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quarta-feira, 27 de março de 2024

Esse avião ‘gigante’ pode mudar tudo na energia eólica

A Radia propõe desenvolver o Windrunner, avião de 108 metros de comprimento para levar pás maiores até turbinas geradoras de energia eólica.


O Windrunner é um projeto de avião de carga da Radia com 108 metros de comprimento – mais longo que o Antonov An-225 Mriya (84 metros), que foi o maior cargueiro do mundo em operação por um longo período. A ideia da empresa é criar um avião para transportar componentes de grande porte, como pás de turbinas geradoras de energia eólica, componentes difíceis de movimentar por terra (ruas e rodovias).

Para quem tem pressa:

  • O projeto Windrunner da Radia visa desenvolver um avião de carga de 108 metros de comprimento, especializado no transporte de componentes de grande porte, como pás de turbinas eólicas;
  • Projetado para atingir pistas de pouso curtas e semi-preparadas, o Windrunner se alinha à crescente necessidade de turbinas eólicas grandes ao facilitar o transporte de pás que podem ultrapassar 140 metros de comprimento;
  • O avião, com envergadura de 80 metros e capacidade de carga de 72.575 kg, foi pensado como parte integrante do processo de fabricação e instalação de turbinas eólicas. A ideia é otimizar a logística e o desempenho energético;
  • A Radia arrecadou US$ 104 milhões (R$ 520 milhões) para o desenvolvimento do Windrunner, com a expectativa de que a aeronave reduza os custos da energia eólica em terra em até 35% e melhore a viabilidade de parques eólicos. A previsão é que o avião decole do papel em quatro anos.
Esse avião consegue alcançar pistas de pouso curtas e semi-preparadas, o que abre mais possibilidades para o transporte de cargas gigantescas, segundo a Radia. A necessidade do Windrunner surge da crescente demanda por turbinas eólicas de grande porte, cujas pás podem exceder 140 metros de comprimento.

O avião ‘gigante’


Pá de turbina de energia eólica sendo colocada no Windrunner, avião gigante da Radia
O tamanho das pás de turbinas eólicas é um fator crucial na produção de energia, pois as pás maiores varrem uma área maior e geram mais energia. O transporte terrestre limita o tamanho dessas pás, o que restringe a eficiência energética que poderia ser alcançada com turbinas maiores, especialmente em instalações terrestres.

O Windrunner foi concebido como uma solução integrada ao processo de fabricação e instalação de turbinas eólicas, considerando todo o planejamento de parques eólicos. Assim, o avião é projetado especificamente para transportar pás de turbinas eólicas gigantes para facilitar a logística de instalação desses componentes.

As especificações do Windrunner incluem uma envergadura de 80 metros e a capacidade de transportar cargas com até 105 metros de comprimento. A aeronave pode carregar até 72.575 kg, com um compartimento de carga volumoso, permitindo operações de transporte significativas.

Decolando do papel



A operação do Windrunner é planejada para ser eficiente e prática, de forma que a aeronave carregue as pás diretamente da fábrica para o local do parque eólico. Isso elimina a necessidade de transporte terrestre complexo e permite a instalação quase direta das pás das turbinas.

Com a capacidade de operar em pistas curtas e semi-preparadas, o Windrunner é adaptado para o contexto dos parques eólicos, muitas vezes localizados em áreas remotas e de difícil acesso. Essa característica torna a aeronave ideal para o transporte direto para locais de instalação de turbinas.

A Radia, empresa por trás do Windrunner, levantou US$ 104 milhões (aproximadamente R$ 520 milhões) para desenvolver a aeronave, segundo o Wall Street Journal. A empresa estima que o uso do avião “gigante” poderá reduzir os custos de energia eólica em terra em até 35% e expandir a viabilidade de parques eólicos em locais diversos, com previsão de construção e certificação do avião em quatro anos.

