Avgas

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El avgas ( gasolina de aviación , también conocido como espíritu de aviación en el Reino Unido ) es un combustible de aviación utilizado en aeronaves con motores de combustión interna de encendido por chispa . El avgas se distingue de la gasolina convencional (gasolina) utilizada en vehículos de motor , que se denomina mogas (gasolina de motor) en un contexto de aviación. A diferencia de la gasolina de motor, que se ha formulado sin plomo desde la década de 1970 para permitir el uso de convertidores catalíticos para la reducción de la contaminación, los grados más comúnmente utilizados de avgas todavía contienen tetraetilo de plomo , un aditivo tóxico que contiene plomo que se utiliza para ayudar en la lubricación del motor, aumentar el octanaje y evitar el golpeteo del motor (detonación prematura). Hay esfuerzos en curso 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 los requisitos de los motores de turbina que no requieren octanaje y funcionan en un rango de vuelo mucho más amplio que los motores de pistón. El queroseno también lo utilizan la mayoría de los motores de pistón diésel desarrollados para uso en aviación, como los de SMA Engines , Austro Engine y Thielert .

El principal componente del petróleo utilizado para mezclar 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 ^{[ se necesita más explicación ]} , 25-M82 ^{[ se necesita más explicación ]} tienen una densidad de 6,01 libras por galón estadounidense (720 g/L) a 15 °C (59 °F). (En Estados Unidos se utiliza comúnmente 6 lb/gal estadounidense para el cálculo del peso y el equilibrio ). ^[1] La densidad aumenta a 6,41 libras por galón estadounidense (768 g/L) a −40 °C (−40 °F), y disminuye 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 para automóviles, 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 al nivel del mar, 14,7 psi, para vehículos de motor y la presión ambiental a 22.000 pies, 6,25 psi, para aeronaves. La menor volatilidad del Avgas reduce la posibilidad de bloqueo de vapor en las líneas de combustible a altitudes de hasta 22.000 pies. ^[6]

Las mezclas particulares 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 de aviones 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 en 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 fines del siglo XX.

Actualmente, el avgas con plomo está disponible en varios grados con diferentes concentraciones máximas de plomo. (También está disponible el avgas sin plomo). Debido a que el tetraetilo de plomo es un aditivo tóxico, se utiliza la cantidad mínima necesaria para que el combustible alcance el octanaje requerido; las concentraciones reales suelen ser inferiores al máximo permitido. ^{[ cita requerida ]} Históricamente, muchos motores de aviones de pistón de 4 y 6 cilindros de baja potencia desarrollados después de la Segunda Guerra Mundial se diseñaron para utilizar combustibles con plomo; se está desarrollando y certificando un combustible de reemplazo sin plomo para estos motores. Algunos aviones con motores alternativos aún requieren combustibles con plomo, pero otros no, y algunos pueden quemar gasolina sin plomo si se utiliza un aditivo de aceite especial.

El consumo anual de avgas en Estados Unidos fue de 186 millones de galones estadounidenses (700.000 m3 ⁾ en 2008, y representó aproximadamente el 0,14% del consumo de gasolina para motores. Desde 1983 hasta 2008, el consumo de avgas en Estados Unidos disminuyó de manera constante en aproximadamente 7,5 millones de galones estadounidenses (28.000 m3 ⁾ cada año. ^[7] A partir de 2024, el consumo anual de avgas en Estados Unidos fue de 180 millones de galones estadounidenses (680.000 m3 ⁾ , ^[8] la mayoría de los cuales contenían plomo, ^[9] y 170.000 aviones en Estados Unidos usaban avgas con plomo. ^[9]

En Europa, el avgas sigue siendo el combustible más común para motores de pistón. Los altos precios han alentado los esfuerzos para convertirlo en combustible diésel , que es más fácil de conseguir, menos costoso y tiene ventajas para el uso en aviación. ^[10]

Los grados de avgas se identifican por dos números asociados con su Número de Octano del Motor (MON) . ^[11] El primer número indica el índice de octano del combustible probado según los estándares de " pobreza de aviación ", que es 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 " rica de aviación ", que intenta simular una condición sobrealimentada con una mezcla rica, temperaturas elevadas y una alta presión del colector. Por ejemplo, 100/130 avgas tiene un índice de octano de 100 en los ajustes pobres que se usan generalmente para crucero y 130 en los ajustes ricos que se usan para despegar y otras condiciones de máxima potencia. ^[12]

