estos c\u00e1lculos se han hecho con la hip\u00f3tesis de que los motores est\u00e9n funcionando durante los 90 minutos en condiciones de m\u00e1ximo empuje y en r\u00e9gimen estacionario (son c\u00e1lculos aproximados y hechos con un objetivo puramente did\u00e1ctico).<\/em><\/p>\n En la operaci\u00f3n habitual esto no es as\u00ed, ya que los motores se emplean tambi\u00e9n en las maniobras de descenso y aproximaci\u00f3n y gran parte de este tiempo (dependiendo de la pericia del piloto) quedan, incluso, al ralent\u00ed, lo que hace que los consumos sean sensiblemente menores en esas operaciones.<\/em><\/p>\n NOTA: Cualquier parecido con la realidad es pura coincidencia.<\/span><\/strong><\/p>\n Sin embargo, el di\u00e9sel “tiene los d\u00edas contados”…<\/p>\n
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