Via Pedro Spadoni (Olhar Digital) - Imagens: Reprodução/Radia

quarta-feira, 20 de março de 2024

Quão longe você pode voar em um jato jumbo movido a bateria?

A resposta explica por que os carros elétricos estão por toda parte, mas as aeronaves elétricas ainda são uma novidade.


A melhor coisa sobre os carros elétricos é que eles não queimam combustíveis fósseis, adicionando dióxido de carbono à atmosfera e contribuindo para as mudanças climáticas. Não podemos continuar queimando essas coisas para sempre .

Mas enquanto os carros elétricos são cada vez mais comuns, as aeronaves elétricas estão apenas começando a decolar . Claro, existem drones com motores elétricos, veículos do tipo quadricóptero grandes o suficiente para transportar uma pessoa e até algumas aeronaves comerciais elétricas (a Air Canada encomendou recentemente 30 desses aviões da Heart Aerospace).

Ainda assim, existem alguns desafios significativos no uso de baterias para voar, e é por isso que você provavelmente nunca fez uma viagem em um avião elétrico. Aqui estão alguns dos problemas de física com os quais os engenheiros de aviação terão que lidar primeiro.

Física do Voo


Os objetos na Terra permanecem no solo devido à sua interação gravitacional com o planeta, o que cria uma força descendente. Para sair do chão e permanecer no ar, um avião precisa de uma força de empuxo para cima que seja igual em magnitude à força gravitacional. Para aeronaves, essa força é chamada de sustentação e se deve à interação entre as asas do avião e o ar.

Como exatamente uma asa fornece sustentação? Uma asa é uma superfície angular que se move através do ar, composta de pequenas moléculas que são essencialmente estacionárias. Imagine essas moléculas como sendo como neve, e a asa como um arado que as empurra, desviando-as para baixo, mas também ligeiramente para a frente. Se a asa empurra o ar, então o ar deve empurrar a asa para trás na direção oposta – o que neste caso significa principalmente para cima. Esta é a força de sustentação.


Na verdade, como a força do ar empurra principalmente para cima, mas também empurra ligeiramente para trás, na direção oposta ao movimento da asa, frequentemente dividimos essa interação em duas forças. A força que empurra para cima é chamada de sustentação, e a força para trás é o arrasto. Observe que essas duas forças estão conectadas. Você não pode ter sustentação sem arrasto, porque eles são da mesma interação.

Você pode alterar a magnitude da força de sustentação em uma asa. Se o avião estiver viajando mais rápido, ele colidirá com mais ar e produzirá uma sustentação maior – mas também um arrasto maior. Se você deseja que a aeronave voe em um caminho nivelado, sua sustentação deve ser igual ao seu peso. Quando um avião diminui sua velocidade abaixo de um determinado valor (que depende das características desse avião em particular), ele começará a cair.

A força de sustentação também depende da área das asas. Asas maiores colidem com mais ar para produzir maior sustentação. Por fim, a sustentação também depende do ângulo que a asa se move no ar, que é chamado de “ângulo de ataque”.

Com todos esses parâmetros, às vezes é mais fácil caracterizar uma aeronave em particular com um valor chamado “taxa de planeio”. Imagine um avião sem impulso para a frente, que é o que aconteceria se os motores fossem desligados. Agora, a força de arrasto que empurra para trás fará com que a velocidade do avião diminua. No entanto, se a aeronave se mover para baixo (para uma altitude menor) enquanto continua a voar para frente, ela pode usar a força gravitacional para continuar se movendo a uma velocidade constante, mas não manterá um vôo nivelado. Essa proporção de quanto ele se move horizontalmente em comparação com o quanto ele cai verticalmente é a taxa de planeio (como essa proporção realmente depende da conexão entre sustentação e arrasto, ela é igual ao valor da força de sustentação dividida pela força de arrasto, geralmente chamada de relação L/D).

Um avião típico terá uma taxa de planeio de cerca de 15 para 1 (ou apenas 15), o que significa que ele avançará 15 metros e cairá 1 metro durante o voo sem motor. Um planador sem motor pode ter uma proporção de mais de 40 para 1.

