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El diseño innovador de "ventilador abierto" forma parte de las propuestas para ayudar a satisfacer las demandas de Boeing y Airbus que intentan reducir el consumo de combustible.
Los ingenieros de GE Aerospace, uno de los mayores fabricantes de motores de aviación del mundo, se han convertido en los usuarios más asiduos de dos de las supercomputadoras más rápidas del mundo. El acceso a las máquinas del Departamento de Energía de EEUU les ha ayudado a modificar el comportamiento de un nuevo concepto de motor que, en su opinión, podría ser un pilar futuro de los viajes aéreos comerciales.
GE y su socio Safran, el fabricante francés de motores, trabajan en tecnologías para un diseño revolucionario llamado "ventilador abierto": un motor cuyas aspas giran al descubierto, al no estar alojadas en una carcasa.
El joint venture de ambos, CFM International, cree que el ventilador abierto es la clave para impulsar la próxima generación de aviones de fuselaje estrecho, los caballos de batalla de las flotas aéreas mundiales, utilizados para vuelos de corta y media distancia. Tanto Airbus como Boeing están diseñando planes para los sucesores de sus exitosas familias de aviones, el A320 y el 737 Max.
Hay mucho en juego para la industria: el cambio climático representa una seria amenaza para la aviación comercial y la próxima generación de aeronaves necesitará consumir mucho menos combustible si la industria quiere alcanzar su objetivo de cero emisiones netas para 2050, a la vez que continúa expandiéndose.
Aunque no está previsto que Airbus y Boeing pongan en servicio nuevos aviones hasta finales de la década de 2030, dados los largos plazos de desarrollo necesarios, los fabricantes de motores intentan encontrar maneras de lograr una mejora significativa en la eficiencia del combustible. Ejecutivos de GE y Safran creen que el diseño de ventilador abierto ofrece la mayor reducción potencial en el consumo de combustible, con una mejora del 20%.
Los motores de ventilador abierto carecen de carcasas que rodean a los ventiladores de los turboventiladores tradicionales, lo que significa menos peso y resistencia, que permite ventiladores más grandes, lo que mejora la eficiencia del combustible. No son nuevos, ya que la propia GE probó diseños en la década de 1980, pero los desafíos técnicos, incluido el ruido, obstaculizaron el progreso. El acceso a la supercomputación había ayudado a GE a optimizar el diseño de las aspas del ventilador para reducir el ruido, afirmó Hegeman.
CFM colabora con Airbus en un prototipo de su motor de ventilador abierto, y el mayor fabricante de aviones del mundo se prepara para realizar vuelos de prueba en un superjumbo A380 modificado hacia finales de esta década. Los vuelos servirán de base para una decisión final sobre la mejor manera de impulsar la próxima generación de aviones.
Los ejecutivos de Airbus insisten en que el grupo aún no ha tomado una decisión definitiva sobre el tipo de motor que elegirá. También está en conversaciones con otros fabricantes de motores, como Rolls-Royce y Pratt & Whitney de RTX, sobre sus propuestas, que se centran en diseños de ventilador cerrado más convencionales. Rolls-Royce, que solo fabrica motores para aeronaves de fuselaje ancho de mayor tamaño, espera comenzar las pruebas en tierra de un prototipo a escala reducida de su nuevo motor UltraFan en 2028. La compañía afirmó estar en conversaciones con todos los actores y buscar establecer alianzas sólidas para aprovechar esta oportunidad única.
Alan Newby, director de investigación y tecnología del grupo FTSE 100, afirmó estar muy familiarizado con los motores de rotor abierto, pero concluyó que no eran la tecnología adecuada para la próxima generación de aeronaves.
A pesar de la eficiencia que promete el motor de rotor abierto, "si pensamos en los requisitos de seguridad adicionales necesarios para las aeronaves equipadas con estos motores, gran parte de esa ventaja se pierde", añadió.
Pratt & Whitney, por su parte, está trabajando en una segunda generación de motor turbofán con engranajes para los próximos aviones de fuselaje estrecho. Rick Deurloo, presidente de motores comerciales, afirmó que P&W había concluido que los problemas de instalación, integración, ruido e industriales asociados con una arquitectura de rotor abierto aumentarían el riesgo general de ejecución y reducirían el beneficio potencial en el consumo de combustible. Los expertos en aviación afirmaron que la industria necesitaba aplicar las lecciones aprendidas de los motores actuales, que se han visto afectados por problemas de durabilidad, lo que ha generado mayores costos de mantenimiento para las aerolíneas. Airbus anunció esta semana que preveía que el suministro de motores se mantuviera limitado este año tras sufrir una grave escasez en los últimos dos años.
Hegeman, de GE, afirmó que la compañía ya estaba incorporando estas lecciones con las primeras pruebas de durabilidad, incluyendo pruebas de ingestión de polvo.
En el caso del motor de ventilador abierto, CFM deberá abordar desafíos concretos en torno al diseño, incluyendo la seguridad, dada la ausencia de la carcasa del motor. Es probable que se añada blindaje al fuselaje de la aeronave para reforzar las zonas susceptibles a sufrir daños por la rotura de una pala del ventilador.
Si Airbus se asocia con CFM, esto influirá en el diseño del avión que s enfrenta a dificultades en torno a la ubicación de los motores. Airbus está estudiando diferentes instalaciones del motor de ventilador abierto, incluyendo una configuración tradicional montada en el ala y una opción montada en la parte trasera del fuselaje.
Simplemente colgar los motores de ventilador abierto bajo el ala de una aeronave de "ala y tubo convencionales" sería "difícil desde el punto de vista de la certificación y la eficiencia", afirmó Nick Cunningham, analista de Agency Partners.
Tanto GE como Safran insisten en que están centrados en perfeccionar las tecnologías para un posible motor de ventilador abierto en lugar de estar listos para iniciar el desarrollo. "La mayoría de las tecnologías que estamos desarrollando para motores de ventilador abierto también podrían aplicarse a un ventilador con conductos", afirmó Andriès, de Safran. Sin embargo, cualquier decisión dependerá de Airbus y Boeing, añadió, ya que ninguno puede permitirse un retraso significativo en el consumo de combustible.
Hegeman cree que la industria y los pasajeros aceptarán los motores de ventilador abierto cuando los fabricantes puedan demostrar su seguridad y eficiencia: "Sí, el aspecto es diferente, pero creo que tiene una razón. Es un producto diferente. No caben las comparaciones. Queremos que se convierta en el nuevo estándar de la industria", concluyó.
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