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SAF é a sigla de Sustainable Aviation Fuel ou Combústivel de Aviação Sustentável, um caminho para reduzir as emissões do setor aéreo.
(Foto: Reprodução YouTube/Honeywell)
Nos últimos tempos, temos ouvido muito sobre o combustível sustentável para aviação, o SAF, na sigla em inglês (Sustainable Aviation Fuel). Mas, você sabe o que é esse tipo de combustível e como ele pode ajudar a mudar o setor aéreo nos próximos anos? Do que é feito? Por que dizem que ele é mais sustentável?
Nesse texto, explicamos para você o passo a passo de como o SAF pode contribuir para reduzir, significativamente, as emissões de carbono nesta importante indústria.
De acordo com a Associação Internacional de Energia A aviação gera cerca de 2% de todas as emissões globais anuais de CO2. Essas emissões se devem em maior parte ao uso do querosene de aviação tradicional, que é um combustível fóssil derivado de petróleo obtido por meio de processos de refino, e que gera mais emissões. Em vez de usar petróleo bruto, o SAF começa com ingredientes renováveis, como óleos vegetais, gorduras animais e até mesmo resíduos de alimentos.
Uma sessão de pré-tratamento remove alguns contaminantes destas matérias-primas para o próximo passo: transformações químicas chamadas hidrogenação e isomerização. Após esse processo a molécula já terá o formato similar ao do hidrocarboneto fóssil, resultando em um produto substituto perfeito do querosene de aviação fóssil, pronto para uso.
Mistura
(Foto: Reprodução YouTube/Honeywell)
Hoje, em função da legislação vigente, o SAF ainda não age sozinho – ele é misturado com o combustível de aviação tradicional em uma proporção certa, para atendimento gradual das metas de descarbonização propostas pela IATA (International Air Transport Association) e os diversos países que já desenvolveram regulação própria.
Essa mistura mantém a performance do combustível tradicional e garante que o SAF seja eficaz e mais sustentável para o uso em aviões. Atualmente, já há testes em andamento com combustível 100% SAF, com significativa redução de emissões de carbono.
Certificações rigorosas
Antes de ser usado para fazer os aviões decolarem, o SAF precisa passar por testes rigorosos e ser certificado. Assim como um piloto precisa de sua licença para voar, o SAF também precisa de sua “licença” para ser usado em aviões.
Enquanto o combustível fóssil é derivado do petróleo, o SAF é mais sustentável do que o combustível fóssil porque é produzido a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais, gordura animal, resíduos de biomassa ou CO2 capturado após síntese com hidrogênio verde. Isso faz com que a pegada de carbono do SAF seja até 70% menor em relação ao de origem fóssil.
Além disso, como dito anteriormente, o SAF é um combustível “drop-in”, o que significa que pode substituir diretamente o querosene fóssil sem a necessidade de redesenhar motores ou aeronaves – poupando dinheiro e recursos naturais que seriam usados na fabricação de novos modelos de aviões.
Em resumo, usar SAF é fazer uma escolha mais saudável para o planeta, já que ele reduz as emissões de carbono, ajuda a diversificar as fontes de combustível, reduz a dependência do petróleo, e contribui para a saúde de todos e do planeta de maneira geral.
Como andam os testes?
(Foto: Honeywell)
A Honeywell, empresa que fornece tecnologia para o desenvolvimento de SAF, e a Embraer anunciaram recentemente testes bem-sucedidos com 100% de combustível de aviação sustentável (SAF), marcando o primeiro voo puro da história. O teste comprovou que o motor da aeronave funcionou perfeitamente, afastando a dúvida de que o combustível ficaria aquém da sua versão com petróleo.
E o Brasil?
“Nosso país tem muitos recursos naturais, tecnologia e matéria-prima disponíveis para que o SAF ganhe escala mundial, o que pode posicionar o Brasil globalmente como um importante mercado, atraindo investidores e movimentando a economia local”, Leon Melli, Diretor de Vendas da Honeywell UOP, o Brasil tem um papel importante no desenvolvimento do combustível.
Modelo Praetor 600, da Embraer, que foi usado em testes com 100% de SAF (Foto: Matti Blume, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)
O executivo explica que o processo Honeywell UOP Ecofining, desenvolvido em conjunto com a Eni SpA, é um exemplo de inovação, pois converte óleos vegetais, gordura animal e outras matérias-primas residuais como o óleo de cozinha usado em diesel renovável (HVO) e SAF. Este biocombustível avançado pode reduzir as emissões de GEE em até 80% quando comparado às emissões de combustíveis fósseis.
O processo permite a conversão eficiente de matéria prima renovável em SAF, contribuindo para a redução das emissões de carbono na aviação global.
“Jatos particulares e aviação de pequenas empresas causam uma quantidade desproporcional de ruído e emissões de CO2 por passageiro – cerca de 20 vezes mais CO2 em comparação com um voo comercial” (Foto: Wouter Supardi Salari/Unsplash)
A Honeywell é líder global em produção de SAF e oferece um conjunto de tecnologias para criar combustíveis com emissões reduzidas. Mais de 40 licenças Honeywell Ecofining foram emitidas até o momento para produzir SAF.
Leon ressalta que a produção de Combustível Sustentável de Aviação (SAF) é uma peça-chave na busca da aviação por operações mais sustentáveis. “Essas inovações promissoras estão desempenhando um papel fundamental na transformação da indústria da aviação em direção a um futuro mais sustentável”, afirma.
Do transporte militar ao setor de petróleo e gás, essa aeronave pode revolucionar a maneira como grandes estruturas são movimentadas pelo planeta.
Com 108,5 metros de comprimento, o maior avião do mundo pode carregar lâminas de turbinas eólicas de até 105 metros e 26 toneladas, revolucionando a energia renovável e o transporte aéreo de cargas gigantes!
Se você acha que o Boeing 747 já é uma máquina absurda de grande, é porque ainda não viu o WindRunner, o maior avião do mundo. Esse monstro dos céus é 38,7 metros mais longo e foi criado para um propósito nada comum: transportar as maiores pás de turbinas eólicas já construídas para locais remotos.