Força para voar


Se você deseja que uma aeronave viaje a uma velocidade constante em vôo nivelado, precisará de algum tipo de empuxo. Tem que haver alguma força empurrando o avião para frente para equilibrar a força de arrasto que empurra para trás. Tanto os jatos quanto os veículos movidos a hélice fazem isso essencialmente pegando o ar e jogando-o para trás, através de um motor ou passando por uma hélice, para fornecer uma força de avanço.

Aumentar a velocidade do ar requer energia. Aeronaves convencionais obtêm essa energia por meio da combustão de combustível de aviação - mas poderia ser facilmente proveniente de uma bateria elétrica ou de qualquer outra fonte de energia. O importante é que não pode fazer isso apenas uma vez; ele tem que continuamente empurrar o ar para fornecer impulso. Se parar, a aeronave passará de voo motorizado para voo planado e provavelmente voltará ao solo muito cedo.

Vamos pensar na potência necessária para voar a uma velocidade constante. Definimos potência como a taxa de variação da energia. Digamos que você pilote este avião por 100 segundos (esse é o nosso Δt ) e use uma energia total de 200 joules ( ΔE ). Então a potência seria ΔE / Δt = 2 joules por segundo. Isso é o mesmo que 2 watts.


Como estimamos a potência necessária para pilotar um avião? Um método seria apenas pilotá-lo e, em seguida, verificar quanto combustível foi consumido. Mas eu quero uma maneira de aproximar esse valor sem realmente entrar em uma aeronave, então aqui está uma maneira de fazer isso usando a razão de planeio. Imagine que tenho um avião sem energia planando em algum ângulo. Depois que ele cai 1 metro, eu o levanto de volta à sua altura original. Levantar um avião a uma altura h requer uma energia de m × g × h , onde m é a massa do avião e g é o campo gravitacional. (Na Terra, isso tem um valor de 9,8 newtons por quilograma.) Aqui está um diagrama de como isso se parece:


Tenho a energia necessária para erguer o avião, mas para calcular a potência também preciso do tempo que leva para que esse movimento aconteça. Se a aeronave estiver viajando com uma velocidade v , ela percorrerá uma certa distância s , e exigirá um intervalo de tempo entre as elevações de Δt = s / v . Juntando tudo isso, obtenho a seguinte expressão para o poder:

Essa expressão tem a razão de h/s , que é exatamente o inverso da razão de planeio. Vamos chamar a taxa de planeio de G . Isso significa que a potência para pilotar a aeronave será:


Se a massa estiver em quilogramas e a velocidade em metros por segundo, a potência estará em watts.

Só por diversão, vamos tentar isso para um Boeing 747. Há várias variantes do 747, então vou apenas escolher alguns valores. Vamos com um peso de 800.000 libras e uma velocidade de cruzeiro de 800 quilômetros por hora (precisarei fazer algumas conversões de unidade para esses valores). Finalmente, irei com uma razão de planeio de 15 , o que parece razoável. Com isso, obtenho um requisito de potência de cruzeiro de 5,26 x 10 7 watts, ou cerca de 70.000 cavalos de potência. Isso é muito, mas lembre-se que este é um jato gigante.

Que tal uma aeronave menor como um Cessna 172? Tem uma massa de 1.111 kg com uma velocidade de cruzeiro de 226 km/h. Isso colocou sua potência em 45.600 watts, ou apenas 61 cavalos de potência. Obviamente, um avião pequeno não deveria exigir tanta potência quanto um avião grande, então isso faz sentido.

Energia e Massa Armazenadas


Por que os aviões usam combustíveis fósseis em vez de bateria para voar? A razão é que você pode obter muita energia queimando gasolina de aviação (para aeronaves a hélice) ou combustível de aviação (para jatos - obviamente).

