En un mundo sin combustibles fósiles, ¿realmente se desarrollarían los viajes aéreos?

Más ligero que las aeronaves:

Si bien el avión moderno impulsado por combustión sería difícil de vender, hubo aeronaves impulsadas por vapor construidas mucho antes que los hermanos Wright, y los diseños con manivela existieron antes de eso. Después de eso, se construyeron aeronaves eléctricas como La France .

Sin duda, un modelo impulsado por vapor podría haber estado operativo, utilizando carbón vegetal o volátiles destilados y, de hecho, tales diseños son anteriores a los que utilizan combustibles fósiles. Sólo la eficiencia relativa de los combustibles fósiles hizo que predominaran. De hecho, los motores diésel inventados por Rudolf Diesel inicialmente funcionaban con polvo de carbón (fácilmente un submarino con carbón vegetal) o aceite vegetal, lo que demuestra que los biocombustibles ya eran viables en los primeros tiempos de la historia de los aviones. Los motores de aeronaves diésel eran viables al comienzo de la industria de la aviación y actualmente disfrutan de un resurgimiento.

Una vez que se estableció el valor y la eficacia de los aviones, dudo que simplemente hubieran desaparecido. Es una especulación decir si se habrían inventado aviones y helicópteros de ala fija, pero supongo que a medida que la fabricación de biocombustibles para varios vehículos propulsados ​​se hizo más común, probablemente se habrían inventado al MENOS, incluso si no lo hicieron. t termina siendo práctico. La versatilidad de estos vehículos probablemente aún habría llevado a funciones al menos especializadas para ellos.

Pero estoy seguro de que todavía habría dirigibles y dirigibles, y probablemente mejores que los que tenemos hoy en día debido a la falta de competencia de las aeronaves de ala fija que consumen mucha gasolina. El transporte terrestre y marítimo también se benefició de los combustibles fósiles, por lo que una competencia más débil en estos campos significa que la aeronave habría sido razonablemente competitiva como transporte de pasajeros e incluso de carga.

Puede encontrar esta pregunta relevante para su pregunta.

Estuvimos volando durante cientos de años antes de poner un motor en los aviones:

• Teníamos cometas que transportaban hombres que posiblemente se remontan al siglo VII.
• 1783 teníamos vuelo tripulado en globo de hidrógeno.
• La primera nave más pesada que el aire (sin humanos a bordo) fue aparentemente en 1655 ( ormitóptero accionado por resorte ).
• En 1853, el ingeniero británico George Cayley construyó el primer planeador real del mundo.

Sin gasolina, el avión de los hermanos Wright tal como lo construyeron no podría existir (usaron gasolina), pero teníamos baterías y motores eléctricos en este punto de la historia, tienen una relación potencia-peso más baja, pero ese primer vuelo podría haber ocurrido. eléctricamente en el mismo período.

Los viajes aéreos de larga distancia serían más difíciles, las baterías son más pesadas que la misma cantidad de combustible, pero al carecer de combustibles fósiles, aún podemos refinar el etanol a partir de biomasa. Hay aviones propulsados ​​por etanol , que en realidad son más baratos que los de gasolina. Ese vinculado se usa comúnmente para fumigar cultivos y puede funcionar con etanol generado libre de desechos de cultivos. No hay ninguna razón por la que no pueda escalar a un avión pequeño del tamaño de un avión comercial.

En Brasil, el etanol "puro" (94% etanol, 6% agua) se vende en todas las estaciones de servicio, y casi todos los autos nuevos vendidos pueden funcionar con cualquier proporción de mezcla de gasolina y etanol (lo llaman motores "flex").

Por lo tanto, la infraestructura para un combustible que puede impulsar un motor de combustión para un avión más pesado que el aire existe independientemente del petróleo desde la década de 1970.

La historia ciertamente sería diferente, y posiblemente no existirían los incentivos político-económicos para que los aviones sean lo que son hoy, pero es muy posible que se inventen y se utilicen para viajes locales en lugares donde la caña de azúcar es viable.

Las ciudades industriales junto al río existían antes de que la electricidad pudiera usarse para exportar energía.

¿Se desarrollarían finalmente aviones o helicópteros de ala fija? ¿Qué fuentes de combustible podrían usar?

planeadores, definitivamente.