Agora, pensa comigo: como você leva uma peça de 105 metros de comprimento e pesando 26 toneladas até um parque eólico no meio do nada? Não dá pra enfiar isso num caminhão e sair dirigindo por aí, né? Pois é exatamente por isso que a empresa Radia decidiu construir um avião gigantesco para resolver esse problema de uma vez por todas.
WindRunner: o maior avião do mundo que vai carregar o impossível
Para se ter uma ideia de sua magnitude, ele pode transportar 12 vezes mais carga do que um Boeing 747, sendo 80 vezes maior que a maior aeronave militar já construída.
Para se ter uma ideia de sua magnitude, ele pode transportar 12 vezes mais carga do que um Boeing 747.
O WindRunner não é só grande – ele é um verdadeiro colosso. Com 108,5 metros de comprimento e 79,6 metros de envergadura, ele consegue carregar cargas 12 vezes maiores do que um Boeing 747.
Mas aqui vai um detalhe curioso: apesar desse tamanho absurdo, ele foi projetado para carregar uma única lâmina de turbina eólica por vez. Isso porque essas pás são simplesmente enormes e não cabem de outro jeito.
E tem mais: como a tecnologia das turbinas não para de evoluir, já se fala em pás de até 104 metros no futuro. E adivinha só? O WindRunner vai estar lá, pronto pra dar conta do recado.
Por que esse avião gigante é tão necessário?
Transportar pás de turbinas eólicas é uma verdadeira dor de cabeça. Hoje, a única forma viável de fazer isso é por terra, e o processo pode levar até um ano e meio só de planejamento. O motivo? Simples:
As lâminas são longas demais pra fazer curvas em estradas comuns.
Pontes, placas de trânsito e até casas podem precisar ser removidas no caminho.
Os custos de transporte são altíssimos, e qualquer erro no trajeto pode atrasar tudo.
Ou seja, é um inferno logístico. E aí entra o WindRunner: em vez de gastar meses planejando a entrega de cada lâmina, o maior avião do mundo simplesmente pega a peça, levanta voo e entrega diretamente no destino. Sem enrolação, sem obras na estrada, sem custos desnecessários.
E se eu te dissesse que esse avião pode ter outros usos?
A ideia inicial do WindRunner é focada em energia eólica, mas os engenheiros da Radia já pensam em outras aplicações – algumas bem inesperadas.
O cientista de foguetes Mark Lundstrom, um dos cérebros por trás do projeto, acredita que o avião pode ser usado para transportar caças F-16 sem desmontá-los. Isso seria uma revolução no transporte militar, já que hoje esses aviões precisam ser desmontados em várias partes antes de serem levados de um país para outro.
Além disso, o WindRunner pode ser extremamente útil para a indústria de petróleo e gás, carregando equipamentos gigantes para regiões isoladas onde plataformas precisam ser montadas.
O impacto ambiental – sim, esse avião pode ajudar o meio ambiente!
A gente costuma pensar que aviões gigantes são um problema pro meio ambiente, né? Mas no caso do WindRunner, é exatamente o contrário.
A lógica é simples: se for mais fácil transportar pás de turbinas eólicas, mais parques eólicos serão construídos. Isso significa mais energia limpa sendo gerada e menos dependência de combustíveis fósseis.
O vice-presidente da Radia, Paul Hanna, já deixou claro o impacto desse projeto:
“Temos a oportunidade de retirar uma quantidade dramática e duradoura de CO2 da atmosfera.”
Em outras palavras, o maior avião do mundo pode ser uma peça-chave na luta contra as mudanças climáticas. Se tudo correr bem, os primeiros voos devem acontecer antes de 2030.
A Airbus adiou os planos de voar com uma aeronave movida a hidrogênio até 2035, representando um revés para as esperanças da indústria da aviação de alcançar emissões líquidas zero.
A decisão de abandonar o prazo para a aeronave de curto alcance foi comunicada aos funcionários no último dia 6. A Airbus decidiu comentar especificamente sobre uma declaração dos sindicatos franceses que afirmava que a entrada em serviço havia sido adiada de cinco a dez anos.
A empresa, ainda no dia 4, disse ao Financial Times que “2035 continua sendo a ambição” para a aeronave, após as companhias aéreas europeias reduzirem suas ambições para o papel do hidrogênio em alcançar emissões líquidas zero até 2050.
Na sexta-feira (7), a Airbus afirmou que a audição a imunidade era “esperada para depois de 2035”. Disse que permanecia "comprometido com [seu] objetivo de trazer ao mercado uma aeronave comercialmente viável movida a hidrogênio".
No entanto, a empresa destacou que “desenvolver um ecossistema de ecossistema — incluindo infraestrutura, produção, distribuição e estruturas regulatórias— é um enorme desafio que requer colaboração e investimento global”.
Os desenvolvimentos recentes, acrescentou, "indicam que o progresso em fatores chave, particularmente a disponibilidade de hidrogénio produzido a partir de fontes de energia renovável em larga escala, é mais lento do que o previsto".
A Airbus tem sido muito mais otimista do que a rival americana Boeing sobre o potencial do hidrogênio para ajudar a descarbonizar as emissões da aviação. Os engenheiros da empresa trabalham em vários conceitos de emissão zero, todos os quais dependem do hidrogênio como sua principal fonte de energia, desde 2020.
O sindicato também afirmou que a Airbus indicou que cortaria o orçamento dedicado às suas iniciativas de hidrogênio em 25% e planejaria consolidar os planos de teste de motores de célula de combustível de hidrogênio em um superjumbo A380 modificado.
Guillaume Faury, CEO da Airbus, apresentou os desafios no mês passado, dizendo "não basta ter um avião se você não tem infraestrutura, nem ônibus no lugar certo, na hora certa, na quantidade certa e no preço certo".
Em uma atualização de um roteiro de emissões líquidas zero publicado na terça-feira, cinco grupos da indústria da aviação disseram esperar que aviões movidos a hidrogênio sejam responsáveis por apenas 6% das reduções líquidas de emissões até 2050, em comparação com 20% em 2021.
Em vez disso, a indústria está cada vez mais dependente de “combustíveis de aviação sustentáveis” para reduzir as emissões. Estes podem ser feitos a partir de culturas, óleo de cozinha usado e outros materiais primários não fósseis, e reduzir as emissões líquidas de CO₂ em cerca de 70% em comparação com o combustível de aviação. Mas tais combustíveis são mais caros e atualmente são produzidos em peças muito limitadas.