A ideia-chave aqui é o que chamamos de “densidade de energia”. Na verdade, existem duas versões de densidade de energia. Existe a energia armazenada por unidade de volume (em joules por litro) ou a energia armazenada por unidade de massa (em joules por quilograma), que costuma ser chamada de energia específica .

Vamos voltar ao exemplo do 747. A maioria das variantes deste avião tem uma capacidade de combustível em torno de 200.000 litros, o que é realmente muito combustível. Com uma densidade de cerca de 0,8 quilograma por litro, isso lhe dá uma massa de combustível de 160.000 quilos. A energia específica do combustível de aviação é de cerca de 12.600 watts-hora por quilo. Isso significa que, com 1 quilo de combustível, você pode obter uma potência de 12.600 watts por uma hora – supondo que você possa usar toda a energia, o que não pode.

Digamos que a eficiência geral do avião seja de 35% (o que é o mesmo que dizer que cada motor a jato é 35% eficiente). Isso significa que 1 quilo de combustível fornecerá apenas 4.410 watts por uma hora. Mas você vê onde isso vai dar, certo? Eu sei a quantidade de combustível no 747 e a potência necessária. Com isso, posso calcular o tempo de voo (e também a distância de voo). Acionar os números me dá um tempo de voo de 13,5 horas e uma distância de cerca de 10.000 quilômetros, ou 6.200 milhas. Isso é apenas um cálculo aproximado, mas parece legítimo.

Agora suponha que eu pegue todo aquele combustível de aviação e o substitua por baterias. Suponha que eu possa substituir os motores a jato por motores turbofan elétricos equivalentes ou algo assim. Então, é uma bateria de 160.000 quilos. Os carros elétricos usam uma bateria de íons de lítio, e a melhor energia específica que você pode obter é de cerca de 250 watts-hora por quilo. Agora você já pode ver o problema. Se eu assumir que um motor elétrico é 50% eficiente, nosso 747 movido a eletricidade poderia voar por 22,7 minutos com um alcance de 304 quilômetros. Esqueça aquela viagem ao Havaí.

Na verdade, é ainda pior do que isso. Ignorei a energia extra necessária para levar a aeronave à altitude de cruzeiro em sua velocidade de cruzeiro. Nem chegaria tão longe.

Ajudaria ter uma aeronave menor como o Cessna 172? Claro, ele consome menos energia, mas também carrega menos combustível – cerca de 170 quilos. Se substituirmos esse combustível por uma bateria de íons de lítio, ela poderá voar por cerca de 30 minutos. Isso ainda não é ótimo. Se você reduzir a velocidade de 220 km/h para 150 km/h, poderá obter um tempo de voo de cerca de 42 minutos, mas não conseguirá realmente obter uma distância melhor, pois estará voando mais devagar.

Então, talvez as baterias de íons de lítio não sejam a melhor opção. E algumas outras fontes de energia? Vamos apenas tentar algumas coisas para nos divertir.

Que tal um avião movido a energia nuclear? Se você pegar o urânio-235 e dividi-lo em partes (como em um reator), poderá obter 79 milhões de megajoules por quilograma. Isso é 7,9 x 10 13 joules para um quilograma de combustível. Ainda assim, você não pode simplesmente jogar um pouco de urânio em um avião e esperar obter energia. Um reator nuclear não contém apenas combustível, ele tem todos os tipos de outras coisas para transformar a reação nuclear em energia. A coisa mais importante que você precisa é de uma blindagem pesada para proteger os humanos a bordo da radiação . Isso adiciona muito mais massa. Mas ainda assim, é possível. Apenas 1 quilo de combustível seria suficiente para um 747 voar por mais de 200 horas.