Embarcaciones con propiedad, tal vez para aplicaciones militares, y para uso de los muy ricos. Probablemente serían alimentados con etanol, es difícil especular sobre qué tipo de motor usarían.

alas solares

Hoy en día hay experimentos con aviones eléctricos que funcionan con energía solar y baterías. ¡Funcionan lo suficientemente bien! Aunque, para ahorrar energía, vuelan despacio. Acostúmbrate a tener una velocidad de crucero de 300 km por hora como máximo.

inicio de catapulta

Si tiene que usar menos energía, aún puede volar. Se necesita la mayor parte de la potencia durante el despegue. ¿Sería un requisito estricto que no se utilicen combustibles fósiles? Los aeropuertos podrían tener una catapulta similar a un portaaviones para ayudar a suministrar una parte de la energía.

navegación

En vuelo, puede ser totalmente impotente con los aviones normales de hoy (como Boeing 737, A350, Dreamliner, Comac y similares) y volar cientos de kilómetros sin problemas. Dicho esto, será incluso más lento que el avión solar de arriba, probablemente en el rango de 100 a 200 km por hora, también necesita algunos medios para llevarlos allí en primer lugar. Si construye aviones de vela específicamente para esta velocidad y propósito, mejorará. Si está listo para pasar parte del tiempo de vuelo usando convección para ganar altura, puede volar mucho tiempo sin energía, pero su velocidad promedio es aún más baja. Los trenes son mejores y más rápidos entonces.

motor de hidrogeno

Las turbinas actuales también pueden funcionar con hidrógeno. A primera vista, esto es incluso atractivo porque el hidrógeno tiene una relación potencia-peso 4 veces mayor que el queroseno. Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno es tan complicado que consumirá gran parte de esa ventaja de peso o incluso más. Así que imagine el avión de hoy con un tipo diferente de almacenamiento de combustible, probablemente en el vientre y no en el ala, por lo que el ala puede ser un poco más delgada pero más larga, y tiene ese avión subsónico de hoy, pero sin combustibles fósiles.

No sé si hubiéramos tomado el mismo camino de desarrollo hacia este avión libre de combustibles fósiles como aquí, en un mundo completamente sin combustibles fósiles.

No relacionado directamente con el combustible utilizado en la aeronave, el carbón también se utiliza para crear coque que se utiliza en la creación de productos metálicos.

En 1709, Abraham Darby I estableció un alto horno alimentado con coque para producir hierro fundido. La fuerza de trituración superior del coque permitió que los altos hornos se hicieran más altos y más grandes. La consiguiente disponibilidad de hierro barato fue uno de los factores que llevaron a la Revolución Industrial. Antes de este tiempo, la fabricación de hierro usaba grandes cantidades de carbón vegetal, producido al quemar madera.

Como muestran otras respuestas, los combustibles fósiles pueden reemplazarse con otros combustibles. Sin embargo, la falta de combustibles fósiles fácilmente disponibles y de bajo costo afectaría el curso de la Revolución Industrial en su mundo, lo que afectaría la disponibilidad de muchas tecnologías.

Además, la falta de combustibles fósiles significa que el uso de la madera como combustible sigue siendo alto, lo que lleva a niveles más altos de deforestación que pueden tener un impacto profundo en el ecosistema de una región. Japón logró prevenir la deforestación cambiando su uso de los bosques (fuente: https://www.appropedia.org/Japan_Forestry ). Isla de Pascua, sin embargo, no lo hizo.

Con la pérdida de su bosque, la calidad de vida de los isleños se desplomó. Los arroyos y los suministros de agua potable se secaron. Los rendimientos de los cultivos disminuyeron a medida que el viento, la lluvia y la luz solar erosionaron la capa superior del suelo. Los incendios se convirtieron en un lujo ya que no se podía encontrar madera en la isla https://rainforests.mongabay.com/09easter_island.htm

¿Habría Gran Bretaña evitado el destino de la Isla de Pascua sin combustibles fósiles para cosas simples como la calefacción y la cocina? Se requeriría un enfoque diferente para el uso de la madera y la gestión forestal. Afectando aún más el curso de la industrialización. La agricultura también se ve afectada por la industrialización, piense en todas las herramientas y máquinas. La agricultura adicional depende de los combustibles fósiles para los fertilizantes sintéticos ( https://en.wikipedia.org/wiki/Fertilizer#Nitrogen_fertilizers ).