Via Sylvia Pfeifer e Philip Georgiadis (Folha Mercado)
Fóruns militares online como o SecretProjects enlouqueceram no ano passado por causa de uma imagem granulada e indistinta de uma aeronave. O aprimoramento digital básico mostrou uma nave com asas de morcego diferente de qualquer avião militar conhecido dos EUA, em silhueta contra o céu azul.
O consenso entre a mídia de defesa era que essa nave misteriosa deveria ser um drone furtivo RQ-180 ultrassecreto, usado para missões de espionagem nas áreas mais sensíveis – como o Irã, outras partes do Oriente Médio e áreas próximas à China.
Foi a segunda de três dessas fotografias a surgir nos últimos anos. Todas as três aeronaves foram descobertas pelo mesmo recurso decididamente não furtivo.
“Ouvi um leve ruído de aeronave e notei um rastro de fumaça bem acima de nós”, disse Joerg Arnu, que testemunhou a terceira aeronave misteriosa, ao The Drive, um site focado em cultura automotiva e assuntos militares.
Esse rastro – uma trilha de vapor d’água semelhante a uma nuvem produzida por aeronaves em alta altitude – os levou direto ao avião misterioso, como uma longa flecha branca dizendo “aqui estou”.
“É o equivalente furtivo de sair do banheiro, arrastando papel higiênico atrás do sapato”, diz Scott Lowe, um fotógrafo que capturou uma imagem rara de um avião espião U-2 depois de perceber seu rastro no início do ano passado.
A tecnologia furtiva reduziu drasticamente as assinaturas de radar e infravermelho de aeronaves que alertavam as defesas aéreas sobre sua presença. Anteriormente, as aeronaves eram frequentemente detectadas por radar a longo alcance. Os engenheiros também desenvolveram uma variedade de técnicas para eliminar completamente os rastros. Então, por que algumas aeronaves supostamente “secretas” ainda os deixam para trás?
Prepare-se para mergulhar no mundo das artes das trevas da aviação – de fumaça e espelhos, ácido e lasers.
De Metal e Espelhos
Trilhas de condensação (ou rastros de condensação) são visíveis pelo mesmo motivo que a respiração ou o escapamento do carro em um dia frio. O ar quente e úmido se mistura com o ar frio e seco e cria condensação. No caso dos rastros, a condensação assume a forma de minúsculos cristais de gelo. Eles se formam em torno de minúsculas partículas, principalmente fuligem, no escapamento do motor.
Os rastros se tornaram um problema pela primeira vez durante a Segunda Guerra Mundial, quando as formações de bombardeiros em massa das Forças Aéreas do Exército dos EUA deixaram grandes faixas de rastros no céu. Os caças alemães podiam ver os rastros a quilômetros de distância, muito antes de os próprios aviões serem visíveis, e aprenderam a se concentrar neles para fazer interceptações.
Os magos técnicos desenvolveram o chaff (palha), feito de minúsculas tiras metálicas, para os aviões se posicionarem atrás deles como nuvens reflexivas. Ajudou a cegar o radar alemão, mas os rastros ainda permaneceram visíveis. Isso fez dos ataques noturnos a opção preferida. Após a guerra, os jatos substituíram os motores a pistão; infelizmente, eles deixaram rastros ainda mais distintos.
Os pilotos logo descobriram que os rastros podiam ser eliminados mudando ligeiramente a altitude, embora a ciência por trás disso não fosse totalmente compreendida até a década de 1950.
Uma aeronave AC-130 Gunship da Força Aérea dos EUA executa uma manobra evasiva e lança chaff e sinalizadores durante uma demonstração de poder de fogo no Nevada Test and Training Range em Nevada.
“Em teoria, sempre haverá ar mais seco alguns milhares de pés acima de você”, diz Adam Durant, CEO da SATAVIA, que produz modelagem de trilha de condensação e software de previsão. Isso geralmente facilita a localização de um nível em que os rastros não se formem.
O problema era que os pilotos às vezes não percebiam que estavam deixando um rastro até que fosse tarde demais e devido à visibilidade limitada atrás deles. Isso foi literalmente uma questão de vida ou morte para os pilotos dos aviões espiões U-2 da CIA sobrevoando o território soviético. Os pilotos logo descobriram uma solução simples: equipar a aeronave com um espelho retrovisor fora do cockpit para dar uma visão por trás da aeronave.
Os testes foram realizados com o “Artigo 349”, um U-2 especialmente modificado (abaixo) para testar uma variedade de tecnologias furtivas, incluindo tinta anti-radar conhecida como “veludo preto” e um espelho retrovisor. Os detalhes do projeto de 1958 só foram divulgados em 2003 e, mesmo assim, os relatórios foram redigidos, mas é evidente que os fabricantes de U-2 Lockheed e a Força Aérea dos EUA estiveram envolvidos na avaliação.
“É opinião da Operação que esta instalação é um ativo valioso”, de acordo com a avaliação da CIA em ‘Rear View Mirror’. “A necessidade aumentará com o passar do tempo, com base em estimativas das futuras capacidades russas de interceptação.”
Os testes mostraram que o piloto podia ver um rastro quando ele tinha menos de um quilômetro de comprimento; esperava-se que também pudesse ser útil para localizar caças interceptadores. O espelho retrovisor externo tornou-se equipamento padrão e foi instalado em muitas versões subsequentes do U-2.
Uma cortina de fumaça sulfúrica
Enquanto isso, os engenheiros da USAF procuravam soluções que não exigissem que a aeronave mudasse sua rota de voo. Eles se concentraram nas partículas do escapamento em torno das quais as gotas de água se formam.
“O número de cristais de gelo depende muito do número de partículas de fuligem. Se fôssemos reduzi-los, isso reduziria o rastro”, diz o Dr. Marc Stettler, especialista em emissões de transporte da University College, em Londres.
Os pesquisadores descobriram que um dos principais contribuintes era o trióxido de enxofre, que resultou da combustão do enxofre no combustível, então eles tentaram misturas de combustível com baixo teor de enxofre. Em última análise, o efeito não foi suficiente, mas a pesquisa continuou por alguns anos.