Se os aviões nucleares parecem muito com uma ideia da Guerra Fria (porque eram), que tal algo mais razoável, como uma aeronave movida a elástico? Eles seriam como aqueles aviões de brinquedo que você costumava construir com a hélice de corda, só que maiores e com mais elásticos. Acontece que eu medi anteriormente a energia específica para um elástico torcido. Descobri que com apenas um quilo de elásticos você pode armazenar 6.605 joules, para uma energia específica de 6.605 joules/kg. Se você retirar o combustível de um 747 e substituí-lo por 160.000 kg de elásticos, obterá um tempo de voo de 10 segundos. Isso seria divertido, mas você não teria tempo para assistir a um filme ou mesmo para sua bebida grátis. Pelo menos você poderia dizer que voou em um avião de elástico.

E se o avião fosse movido por ter os passageiros andando em um monte de bicicletas ergométricas? Um 747 pode facilmente transportar 500 passageiros, e um humano pode produzir uma potência de 75 watts por um período de oito horas (ou um dia de trabalho). Mas isso dá apenas uma potência total de 37.500 watts. Isso é apenas 0,07% da potência necessária para voar em velocidade de cruzeiro. Então isso também não vai funcionar.

Ainda assim, é uma espécie de alívio. A única coisa pior do que abastecer aviões com combustíveis fósseis pode ser abastecê-los com pessoas.

Empresa desenvolve conceito de avião elétrico “esquisito” capaz de levar até 100 passageiros


A Whisper Aero, desenvolvedora de sistemas de propulsão norte-americana, propôs o conceito de um avião regional elétrico a bateria de 100 lugares, com o objetivo de ajudar a aviação a alcançar emissões líquidas zero até 2050.

O conceito do Whisper Jetliner, apresentado à NASA, propõe a inclusão de uma série de fans elétricos integrados à borda de ataque da asa para fornecer o sopro de superfície superior. Isso aumenta o coeficiente de sustentação e a carga da asa, além de melhorar a relação sustentação/arrasto em cruzeiro.

“Queríamos ver se aeronaves elétricas a bateria poderiam competir economicamente com soluções baseadas em hidrocarbonetos, de forma que se tornasse uma decisão de negócios racional adotar uma aeronave de emissão zero e aposentar a frota existente“, disse Mark Moore, CEO da Whisper.

Fundada em 2020, a Whisper projetou ventiladores elétricos que, segundo a empresa, podem viabilizar aeronaves regionais elétricas a bateria. O Whisper Jetliner possui 22 fans, cada um alimentado por um motor elétrico de 1 megawatt e produzindo 1.970 lb. de empuxo.

A empresa projeta densidades de energia de bateria superiores a 800 Wh/kg até 2050, o que proporcionará ao Whisper Jetliner um alcance de 1.230 quilômetros, usando um extensor de alcance baseado em turbina de 4 megawatts para cobrir as necessidades de energia de reserva.

A proposta da Whisper à NASA examina o Whisper Jetliner no sistema de aviação e sua capacidade de operar em milhares de aeroportos menores da América, restaurando o serviço aéreo de passageiros e carga para comunidades menores.

terça-feira, 12 de março de 2024

quarta-feira, 7 de fevereiro de 2024

O que é SAF?

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.

Fontes renováveis e menos CO2

(Foto de Ashim D’Silva/Unsplash)
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.


sábado, 16 de dezembro de 2023

Menina de 10 anos se torna piloto de avião e conduz modelo totalmente elétrico na Austrália

Amy Spicer se tornou uma das pessoas mais jovens a pilotar um avião totalmente elétrico no mundo. Menina afirma que tem o sonho de ser piloto desde os primeiros anos de vida..

Amy Spicer (Foto: Timbuktu Content/Amy Spicer/Reuters)
Uma menina de apenas 10 anos se tornou piloto de avião e conduziu um modelo totalmente elétrico, na Austrália, se tornando uma das pessoas mais jovens do mundo a pilotar uma aeronave do tipo.

Amy Spicer conta que desde os primeiros anos de vida tinha o sonho de voar. Agora, a menina se prepara para ajudar o futuro da aviação, com a transição para modelos que poluem cada vez menos o meio ambiente.