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

100LL (pronunciado "one hundred low lead") puede contener un máximo de la mitad del tetraetilo de plomo permitido en avgas 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 fines de la década de 1990 están diseñados para funcionar con combustible sin plomo y con 100LL, un ejemplo es el Rotax 912. [ ^20]

La gasolina para automóviles  , conocida como mogas o autogas entre los aviadores, que no contiene etanol se puede utilizar en aeronaves certificadas que tengan un Certificado de Tipo Suplementario (STC) para gasolina para automóviles, así como en aeronaves experimentales y aeronaves ultraligeras . ^{[ cita requerida ]} Algunos oxigenantes distintos del etanol están aprobados, pero estos STC prohíben las gasolinas mezcladas con etanol. ^{[ cita requerida ]} La gasolina tratada con etanol es susceptible a la separación de fases, lo que es muy posible debido a los cambios de altitud/temperatura que experimentan los aviones ligeros en vuelo ordinario. ^{[ cita requerida ]} Este combustible tratado con etanol puede inundar el sistema de combustible con agua, lo que puede causar fallas del motor en vuelo. ^{[ cita requerida ]} Además, el combustible separado en fases puede dejar porciones restantes que no cumplen con los requisitos de octano debido a la pérdida de etanol en el proceso de absorción de agua. Además, el etanol puede atacar materiales en la construcción de aeronaves que son anteriores a los combustibles "gasahol". ^{[ cita requerida ]} La mayoría de estos aviones tienen motores de baja compresión que originalmente fueron certificados para funcionar con avgas 80/87 y requieren solo gasolina automotriz "regular" con índice antidetonante 87. Algunos ejemplos incluyen el popular Cessna 172 Skyhawk o el Piper Cherokee con la variante de 150 hp (110 kW) del Lycoming O-320 . ^{[ cita requerida ]}

Algunos motores de aeronaves fueron certificados originalmente con un avgas 91/96 y tienen STC disponibles para funcionar con gasolina automotriz con índice antidetonante (AKI) 91 "premium". Algunos ejemplos incluyen algunos Cherokees con el 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 . La clasificación AKI de un combustible automotriz típico podría no corresponder directamente con el avgas 91/96 utilizado para certificar motores, ya que las bombas de los vehículos motorizados en los EE. UU. utilizan el llamado sistema de clasificación de octano promedio para vehículos motorizados "(R + M)/2", que se publica en las bombas de las estaciones de servicio. La sensibilidad es de aproximadamente 8 a 10 puntos, lo que significa que un combustible AKI 91 puede tener un MON de tan solo 86. El extenso proceso de prueba requerido para obtener un STC para la combinación motor/estructura ayuda a garantizar que, para aquellas aeronaves elegibles, el combustible AKI 91 proporcione un margen de detonación suficiente en condiciones normales. ^{[ cita requerida ]}

La gasolina para automóviles no es un sustituto totalmente viable del avgas en muchas aeronaves, porque muchos motores de aviones de alto rendimiento y/o turboalimentados requieren combustible de 100 octanos y son necesarias modificaciones para poder utilizar combustible de menor octanaje. ^{[40] [41]}

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

Afortunadamente, la historia significativa de los motores convertidos a mogas ha demostrado que muy pocos problemas de motor son causados ​​por la gasolina para automóviles ^{[ cita requerida ]} . Un problema mayor se deriva del rango más alto y más amplio de presiones de vapor permitidas que se encuentran en la gasolina para automóviles; esto puede representar algún riesgo para los usuarios de la aviación si no se tienen en cuenta las consideraciones de diseño del sistema de combustible. La gasolina para automóviles puede vaporizarse en las líneas de combustible, causando un bloqueo de vapor (una burbuja en la línea) o cavitación de la bomba de combustible, privando así al motor de combustible. Esto no constituye un obstáculo insuperable, sino que simplemente requiere un examen del sistema de combustible, asegurando una protección adecuada contra las altas temperaturas y manteniendo una presión suficiente en las líneas de combustible. Esta es la razón principal por la que tanto el modelo de motor específico como la aeronave en la que está instalado deben estar certificados complementariamente 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). Sólo las versiones posteriores del fuselaje con diferentes carenados de motor y configuraciones de escape son aplicables para el STC de combustible automotriz, e incluso entonces requieren modificaciones del sistema de combustible. ^{[ cita requerida ]}