A mesma pesquisa revelou que pode haver outra maneira de lidar com rastros alterando o combustível. Em vez de impedir a formação de um rastro reduzindo o enxofre, eles aumentaram a quantidade de enxofre para que houvesse ainda mais partículas no escapamento. A ideia era que isso mudaria o tamanho das gotas no rastro para torná-lo invisível.
De acordo com um estudo da Força Aérea dos Estados Unidos de 1962, se o tamanho da partícula pudesse ser reduzido para menos de meio mícron, o rastro apareceria como uma névoa azul em vez de uma trilha branca: “De qualquer distância, essa névoa azul seria substancialmente invisível por causa de a falta de contraste com a atmosfera.”
Os pesquisadores passaram a soprar dióxido de enxofre diretamente na entrada de ar, mas mesmo isso não foi suficiente. O Dr. Roger Teoh, que está explorando o impacto da aviação nas mudanças climáticas no Imperial College, em Londres, diz que mesmo grandes aumentos no teor de enxofre falharam em surtir o efeito desejado. “A adição de grandes quantidades de enxofre levou apenas a uma redução muito pequena na formação do rastro; e pode haver consequências não intencionais”, diz Teoh.
Injeções de ácido eficazes, mas prejudiciais
Em 1961, a Força Aérea dos EUA havia conseguido algo incrível. Fotografias de uma demonstração com um bombardeiro B-47 Stratojet quadrimotor mostram os motores de um lado deixando um rastro normal como de costume, mas nada visível do outro lado. O bombardeiro havia sido equipado com um novo sistema que injetava ácido clorossulfônico no escapamento. Isso conseguiu o que os experimentos com enxofre não conseguiram: produzir um rastro com partículas minúsculas demais para serem vistas.
A técnica foi altamente eficaz, mas o equipamento de supressão de rastro adicionou 400 libras ao bombardeiro, reduzindo a carga de bombas. Além disso, o avião precisava de um suprimento de produtos químicos de supressão de rastro igual a cerca de dois por cento do combustível, adicionando potencialmente mais 2.000 libras.
Embora não haja registro da tecnologia sendo implantada em bombardeiros, o sistema ‘no-con’ foi instalado em drones Ryan Firebee voando em missões de reconhecimento sobre o Vietnã e a China. Esses pequenos e rápidos drones movidos a jato geralmente evitavam a observação, mas às vezes eram denunciados por seus rastros.
Drones Firebee
O sistema de injeção de ácido conseguiu manter os pequenos drones invisíveis, mas era impopular por outros motivos. O ácido clorossulfônico é extremamente corrosivo e danifica os motores, encurtando sua vida útil. Também é altamente tóxico e perigoso para as equipes de terra.
Detectando rastros com lasers
Quando o bombardeiro B-2 Spirit estava sendo desenvolvido no final dos anos 80, ele foi inicialmente equipado com um sistema de injeção de ácido clorossulfônico semelhante ao dos Firebees. No entanto, por razões que nunca foram divulgadas, isso nunca foi usado.
O motivo pode ter sido ambiental; havia uma consciência crescente de que a pulverização secreta de produtos químicos altamente tóxicos de aeronaves poderia atrair críticas. Isso foi antes mesmo do surgimento das teorias da conspiração do “chemtrail” dos anos 90, que acusavam o governo dos EUA de pulverizar substâncias químicas misteriosas de aeronaves que deixavam rastros duradouros. Não há evidências de que essa teoria esteja conectada com a pesquisa real de rastros – cujo objetivo era impedir a formação de tais rastros.
O secretário da Força Aérea dos EUA, Edward Aldridge, revelou que uma solução alternativa havia sido encontrada em uma coletiva de imprensa de 1989 sobre o B-2, mas manteve os jornalistas tentando adivinhar qual era a nova tecnologia. “O problema do rastro foi resolvido, mas não vou dizer como”, disse Aldridge.
Houve muita especulação de que a solução seria um novo aditivo de combustível ou um sistema de defletores para misturar o ar frio com o escapamento (veja abaixo).
O Espião da Trilha de Condensação Furtiva
Noshir Gowadia era um engenheiro que trabalhava no complexo sistema de exaustão do furtivo B-2. Seu projeto ajudou a garantir que o ar frio fosse misturado com o escapamento do jato quente antes de deixar o avião, para diluir o traço térmico do avião e torná-lo mais difícil de detectar com imagens infravermelhas.
Gowadia usou sua experiência para redesenhar bicos de jato com o objetivo de eliminar rastros visíveis. Isso envolvia um “campo de fluxo não uniforme” – uma região de mistura turbulenta – que espalharia tanto as gotas de água que qualquer rastro seria invisível ao olho humano e a outros sensores. A USAF achou que havia encontrado uma solução para o problema do rastro e concedeu a Gowadia um contrato para desenvolver seu conceito em um produto acabado.
No entanto, em 2011, Gowadia foi condenado por espionagem – especificamente, passar detalhes de escapamentos furtivos para a China – e sentenciado a 32 anos. O projeto de redesenho do bocal foi descontinuado e não está claro se essa técnica pode efetivamente eliminar rastros.
Foi apenas anos depois que o verdadeiro segredo foi revelado como sendo o PAS, ou Pilot Alert System. Desenvolvido pela empresa de sensores Ophir, o PAS usa uma forma de lidar: ele dispara um feixe de laser de volta ao escapamento do jato e mede a dispersão da luz nas partículas de gelo. Isso pode detectar imediatamente quando um rastro começa a se formar, avisando o piloto para mudar de altitude antes que se torne visível.
O PAS foi certamente uma melhoria em relação ao espelho retrovisor do U-2, mas o que os planejadores da Força Aérea dos EUA realmente queriam era poder voar sem qualquer risco de formação de rastros em primeiro lugar.
Voltar ao básico
Mudar a altitude funciona porque os rastros só se formam em condições particulares de temperatura e umidade. O cientista alemão Ernst Schmidt deu os primeiros passos para uma compreensão científica do processo em 1941 e, em 1953, Herbert Appleman, da American Meteorological Society, desenvolveu uma fórmula precisa para a formação do rastro. Conhecido como critério de Schmidt-Appleman, isso pode ser claramente expresso como um gráfico de temperatura e umidade: para evitar a formação de rastros, apenas evite a área mapeada no meio do gráfico.