“Eu tinha 2 anos e meio quando disse pela primeira vez que queria voar. Eu tinha 7 anos quando fiz meu primeiro voo, e acho que tinha 8 anos quando tive aulas em um planador”, disse ela.

Recentemente, Amy foi convidada a testar um modelo totalmente elétrico com capacidade para duas pessoas. A aeronave é de uma empresa que está fazendo campanha para voos livres de emissões de poluentes na Austrália.

"Estou muito orgulhosa de poder ajudar o futuro da aviação, reduzindo as emissões de carbono e voando em um modelo elétrico”, afirmou.

Amy contou que ficou completamente assutada a primeira vez que assumiu o controle de uma aeronave. Ela disse que se sentiu com 21 anos, realizando um sonho. A partir daí, a certeza de que seria piloto aumentou ainda mais.

Menina de 10 anos sonha desde muito pequena em ser piloto de avião (Foto: Amy Spicer/Reuters)
A menina lembrou ainda que foi alvo de comentário maldosos de meninos que estudavam com ela. Os garotos afirmaram que ela jamais poderia assumir o controle de um avião sem antes ter uma carteira de motorista.

No entanto, os voos feitos por Amy são autorizados e feitos com a supervisão de monitores de uma escola.

Enquanto isso, a Austrália se prepara para ser um centro para aviação elétrica. A região oeste do país já conta com três aeroportos que oferecem recargas de energia para modelos do tipo.

"As aeronaves elétricas de hoje têm alcance modesto, mas isso não as torna inutilizáveis. Elas voam por até uma hora e em determinados espaços aéreos, o que significa que podemos muitos treinamentos", disse Korum Ellis, fundadora da empresa responsável pelo avião pilotado por Amy.

Via g1

sexta-feira, 8 de dezembro de 2023

Aviões furtivos ainda têm um problema muito visível: trilhas de condensação

Os cientistas ainda não descobriram como impedir que as aeronaves produzam essas trilhas de vapor d'água em alta altitude.



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.

Via Fernando Valduga (Cavok) com Popular Mechanics

Aeroportos brasileiros são reconhecidos por ações de sustentabilidade


Em Assembleia e Conferência Anual do Conselho Internacional de Aeroportos da América Latina e Caribe, aeroportos brasileiros foram reconhecidos por suas ações de sustentabilidade, entre eles o Aeroporto Internacional de Belo Horizonte. Além disso, um ranking da Agência Nacional de Aviação Civil (Anac) destacou os Aeroportos de Porto Velho e Boa Vista.

O professor Jorge Eduardo Leal Medeiros, da disciplina de Transportes Aéreos e Aeroportos da Escola Politécnica (Poli) da Universidade de São Paulo, aborda a preocupação com o avanço da sustentabilidade na área aeroportuária.

Segundo o especialista, existe o planejamento para tornar a aviação neutra em carbono até o ano de 2050, ela que atualmente é responsável por cerca de 2% da emissão global. Isso será feito a partir de produção de aviões elétricos e “carros voadores” (eVTOL), que também irão substituir os helicópteros em distâncias curtas na mesma cidade.

Ao parar no chão, de acordo com o docente, o avião deve se manter ligado e isso é feito por meio de um gerador de energia — uma turbina a jato pequena, conectada ao rabo da aeronave — chamado de APU (Unidade Auxiliar de Potência), que possui um custo elevado e consome combustível. “Então está se pensando, nos aeroportos maiores que possuam ponte de embarque, em usar a energia elétrica do aeroporto diretamente para o avião, sem precisar desses geradores”, completa.

Para além das aeronaves, os automóveis de transporte de carga e dos próprios aviões são os outros meios de contaminação por carbono e, nesse sentido, a energia elétrica deve mitigar esse problema. Medeiros destaca também que a captação de água e de luz solar são possibilidades para diminuir a emissão do poluente.