El bloqueo de vapor ocurre típicamente en sistemas de combustible donde una bomba de combustible accionada mecánicamente montada en el motor extrae combustible de un tanque montado más abajo que la bomba. La presión reducida en la línea puede hacer que los componentes más volátiles de la gasolina para automóviles se conviertan en vapor, formando burbujas en la línea de combustible e interrumpiendo el flujo de combustible. Si se monta una bomba de refuerzo eléctrica en el tanque de combustible para empujar el combustible hacia el motor, como es una práctica común en los automóviles con inyección de combustible, la presión de combustible en las líneas se mantiene por encima de la presión ambiental, lo que evita la formación de burbujas. Del mismo modo, si el tanque de combustible está montado sobre el motor y el combustible fluye principalmente debido a la gravedad, como en un avión de ala alta, no puede ocurrir un bloqueo de vapor, ya sea que se utilice combustible de aviación o de automóvil. Los motores de inyección de combustible en automóviles también suelen tener una línea de "retorno de combustible" para enviar el combustible no utilizado de regreso al tanque, lo que tiene el beneficio de igualar la temperatura del combustible en todo el sistema, lo que reduce aún más la posibilidad de que se desarrolle un bloqueo de vapor. ^{[ cita requerida ]}

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

Rotax permite hasta un 10 % de etanol (similar al combustible E10 para automóviles) en el combustible de los motores Rotax 912. Las aeronaves deportivas ligeras que el fabricante especifica para tolerar el alcohol en el sistema de combustible pueden utilizar hasta un 10 % de etanol. ^[20]

Los colorantes de combustible ayudan a la tripulación 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] Los colorantes para el combustible son obligatorios en algunos países. ^[42]

La eliminación gradual de los 100LL se ha calificado como "uno de los problemas más urgentes de la aviación general moderna", ^[43] porque el 70% del combustible de aviación de 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]}

Hay tres cuestiones fundamentales a tener en cuenta al utilizar combustibles sin plomo sin realizar modificaciones importantes en la estructura o el motor del avión:

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

En febrero de 2008, Teledyne Continental Motors (TCM) anunció que la compañía estaba muy preocupada por la disponibilidad futura del 100LL y, como resultado, desarrollarían una línea de motores diésel . ^[48] En una entrevista de febrero de 2008, el presidente de TCM, Rhett Ross, indicó su creencia de que la industria de la aviación se verá "obligada a abandonar" el uso del 100LL en un futuro cercano, dejando al combustible para automóviles y al combustible para aviones como las únicas alternativas. En mayo de 2010, TCM anunció que habían 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 gran problema en los próximos años y que dará lugar a la eliminación progresiva del 100LL debido a su contenido de plomo. ^[52]

En mayo de 2012, la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (comité de reglamentación de la transición del gas de aviación sin plomo de la FAA) había elaborado un plan en colaboración con la industria para sustituir el gas de aviación con plomo por una alternativa sin plomo en un plazo de 11 años. Dado el progreso ya logrado con el 100SF y el G100UL, el tiempo de sustitución podría ser más corto que el estimado para 2023. Cada combustible candidato debe cumplir una lista de verificación de 12 parámetros de especificación del combustible y 4 parámetros de distribución y almacenamiento. La FAA ha solicitado un máximo de 60 millones de dólares 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 Pistón (PAFI) para evaluar combustibles sin plomo tetraetílico. La primera fase de pruebas se lleva a cabo en el Centro Técnico William J. Hughes para un reemplazo aprobado por la industria por la FAA para 2018. ^[55]

En julio de 2021, la Administración Federal de Aviación aprobó el primer avgas sin plomo producido comercialmente, el G100UL de GAMI, a través de un Certificado de Tipo Suplementario . ^[56]

Lycoming Engines ofrece una lista de motores y combustibles compatibles con combustible sin plomo. Sin embargo, todos sus motores requieren el uso de un aditivo de aceite cuando se utiliza combustible sin plomo: "Cuando se utilizan los combustibles sin plomo identificados en la Tabla 1, se debe utilizar el aditivo de 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 también debe cumplir con los requisitos establecidos en la especificación del combustible, de lo contrario, se pueden producir daños en el motor debido a la detonación.

Antes de 2022, Teledyne Continental Motors (TCM) indicó que se requiere avgas con plomo en sus motores, y no combustibles para automóviles sin plomo: "Los motores de aeronaves actuales cuentan con componentes de mecanismo de válvulas que están 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 con motores diseñados para combustibles con plomo puede resultar en un desgaste excesivo del asiento de la válvula de escape debido a la falta de plomo, con un deterioro del rendimiento del cilindro a niveles inaceptables en menos de 10 horas". ^[57]

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

Hjelmco Oil introdujo por primera vez los 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 utilizar 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 está certificada para hacerlo.