Os planejadores da Força Aérea dos EUA usaram o Critério Schmidt-Appleman para desenvolver modelos de software cada vez mais sofisticados para prever onde os rastros se formarão. Em 1998, a USAF avaliou seu software JETRAX como 84% confiável para determinar se rastros apareceriam em uma trajetória de voo. Os planejadores podem redirecionar missões furtivas para evitar deixar rastros no céu.
Embora o software de previsão militar sempre tenha sido mantido em sigilo, houve um aumento nos desenvolvimentos no setor comercial. O motivo: as mudanças climáticas.
Uma razão mais ecológica para evitar trilhas de condensação
Enquanto alguns rastros desaparecem rapidamente, outros se espalham para formar nuvens cirrus de alta altitude, que têm um efeito de aquecimento significativo. Na verdade, o efeito de aquecimento dos rastros de cirrus é realmente maior do que o do CO2 da queima de combustível de aviação. A remoção dos rastros tornaria o voo menos prejudicial ao planeta.
“Os rastros representam 59% do impacto climático das viagens aéreas. Isso equivale a 1,8 bilhão de toneladas de CO2 por ano”, diz Durant. DECISIONX:NETZERO é o modelo de atmosfera planetária da SATAVIA, conduzido por Inteligência Artificial e alimentado com dados meteorológicos comerciais. A chave, apropriadamente, é a computação em nuvem, que torna o cálculo intensivo acessível. Isso permite que o sistema divida o globo em células de cinco quilômetros quadrados, empilhadas com sessenta de profundidade.
“Utilizamos os conjuntos de dados climáticos em escala global para conduzir um modelo baseado em física da dinâmica atmosférica que nos mostra a probabilidade de gerar um rastro em qualquer rota”, diz Durant.
Enquanto a maioria dos modelos meteorológicos se concentra no que está acontecendo no nível do solo, o SATAVIA analisa a altitude de cruzeiro da aeronave e aplica algoritmos de formação de rastros. Crucialmente, ao mostrar as condições em sessenta altitudes diferentes, permite que o plano de voo evite o risco de trilhas de condensação.
Durant observa que, embora isso exija alguns esforços no gerenciamento do tráfego aéreo, um pequeno número de voos produz os rastros mais prejudiciais e duradouros. Ele diz que a maior parte do benefício poderia ser obtida com o redirecionamento de apenas 5% dos voos.
Depois de um esquema piloto bem-sucedido com a companhia aérea Etihad para testar o software na prática, a empresa está refinando seu modelo em um produto comercial. Durant não tem conhecimento de nada parecido no mundo comercial, mas os militares, com seu enorme poder de computação, podem muito bem ter algo comparável.
Tecnologia furtiva ainda sob sigilo
Pode haver outros desenvolvimentos neste campo que não são públicos. Uma patente de 2014 da fabricante de motores Rolls Royce vincula um sensor semelhante ao PALS a um sistema de controle do motor. A patente afirma que, ao alterar a eficiência do motor, o escapamento pode ser alterado para evitar a formação de rastros. A Rolls Royce recusou-se a discutir este ou outro trabalho nesta área, como um plano bizarro para zapear o escapamento com micro-ondas para evitar a formação de cristais de gelo.
“Geralmente, um motor mais eficiente pode aumentar ligeiramente a formação de rastro porque o ar no escapamento deixa o motor em temperatura mais baixa”, diz Teoh. “Portanto, a redução da formação de rastro só pode ser alcançada diminuindo a eficiência do motor, o que provavelmente tem o custo de aumentar o consumo de combustível.”
Teoh também observa que novos tipos de combustores de motor também podem diminuir drasticamente a quantidade de fuligem no escapamento, garantindo que o combustível seja totalmente queimado antes de chegar ao escapamento. “O último banco de dados de emissões de aeronaves da ICAO, um conjunto de dados disponível ao público, mostra que diferentes tipos de combustor podem reduzir significativamente o número de partículas de fuligem em até quatro ordens de magnitude”, diz Teoh. Isso representaria um fator de dez mil, o que poderia ser suficiente para eliminar rastros visíveis.
Os aviões espiões ainda podem deixar rastros em lugares onde não estão tentando ficar escondidos – daí a foto da sorte de Lowe daquele U-2. “Sem um rastro ou luz perfeita, o U-2 é invisível”, diz Lowe. “Eu nunca teria notado isso de outra forma.”
O suposto RQ-180 sobrevoando as Filipinas (Foto: Michael Fugnit)
Mas no caso das fotos do RQ-180, você deve se perguntar por que a mesma aeronave supostamente supersecreta deixou rastros altamente visíveis três vezes seguidas, sempre em plena luz do dia sobre uma área povoada? Uma vez pode ser explicado por acidente, duas vezes sugeriria uma falha no aprendizado, mas três vezes começa a parecer deliberado.
O ponto principal é que estamos vendo os rastros, que estão nos levando à aeronave, porque eles querem que o façamos. Essa linha no céu é um ponteiro deliberado. Por que isso deveria acontecer e o que realmente está sendo mantido oculto – esse é outro mistério.
A Heart Aerospace planeja para 2025 o voo do X1, maior avião totalmente elétrico da história, com tecnologia de emissão zero,
(Imagem: Heart Aerospace / Divulgação)
A startup sueca Heart Aerospace está nos preparativos finais para o voo experimental do X1, um avião demonstrador elétrico, planejado para o início de 2025. A aeronave possui dimensões equivalentes ao futuro modelo comercial da empresa, o ES-30, com capacidade para 30 passageiros.
“O voo experimental inicial do Heart X1 foi projetado para validar as capacidades da inovadora tecnologia de propulsão elétrica da Heart”, afirma a empresa. Fundada em 2019, a Heart Aerospace, sediada em Gotemburgo, já arrecadou US$ 145 milhões para impulsionar seus planos de transformar a aviação regional.