No entanto, essa eletrificação irá demorar para surtir o efeito necessário e, com isso, está se consolidando o avião movido a célula de hidrogênio. O professor destaca o Combustível Sustentável de Aviação (SAF), que tem o objetivo de substituir o querosene de aviação, feito com base em origem vegetal ou gordura animal e, apesar de custar até quatro vezes mais que o querosene, deve se tornar o principal combustível no futuro.

“O Brasil tem um potencial imenso pela área que possui, pela agricultura e pode se tornar o maior fornecedor de SAF no mundo. Eu espero que o governo fique atento a isso, é um investimento que vale para o futuro em termos de despoluição e de exportação”, afirma Medeiros.

Conforme o especialista, a concessão dos principais aeroportos brasileiros foi favorável para que houvesse uma maior eficiência em suas operações — a Infraero é responsável pela gestão apenas do aeroporto Santos Dumont, no Rio de Janeiro. Para ele, há uma tendência para que se capte conhecimentos e tecnologias do exterior, diante do padrão elaborado pela Organização de Aviação Civil Internacional (Oaci).

O Brasil, inclusive, foi o país mais votado na última eleição de membros para o Conselho da Oaci, o que demonstra a importância da participação da nação brasileira nesses debates. Ele cita o programa Aeroportos Sustentáveis, elaborado pelo governo federal em 2019, que visa a incentivar a sustentabilidade nos aeródromos.

Medeiros discorre sobre a necessidade de aproximação da área acadêmica, em especial da engenharia, com a aplicação prática das empresas: “Isso é muito importante, nós vemos isso bem desenvolvido em outros países, com aviação avançada, e nós temos que fazer isso aqui. Infelizmente, eu acho que existem entraves burocráticos, mas nós esperamos que isso vai ser diminuído ao longo do tempo”.

A empresa Eve Air Mobility, subsidiária da Embraer, já foi responsável pela venda considerável de carros voadores, mesmo sendo ainda uma tecnologia em desenvolvimento, que utiliza baterias de íon-lítio. “Nunca vimos, em termos de desenvolvimento de tecnologia, uma coisa que tenha sido tão vendida com antecipação em relação à operação real.” Nesse cenário, ele ressalta que o descarte dessas baterias é um problema para a sociedade, que ainda não desenvolveu uma maneira efetiva de controle.

Por fim, o professor afirma que o Brasil, pioneiro na produção de etanol, tem todas as condições para continuar utilizando combustíveis fluidos — ou seja, deve-se focar, a curto prazo, nos automóveis híbridos e, dessa forma, reduzir o impacto de carbono na atmosfera.

Via Jornal da USP no Ar - Foto: Divulgação

quarta-feira, 29 de novembro de 2023

Hidrogênio vs. combustível sustentável: a aviação se tornará livre de emissões?

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.

sábado, 18 de novembro de 2023

Carro mais rápido que avião? Veja corrida que aconteceu na Alemanha

Uma disputa recente entre um avião e um carro elétricos demonstrou o potencial, bem como os desafios, da aviação elétrica.

O E-Flight Challenge viu um carro elétrico cruzar a Alemanha mais rápido do que um avião elétrico
Avistar a minúscula aeronave Elektra Trainer de longe não foi uma tarefa fácil. Apesar de sua cor, laranja brilhante, o pequeno avião de dois lugares era pouco visível – uma pequena mancha escura contra um céu nublado que ficava mais escuro a cada minuto. Além disso, os motores elétricos da aeronave garantiram uma aproximação quase silenciosa, não oferecendo nenhuma pista sobre sua posição.

Até que, de repente, lá estava ela! Membros da equipe do E-Flight Challenge fizeram fila para observar o avião movido a bateria descer graciosamente na ilha de Norderney, perto da costa noroeste da Alemanha.

O pouso, poucos minutos antes do pôr do sol do dia 29 de agosto, marcou o fim do E-Flight Challenge 2023, que colocou a aeronave Elektra Trainer movida a bateria contra um carro esportivo Lucid Motors Air, também elétrico.