Teniendo en cuenta la eficiencia agrícola reducida, significa que gran parte de la población está involucrada en la producción de alimentos, por lo que hay menos ingenieros y científicos para desarrollar métodos alternativos para crear metales baratos, generación de electricidad o incluso tecnología nuclear. La eficiencia agrícola también afectará la disponibilidad de biocombustibles.

Dicho todo esto, la Revolución Industrial probablemente aún sería posible sin los combustibles fósiles, pero su curso definitivamente sería diferente. Puedo imaginar que las sociedades intentarían encontrar árboles de crecimiento más rápido para satisfacer sus necesidades energéticas, tal vez incluso bambú, que también se puede convertir en carbón. Probablemente diferentes diseños de hornos generarían metales baratos con carbón vegetal o biocombustibles. Es probable que la electricidad también comience a desempeñar un papel en la fundición y refinación de metales más temprano, vea los hornos de arco eléctrico, por ejemplo. Una vez que este delgado borde de la cuña de la industrialización esté dentro, los desarrollos continuarán. Sin embargo, la velocidad y la escala de la industrialización se verían afectadas por la necesidad de equilibrar constantemente los aspectos ambientales para mantener bosques y tierras de cultivo saludables.

Según lo establecido por otros aviones sería posible sin combustibles fósiles. Sin embargo, la energía total disponible es simplemente más limitada sin los combustibles fósiles. La mayoría de las tecnologías, incluidos los ferrocarriles y los vuelos, estarían menos extendidas y, por lo tanto, solo estarían disponibles para la élite rica de la sociedad.

La energía hidroeléctrica también está mucho menos disponible, especialmente antes de que se puedan construir las represas hidroeléctricas, que aún se basan en ruedas hidráulicas. La energía eólica se implementaría más ya que los molinos de viento se pueden colocar en más ubicaciones. Las baterías serían mucho más importantes en este mundo dependiente de la electricidad, como empezamos a ver en el mundo de hoy. Los aviones alimentados por baterías son posibles, pero requieren baterías más densas en energía que las que tenemos hoy. Teniendo en cuenta la importancia de las pilas en su mundo, estas seguramente se inventarían.

Espero que la energía nuclear sea un cambio de juego más grande que en nuestro mundo, haciendo que la energía esté disponible de forma más barata a mayor escala. O eso, o la energía eólica y, finalmente, la solar jugarían un papel más importante.

En cuanto a su pregunta "¿Podrían las aeronaves seguir siendo viables frente a los ferrocarriles electrificados y el transporte nuclear a través de los océanos?" Probablemente sí, los aviones seguirían siendo más rápidos que los barcos y los trenes generalmente no pueden cruzar océanos y mares. Además, los aviones necesitan menos infraestructura que los trenes, lo que me imagino que será una ventaja aún mayor en un mundo en el que es menos fácil producir en masa muchas cosas durante mucho tiempo. Tampoco se olvide de las aplicaciones militares que son exclusivas de las aeronaves y que contribuirán a su desarrollo.

Los vuelos a pistón y a reacción aún podrían desarrollarse sin depender de los combustibles fósiles. Usamos combustibles fósiles para la gasolina, el diésel y el combustible para aviones porque es relativamente fácil de preparar a partir del petróleo que extraemos del suelo, los combustibles son densos en energía y los motores son densos en potencia. Sin embargo, tanto los motores de pistón como los de reacción pueden funcionar con una variedad de combustibles que podrían sintetizarse o refinarse a partir de fuentes distintas al petróleo. El combustible para aviones se puede refinar a partir de aceite vegetal. Para el vuelo propulsado por pistones, necesita algo que se comporte de manera muy similar a la gasolina en términos de densidad de energía, combustibilidad y capacidad de almacenamiento: una mezcla de alcanos en su mayoría en el rango correcto (heptano, octano). Es posible (no necesariamente fácil o eficiente) sintetizarlos a partir de fuentes de hidrocarburos: aceites vegetales y/u otras materias vegetales.

Sería mucho más plausible ver aeronaves propulsadas por motores a reacción o de pistón de combustible líquido que reactores nucleares compactos, incluso si los combustibles tienen que sintetizarse porque la producción de energía nuclear crece bien, pero no se reduce bien, y los reactores móviles aportan cuestiones de seguridad: las colisiones/choques pueden desencadenar fugas peligrosas de materiales radiactivos.