Detalhes do projeto dos aviões elétricos X1 e do ES-30
Apresentado em setembro deste ano, o avião elétrico X1 possui envergadura de 32 metros, semelhante ao ES-30.
O voo experimental ocorrerá no Aeroporto Internacional de Plattsburgh, em Nova York, escolhido pela baixa densidade de tráfego aéreo e suporte para o desenvolvimento de tecnologias de transporte.
No entanto, a Heart ainda não confirmou se o alcance do X1 será equivalente aos 200 km de emissão zero previstos para o ES-30.
Projetado para operar em pistas de até 1.100 metros de comprimento, o ES-30 combina motores elétricos de alta potência e turboélices.
O modelo comercial contará com um sistema híbrido, ampliando o alcance total para cerca de 400 km.
Com capacidade limitada de passageiros e alcance relativamente curto, a Heart planeja conectar aeroportos menores em comunidades menos atendidas, ao invés de competir diretamente com grandes companhias aéreas.
Outras iniciativas também estão trabalhando em aeronaves comerciais de emissão zero. A ZeroAvia, por exemplo, desenvolve uma aeronave híbrida movida a hidrogênio e eletricidade, voltada para regiões insulares.
A startup Elysian, por sua vez, planeja lançar um avião movido a bateria inspirado nos anos 1960, capaz de transportar 90 passageiros, até 2033. Segundo a empresa, desafios críticos como tempos de recarga e integração entre hélices e asas não serão “obstáculos insuperáveis”.
Próximos passos da Heart Aerospace
Antes do primeiro voo do X1, a Heart realiza testes rigorosos nos sistemas críticos da aeronave para garantir segurança e sucesso na operação. Após essa etapa, o modelo X2 será desenvolvido, incorporando os aprendizados do demonstrador inicial. Em 2026, o X2 testará o sistema híbrido independente da empresa. A estreia comercial da Heart está prevista para 2028.
Aeronave experimental é do mesmo tamanho que o comercial ES-30 (Imagem: Heart Aerospace/Divulgação)
Para os entusiastas de aviação, o ES-30 já pode ser explorado virtualmente no Microsoft Flight Simulator 2024, permitindo uma prévia da tecnologia inovadora da empresa.
Indústria da aviação já tem metas para diminuir as emissões de gases do efeito estufa, mas alternativas disponíveis ainda enfrentam desafios.
(Imagem: pixelschoen/ Shutterstock)
Importantes potências mundiais já estabeleceram metas ousadas para diminuir as emissões de gases do efeito estufa, seja no ramo automobilístico ou na aviação. Nesse segundo setor, os Estados Unidos se comprometerem a zerar emissões até 2050 e o Reino Unido pretende zerar especificamente a indústria da aviação até 2040.
No entanto, apesar de algumas alternativas já terem surgido, como um combustível sustentável ou hidrogênio, ainda há dúvidas sobre a viabilidade real de implementação e da estrutura de abastecimento.
Emissões na aviação
O Aeroporto de Heathrow, o maior do Reino Unido, localizado próximo a Londres, recebe e permite a decolagem de cerca de 1300 aviões em um dia normal. De acordo com a BBC, isso requer 20 milhões de litros de combustível diariamente, o equivalente a abastecer o tanque de um carro 400 mil vezes.
Porém, para além da quantidade de combustível necessário, o abastecimento envolve uma cadeia de produção, transporte e a própria estrutura dos aeroportos.
Como explica Matt Prescott, chefe de estratégia de carbono em Heathrow, o aeroporto não providencia combustível, isso depende das companhias aéreas e dos fornecedores.
Combustível sustentável vs. hidrogênio
Uma alternativa à elevada emissão de dióxido de carbono é o combustível sustentável de aviação (SAF, na sigla em inglês). Trata-se de um biocombustível que produz menos emissões que o combustível tradicional.
Atualmente, ele é mais sustentável e fácil de ser fornecido para os aeroportos (pode ser transportado através de tubulações já existentes).
A dúvida acerca do SAF é da capacidade de produzi-lo em grandes quantidades por um valor viável. Por enquanto, ele é consideravelmente mais caro do que combustíveis fósseis, o que pode acabar refletindo no preço final das passagens.
Assim, aumenta-se o interesse no hidrogênio. Um dos problemas desse combustível é seu armazenamento: para ser útil na aviação, ele precisa estar na forma líquida, o que acontece em uma temperatura de 253°C.
Isso, novamente, envolve uma infraestrutura que os aeroportos atualmente não têm.
Algumas companhias, como a Air Liquide, já têm estudado as possibilidades nesse setor. A companhia fornece hidrogênio para os foguetes da Agência Espacial Europeia e, este ano, pilotou com sucesso um avião usando o combustível em forma líquida.
Preocupações vs. soluções
A principal preocupação da indústria da aviação hoje é se os aviões a hidrogênio realmente serão tão rápidos quanto os modelos atuais e, se forem, em quanto tempo podem ser abastecidos.
Outra preocupação é a instalação de infraestrutura para comportar esse tipo de combustível. A consultoria Bain & Company estima que essa adaptação pode custar até US$ 1 bilhão por aeroporto.
A start-up Universal Hydrogen pensou em uma solução: a empresa desenvolveu tanques especiais para armazenar hidrogênio líquido para serem transportados por caminhões até os aeroportos, e incorporados diretamente dentro da aeronave, sem necessidade de uma infraestrutura extra. A companhia, inclusive, está modificando um avião comercial tradicional para testar esse método.
Para o CEO, Mark Cousin, isso faz sentido já que não necessita modificar a estrutura dos aeroportos como um todo. No entanto, o hidrogênio deve inicialmente servir apenas para voos regionais, com o combustível regular sendo usado para viagens à longa distância.
Quando o hidrogênio será incorporado à aviação?
Com todas essas questões, não é possível definir exatamente quando o hidrogênio ou mesmo o SAF poderão ser alternativas viáveis para a aviação.
A primeira opção, inclusive, está nos estágios iniciais de desenvolvimento, mas, como exemplificado pela Universal Hydrogen, requer a modificação nos próprios modelos de avião.
Em entrevista à BBC, Prakash Dikshit, da consultoria Landrum and Brown, diz que não é claro o caminho exato que a indústria seguirá. Além disso, é provável que haja testes no futuro, mas a implementação do hidrogênio deve demorar.