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

El combustible para motores 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 reemplazo para el 100LL. Este 94UL cumple con la especificación avgas, incluida la presión de vapor, pero no se ha probado completamente en cuanto a sus cualidades de detonación en todos los motores Continental o 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, están procediendo con 94UL y que se esperaba la certificación para mediados de 2013. ^{[65] [66]}

En junio de 2010, Lycoming Engines manifestó su oposición al 94UL. El director general de la empresa, Michael Kraft, afirmó que los propietarios de aeronaves no se dan cuenta de cuánto rendimiento se perdería con el 94UL y calificó la decisión de adoptar el 94UL como un error que podría costarle a la industria de la aviación miles de millones de dólares en pérdidas comerciales. Lycoming cree que la industria debería adoptar en su lugar el 100UL. La postura de Lycoming cuenta con el apoyo de los 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 colectivamente la Clean 100 Octane Coalition para representarlos en este tema y promover el uso de avgas sin plomo de 100 octanos. ^{[67] [68] [69] [70]}

En noviembre de 2015, se agregó UL94 como un grado secundario de gasolina de aviación sin plomo a ASTM D7547, que es la especificación que rige la gasolina de aviación sin plomo UL91. UL91 se vende actualmente en Europa. UL94 cumple con todos los mismos límites de propiedades de especificación que 100LL con la excepción de un número de octano de 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 con todas las especificaciones de gasolina sin plomo de ASTM International , se permite una cantidad mínima de plomo agregado involuntariamente. ^[60]

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

El UL94 no está pensado para reemplazar completamente al 100LL, sino que está diseñado para reemplazar directamente a las aeronaves con motores de menor octanaje, como los que están aprobados para operar con avgas de grado 80 (o inferior), UL91 o mogas. Se estima que hasta el 65 % de la flota actual de aeronaves con motor de pistón de aviación general puede operar con UL94 sin modificaciones en el motor ni en la estructura. Sin embargo, algunas aeronaves requieren la compra de un Certificado de Tipo Suplementario (STC) aprobado por la FAA para permitir la operación con UL94. ^{[72] [74] [75]}

UL94 tiene un número de octano de motor mínimo (MON, que es el índice de octano empleado 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 utilizado para calificar toda la gasolina para automóviles de 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 98,0.

Simultáneamente con la incorporación de UL94 a ASTM D7547, la FAA publicó el Boletín de Información de Aeronavegabilidad Especial (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 su uso 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 un octanaje mínimo de motor 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 vendidos por Swift Fuels, ya que la mayoría de las aeronaves en la Lista de modelos aprobados del STC están certificadas para usar avgas de 80 octanos o menos.

El 6 de abril de 2017, Lycoming Engines publicó la Instrucción de servicio 1070V, que agrega 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 constituyen casi el 90 % de los modelos aprobados para UL94. ^[22]

Swift Fuels, LLC, ha obtenido la aprobación para producir combustible para pruebas en su planta piloto en Indiana. Compuesto por aproximadamente 85% de mesitileno y 15% de isopentano , el combustible está programado para pruebas exhaustivas por parte de la FAA para recibir la certificación bajo la nueva directriz ASTM D7719 para combustibles de reemplazo sin plomo 100LL. La compañía finalmente tiene la intención de producir el combustible a partir de materias primas de biomasa renovable y apunta a producir algo competitivo en precio con 100LL y combustibles alternativos actualmente disponibles. Swift Fuels ha sugerido que el combustible, anteriormente conocido como 100SF, estará disponible para "aeronaves de alto rendimiento con motor de pistón" 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 pueden derivarse de la fermentación de biomasa . ^[79] Durante los siguientes años, la empresa buscó construir una planta piloto para producir suficiente combustible para pruebas a mayor escala ^{[80] [81]} y presentó combustible a la FAA para pruebas. ^{[82] [83] [84] [85]}

En 2008, un artículo del escritor de tecnología y entusiasta de la aviación Robert X. Cringely atrajo la atención popular sobre el combustible, ^[86] como también lo hizo un vuelo de travesía con Swift-Fueled realizado por Dave Hirschman de la AOPA . ^[87] Las afirmaciones de Swift Enterprises de que el combustible podría eventualmente fabricarse de manera mucho más barata que 100LL han sido debatidas en la prensa de aviación. ^{[82] [88] [89] [90] [91] [92] [93]}