E se o carbono emitido na atmosfera pudesse virar combustível de avião? Essa é a proposta da startup Twelve, que desenvolve uma tecnologia para transformar CO2 em produtos químicos, incluindo combustíveis que não prejudicam o meio ambiente. Os detalhes foram compartilhados pela cofundadora da empresa, Etosha Cave, em uma palestra realizada nesta segunda-feira (11) no Web Summit de Lisboa.
A Twelve é uma startup de transformação que converte o CO2 (dióxido de carbono), água e eletricidade em produtos essenciais que, hoje, são feitos de combustíveis fósseis. Segundo a executiva, a empresa, de certa forma, “imita árvores e plantas” que absorvem o dióxido de carbono da água, do ar, do solo e os transformam para depois liberar oxigênio.
A ideia veio com a dificuldade do setor de transformar aviões tradicionais em elétricos, que dependem de uma grande reformulação e transformação da aeronave. Segundo Etosha, esse processo levaria muito tempo e, por isso, decidiu apostar na descarbonização da indústria da aviação.
Aeronave Horizon tem corpo de asa integrada e é projetada para transportar cerca de 200 passageiros.
O avião de passageiros Natilus Horizon tem como objetivo reduzir as emissões em 50% e aumentar a capacidade de carga em 40%, graças ao seu design de corpo de asa integrada (Imagem: Natilus/ Divulgação)
Impulsionadas pelo crescimento da demanda global por viagens aéreas, as emissões de queimas de combustíveis fósseis da aviação aumentaram mais rapidamente do que as dos transportes ferroviários, rodoviários e marítimos nas últimas décadas.
A Natilus, com sede em San Diego, entra na corrida para diminuir as emissões com o Horizon: um avião de corpo de asa integrada, projetado para transportar cerca de 200 passageiros, emitindo metade das emissões e consumindo 30% menos combustível que modelos atuais, como o Boeing 737 e o Airbus A320.
As soluções para reverter essa tendência surgem aos poucos: o Combustível de Aviação Sustentável (SAF), que, quando produzido e usado corretamente, pode reduzir as emissões de um voo em até 80%, poderá representar dois terços da redução necessária para a aviação alcançar a meta de emissões líquidas zero até 2050.
No entanto, o SAF está em falta e, no melhor cenário, deve representar apenas 0,53% de todo o combustível de aviação em 2024 — muito aquém do necessário para causar impacto.
Enquanto companhias aéreas e órgãos reguladores buscam maneiras de descarbonizar o setor, alguns engenheiros sugerem que um novo tipo de aeronave pode ser o segredo para reduzir drasticamente o consumo de combustível e, consequentemente, as emissões.
Esse conceito abandona o tradicional design de “fuselagem tubular com asas”, dominante na aviação comercial há 100 anos, em prol do “corpo de asa integrada”, onde as asas ocupam uma parte significativa da fuselagem, resultando em um visual inovador.
Em 2020, a Airbus criou um protótipo em escala reduzida com corpo de asa integrada para testar um modelo que, segundo a empresa, poderia economizar até 20% de combustível.
Em 2023, a JetZero, da Califórnia, anunciou planos para um avião com capacidade para mais de 200 passageiros nesse formato, com previsão de entrada em operação em 2030.
Uma nova experiência para os passageiros
O avião foi projetado para se integrar à infraestrutura aeroportuária existente e se encaixar em qualquer lugar onde um Boeing 737 ou um Airbus A320 se encaixaria (Imagem: Natilus/ Divulgação)
Fundada em 2016, a Natilus já havia anunciado um modelo cargueiro, o Kona, sem piloto, que também adota essa forma inovadora. Segundo o CEO e cofundador Aleksey Matyushev, o design de corpo de asa integrada surgiu com a McDonnell Douglas, fabricante americana que se fundiu com a Boeing, na década de 1990. Embora a Boeing tenha estudado o conceito e produzido o protótipo X-48, não chegou a comercializar o modelo.
Segundo a Natilus, o Kona já possui 400 pedidos e um modelo em escala real será construído e testado nos próximos dois anos. Grande parte da tecnologia será então transferida para o Horizon, que contará com cabine tradicional e tripulação.
De acordo com Matyushev, o Horizon entrará em operação até 2030 — um prazo extremamente ambicioso, pois é inédito para um avião novo passar do design à certificação completa em apenas seis anos.
“Um dos desafios do design de corpo misto é a estabilidade e o controle”, explica ele. “Acho que foi nesse ponto que a McDonnell Douglas e a Boeing realmente se complicaram — como estabilizar o avião?”.
Ele afirma que uma forma de estabilizar é por meio de sistemas complexos de controle de voo — essencialmente computadores, que, segundo Matyushev, causaram problemas no Boeing 737 Max.
A outra opção é usar a aerodinâmica, ou seja, o design das superfícies do avião, que é o caminho escolhido pela Natilus e o que a diferencia da JetZero, de acordo com Matyushev.
Uma proposta promissora vem da Natilus, com seu projeto do avião Horizon, que apresenta um design potencialmente transformador (Imagem: Natilus/ Divulgação)
O novo formato traz alguns benefícios cruciais. “Há uma redução de 30% no arrasto, mas, ao mesmo tempo, é possível reduzir o peso do avião para comportar a mesma quantidade de passageiros ou carga, o que é muito especial”, comenta ele.
“Com um avião menor, você tem motores menores, que consomem menos combustível. Então, quando você combina ambos os fatores, começa a reduzir as emissões por assento em cerca de 50%.”
O grande aumento no espaço da fuselagem, que não tem mais o formato de tubo, abre possibilidades para diferentes configurações internas. “Temos cerca de 30% mais espaço no piso do que um avião tradicional”, explica Matyushev.
“Então, acredito que muitos dos nossos clientes estão pensando em melhorar a experiência do passageiro. Será que é possível trazer de volta o lounge? Existem outros espaços que podem ser aproveitados para esses voos longos?”.
Nem tudo no Horizon será novidade; por exemplo, o avião usará tecnologia de motores já existente, sem possibilidade de opções a hidrogênio ou elétricas. “Existe uma piada na aviação — nunca coloque um motor novo em uma aeronave nova. É arriscado demais”, diz Matyushev.