La FAA determinó que Swift Fuel tiene un octanaje de motor de 104,4, 96,3% de la energía por unidad de masa y 113% de la energía por unidad de volumen que 100LL, y que cumple con la mayor parte de la norma ASTM D910 para combustible de aviación con plomo. Después de las pruebas en dos motores Lycoming, la FAA concluyó que funciona mejor que 100LL en las pruebas de detonación y proporcionará un ahorro de combustible del 8% por unidad de volumen, aunque pesa 1 libra por galón estadounidense (120 g/L) más que 100LL. Las pruebas GC - FID mostraron que el combustible está hecho principalmente de dos componentes: uno con un 85% en peso y el otro con un 14% en peso. ^{[94] [95]} Poco después, AVweb informó que Continental había comenzado el proceso de certificación de varios de sus motores para utilizar el nuevo combustible. ^[96]

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

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

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

En febrero de 2010, General Aviation Modifications Inc. (GAMI) anunció que estaba en proceso de desarrollar un sustituto del 100LL que se denominaría G100UL ("sin plomo"). Este combustible se fabrica mezclando productos de refinería existentes y produce 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 se puede mezclar con él en los tanques de los aviones para su uso. ^{[90] [31] [105]}

En demostraciones realizadas en julio de 2010, el G100UL tuvo un mejor desempeño que el 100LL, que apenas cumple con la especificación mínima y tuvo un rendimiento tan bueno como el 100LL de producción promedio. ^[106]

La G100UL fue aprobada 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 se aplicaba a los modelos del 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 de la 100LL. ^[56] Esto se revisó posteriormente a 1,00 dólar estadounidense por galón estadounidense. ^[31]

En 2022, Paul Bertorelli de AVweb informó que la FAA estaba demorando la certificación general 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 bajo 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 para todas las aeronaves con motor de pistón y combinaciones de motores. En febrero de 2023, GAMI comenzó a vender certificados de tipo suplementarios para permitir que los propietarios de aeronaves utilicen el combustible cuando esté disponible. ^{[108] [109]} En abril de 2024, GAMI anunció que se habían producido 1 millón de galones de G100UL. Se pronosticó que la disponibilidad de combustible en los aeropuertos de California, Washington y Oregón en los EE. UU. estaría a mediados de 2024 y en el resto del país a mediados de 2026. ^{[32] [31] [108] [109]}

En diciembre de 2013, Shell Oil anunció que había desarrollado un combustible sin plomo de 100 octanos y que lo presentaría para que la FAA lo sometiera a pruebas y que se espera que reciba la certificación en un plazo de dos a tres años. ^[110] El combustible está basado en alquilatos con un paquete de aditivos aromáticos. Todavía no se ha publicado información sobre su rendimiento, su capacidad de producción o su precio. Los analistas de la industria han indicado que probablemente costará tanto o más que el actual combustible de 100 octanos. ^[111]

Los TEL presentes en el gas de aviación con plomo y sus productos de combustión son potentes neurotoxinas que, según se ha demostrado en investigaciones científicas, interfieren en el desarrollo cerebral de los niños. Los niños que viven en residencias o guarderías cercanas a aeropuertos con un tráfico de aeronaves con motor de pistón de moderado a alto corren un riesgo especialmente alto de presentar niveles elevados de plomo en sangre. ^{[112] [113] [114]} La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha observado que la exposición a niveles incluso muy bajos de contaminación por plomo se ha vinculado de manera concluyente con la pérdida de coeficiente intelectual en pruebas de función cerebral de los niños, lo que proporciona un alto grado de motivación para eliminar el plomo y sus compuestos del medio ambiente. ^{[115] [116]}

Aunque las concentraciones de plomo en el aire han disminuido, los estudios científicos han demostrado que el desarrollo neurológico de los niños se ve perjudicado por niveles mucho más bajos de exposición al plomo de lo que se creía anteriormente. La exposición a niveles bajos de plomo se ha vinculado claramente con la pérdida de coeficiente intelectual en las pruebas de rendimiento. Incluso una pérdida media de coeficiente intelectual de 1 a 2 puntos en los niños tiene un impacto significativo para la nación en su conjunto, ya que daría lugar a un aumento de los niños clasificados como discapacitados mentales, así como a una disminución proporcional del número de niños considerados "superdotados". ^[116]

El 16 de noviembre de 2007, el grupo ambientalista Amigos de la Tierra presentó una petición formal a la EPA para que regulara el gas de aviación con plomo. La EPA respondió con una notificación de petición de reglamentación. ^[14]