Pelo mesmo motivo, o Horizon foi projetado para se adaptar onde quer que um Boeing 737 ou um Airbus A320 se encaixe, sem necessidade de mudanças na infraestrutura dos aeroportos.
Desafios pela frente
Para Gary Crichlow, analista da Aviation News Limited, os atrasos nas entregas de aviões até a década de 2030 criaram uma “janela de oportunidade” para novos fabricantes.
Mas ele ressalta que essa janela é apertada, e uma das vantagens dos aviões como o 737 Max e o A320neo é a facilidade de integração na frota existente, com pouca necessidade de treinamento adicional para as tripulações.
Com um projeto tão inovador, a Natilus deve enfrentar obstáculos na certificação junto às autoridades da aviação, que têm sido cautelosas, especialmente com novos designs.
Matyushev reconhece os desafios: “Existem muitas questões sobre como construir um corpo de asa integrada em escala real; por enquanto, temos apenas dados de túnel de vento e protótipos em escala.”
Atualmente, a Natilus trabalha em um protótipo em escala real, o que poderá trazer respostas a essas questões.
Os aviões híbridos ou completamente elétricos funcionam a com uma bateria recarregável de íons de lítio - parecida com a dos carros elétricos.
Avião completamente elétrico da Heart Aerospace (modelo ES-30 para voos regionais e capacidade para 30 pessoas) - previsão para entrar em serviço em 2028 (Foto via Heart Aerospace)
Um avião elétrico é um tipo de aeronave que, em vez de usar motores tradicionais que utilizam combustível fóssil, é movido por motores elétricos. Ou seja, os aviões elétricos usam baterias para fornecer a energia necessária para o voo motorizado de maneira inovadora.
Como voar contribui muito para as emissões de carbono, a ideia de aviões elétricos é muito interessante. E, ainda que você não deva esperar opções de “voo elétrico” nos aeroportos tão cedo, talvez um dia os aviões movidos a querosene sejam coisa do passado.
Como um avião elétrico consegue voar?
Avião elétrico da H55 (modelo BRM Aero Bristell Energic) - previsão para entrar em serviço em 2024 (Foto via H55)
Os aviões elétricos usam a energia da bateria para acionar os motores elétricos que impulsionam a aeronave. Esses motores elétricos são alimentados por baterias recarregáveis de íons de lítio, que são carregadas antes de cada voo, o que leva cerca de 45 a 60 minutos para a maioria dos modelos.
Essas baterias são, em geral, extremamente grandes e podem representar mais da metade do peso de um avião – por isso, todo o resto é construído em torno delas. Há ainda uma variedade de métodos para carregar as baterias, incluindo energia solar, transmissão de energia sem fio e rede elétrica.
Ainda assim, em sua maioria, aviões elétricos são híbridos – pelo menos por enquanto. Isso significa que usam motores elétricos e motores de combustível fóssil para gerar energia. Os motores a combustível fóssil são usados para gerar eletricidade, que é então usada para alimentar os motores elétricos.
Essa abordagem híbrida ajuda a aumentar o alcance do avião, tornando-o mais prático para uso comercial. Somente com as baterias, essas aeronaves não seriam capazes de ir muito longe – o avião da Heart Aerospace, por exemplo, alimentado por mais de 5 toneladas de baterias de íons de lítio a bordo, pode voar apenas 124 milhas com uma carga.
Avião completamente elétrico da Eviation (modelo Alice para voos regionais e capacidade para 9 pessoas) - previsão para entrar em serviço em 2027 (Foto via Eviation)
No entanto, com a ajuda de um gerador movido a combustível, as aeronaves podem expandir seu alcance para quase 500 milhas. E mesmo assim, os híbridos têm 50% menos emissões do que os aviões comuns.
No que diz respeito à velocidade, as aeronaves com 9 assentos da Eviation podem atingir 407 quilômetros por hora, enquanto um avião solo da Roll Royce atingiu 532 quilômetros por hora. Para fins de comparação, atualmente os aviões comerciais, em média, voam a cerca de 880-926 km/h.
Quais empresas fabricam avião elétrico?
Desde que o primeiro avião elétrico decolou, as melhorias nesse tipo de aeronave não pararam de acontecer. Além das empresas citadas acima, diversas outras começaram a fabricar modelos de avião elétrico, entre elas:
A Embraer, empresa brasileira, expôs um protótipo de um avião 100% elétrico em setembro de 2023 e está trabalhando em um modelo comercial;
A Pipistrel, sediada na Eslovênia, lançou seu primeiro avião elétrico de dois lugares, o Alpha Electro, em 2014;
A MagniX é amplamente conhecida por seus motores elétricos e já forneceu motores elétricos para aviões de algumas empresas. Uma delas, inclusive, é a Eviation;
A empresa H55, da Suíça, é outra das principais empresas de aeronaves elétricas, e terá sua principal aeronave elétrica disponível para escolas de voo a partir de 2024.
Avião completamente elétrico da Rolls Royce (modelo Spirit of Innovation, nave que quebrou recordes de velociodade) (Foto via Rolls Royce)
Também vale a pena mencionar que grandes empresas, como a JetBlue ou a Boeing, estão conduzindo pesquisas sobre o tema, além de estarem financiando empresas menores para que possam desenvolver novos modelos.
Quem inventou o avião elétrico?
O primeiro voo movido a eletricidade foi realizado por Gaston Tissandier, em 1885, quando ele pilotou uma pequena nave de motor elétrico. Mas somente em 1977 aeronaves elétricas práticas foram desenvolvidas, como o Solar Challanger de Dr. MacCready e seu time.
Qual bateria é usada no avião elétrico?
As baterias de íons de lítio dos aviões elétricos são as mesmas que alimentam notebooks, celulares e carros elétricos. Elas podem ser carregadas entre viagens, enquanto a nave está estacionada, ou em pleno voo, por meio de painéis solares.
Ainda existem algumas limitações para os aviões elétricos, como alcance, autonomia de voo, tempo de carregamento e custo de desenvolvimento. Mas o potencial para revolucionar viagens aéreas faz deste segmento uma área de interesse crescente na aviação.
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