El aviso de petición decía:

Friends of the Earth ha presentado una petición a la EPA, solicitando que la EPA 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 del aire que puede preverse razonablemente que ponga en peligro la salud o el bienestar públicos y que la EPA proponga normas de emisiones para el plomo de las aeronaves de aviación general. Alternativamente, Friends of the Earth solicita que la EPA inicie un estudio e investigación de los impactos en la salud y el medio ambiente de las emisiones de plomo de las aeronaves de aviación general, si la EPA cree que no existe suficiente información para llegar a tal conclusión. La petición presentada por Friends of the Earth explica su opinión de que las emisiones de plomo de las aeronaves de aviación general ponen en peligro la salud y el bienestar públicos, lo que crea la obligación de que la EPA proponga normas de emisiones. ^[117]

El período de comentarios públicos sobre esta petición cerró el 17 de marzo de 2008. ^[117]

En virtud de una orden judicial federal para establecer una nueva norma antes del 15 de octubre de 2008, la EPA redujo los límites aceptables para el plomo atmosférico de la norma anterior de 1,5 μg/m ³ a 0,15 μg/m ³ . Este fue el primer cambio de la norma desde 1978 y representa una reducción de un orden de magnitud con respecto a los niveles anteriores. La nueva norma exige que las 16.000 fuentes restantes de plomo en los 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. ^{[115] [116] [118]}

Los propios estudios de la EPA han demostrado que para evitar una disminución mensurable del coeficiente intelectual de los niños considerados más vulnerables, el estándar debe ser mucho más bajo, a 0,02 μg/m ³ . La EPA identificó el gas de aviación como una de las "fuentes más importantes de plomo". ^{[119] [120]}

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 , afirmó que la aviación general desempeña un papel valioso en la economía de los EE. UU. y que cualquier cambio en las normas sobre el plomo que cambiaría la composición actual del avgas tendría un "impacto directo en la seguridad del vuelo y en el futuro mismo de las aeronaves ligeras en este país". ^[121]

En diciembre de 2008, la AOPA presentó comentarios formales a las nuevas regulaciones de la EPA. La AOPA le pidió a la EPA que explicara el costo y los problemas de seguridad que implica la eliminación del plomo del gas de aviación. Señaló que el sector de la aviación emplea a más de 1,3 millones de personas en los EE. UU. y tiene un efecto económico directo e indirecto que "supera los 150 mil millones de dólares anuales". La AOPA interpreta que las nuevas regulaciones no afectan a la aviación general tal como están redactadas actualmente. ^[122]

En abril de 2010, la EPA de Estados Unidos publicó en el Registro Federal de los Estados Unidos un aviso anticipado de reglamentación propuesta. La EPA indicó: "Esta acción describirá el inventario de plomo relacionado con el uso de avgas con plomo, la calidad del aire y la información sobre la exposición, así como información adicional que la Agencia está recopilando relacionada con 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". ^{[123] [124]}

A pesar de las afirmaciones en los medios de comunicación de que el avgas con plomo se eliminará en los EE. UU. a más tardar en 2017, la EPA confirmó en julio de 2010 que no hay una fecha de eliminación gradual y que establecer una sería responsabilidad de la FAA, ya que la EPA no tiene autoridad sobre el avgas. El administrador de la FAA declaró que regular el plomo en el avgas es una responsabilidad de la EPA, lo que resultó en críticas generalizadas a ambas organizaciones por causar confusión y retrasar las soluciones. ^{[125] [126] [127] [128] [129]}

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 Pilotos y Propietarios de Aeronaves , indicaron que ambos confían en que el avgas con plomo no se eliminará hasta que se encuentre un sustituto adecuado. "No hay motivos para creer que el 100% de bajo contenido de plomo dejará de estar disponible en un futuro próximo", afirmó Fuller. ^[130]

Los resultados finales del estudio de modelado de plomo de la EPA en el Aeropuerto de Santa Mónica muestran niveles fuera del aeropuerto por debajo de los 150 ng/m ³ actuales y posibles niveles futuros de 20 ng/m ^{3. [131]} 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 Ambiental (NAAQS) actual para plomo. ^[132]

El Avgas se utiliza ocasionalmente en coches de carreras amateur , ya que su octanaje es más alto que el de la gasolina para automóviles, lo que permite que los motores funcionen con relaciones de compresión más altas. ^{[ cita requerida ]}

• Emisiones relativas de CO2 _de varios combustibles

• [1] AVGAS