Tanto a aeronave quanto o carro haviam partido naquele dia de Gelnhausen, em um campo de aviação perto de Frankfurt-am-Main, cerca de 300 quilômetros ao sul, na tentativa de ser o primeiro a chegar à ilha.

O objetivo desta façanha, idealizada por um grupo de entusiastas da mobilidade elétrica, era mostrar as capacidades crescentes desta tecnologia promissora e em rápido desenvolvimento.

O longo caminho pela frente para a aviação elétrica


Pode-se dizer que o E-Flight Challenge se inspira nos primeiros dias da aviação.

Desde o salto de Louis Blériot através do Canal da Mancha em 1909 até à famosa travessia transatlântica solo de Charles Lindbergh em 1927, a história da aviação tem sido muitas vezes feita com base em desafios competitivos que foram avidamente aceitos por pioneiros ousados.

Após um século, esse espírito de descoberta aterrizou no campo da aviação elétrica – um pequeno segmento da indústria que está expandindo constantemente as suas capacidades.

Os carros elétricos estão se tornando populares em todo o planeta e, em países como a Noruega, já representam uma grande maioria das vendas de novos veículos – mas a história é diferente na aviação elétrica.

Os requisitos de energia até mesmo das menores aeronaves estão em um nível totalmente diferente em comparação aos carros. A tecnologia de bateria existente ainda não atingiu os níveis de densidade de energia necessários para alimentar qualquer coisa além das menores categorias de aeronaves em voos curtos. O Elektra Trainer utilizado no E-Flight Challenge, por exemplo, pode transportar no máximo duas pessoas.

As baterias atualmente no mercado simplesmente não funcionam em termos de energia. E a ideia de adicionar baterias maiores, não funciona em uma aeronave – apenas acrescentaria uma enorme quantidade de peso que poderia prejudicar seriamente seu desempenho.

Até mesmo um dos mais ambiciosos desenvolvedores de aeronaves elétricas, Heart Aerospace – uma startup sueca que acumulou pedidos e investimentos da United Airlines e de outros participantes proeminentes da indústria – anunciou em 2022 que estava abandonando a propulsão elétrica pura para a aeronave que eles estão desenvolvendo.

Isto foi para adotar uma abordagem híbrida-elétrica que permitiria desenvolver um avião comercial com até 30 assentos – ainda um peixinho para os padrões da indústria.

A tecnologia não chegou lá – ainda


O avião elétrico precisou de uma parada para recarga no meio de sua viagem de 300 quilômetros
A italiana Tecnam, fabricante de aeronaves que fez parceria com a Rolls-Royce e a companhia aérea regional norueguesa Widerøe em um projeto de avião elétrico em 2021, também anunciou a suspensão de projeto próprio de aeronave elétrica neste verão, após três anos de pesquisa, alegando que a tecnologia da bateria ainda não está madura o suficiente.

Mas uma série recente de anúncios – desta vez vindos de desenvolvedores de baterias – oferece razões sólidas para ter esperança.

A CATL da China, líder global em tecnologia de baterias, anunciou em abril de 2023 que havia desenvolvido uma bateria de 500 watts-hora por quilograma, o que representaria um avanço significativo – quase o dobro do que existe atualmente no mercado, que é cerca de 270 watts-hora por quilograma.

Isto foi seguido, alguns dias depois, pela Cuberg, a subsidiária com sede na Califórnia da gigante sueca de baterias Northvolt, anunciando o progresso no desenvolvimento de uma nova geração de baterias de metal de lítio que demonstraram em testes fornecer 380 watts-hora por quilograma – um ganho de 40%.

A eletrificação de aviões comerciais de maior porte, como os aviões Airbus A320 e Boeing 737, que realizam a maioria dos voos hoje em dia, continua a ser uma perspectiva distante.

As gigantes Airbus e Boeing têm procurado outras tecnologias, como o hidrogênio e os combustíveis de aviação sustentáveis, como alternativas de descarbonização, uma vez que a ideia de um grande avião de passageiros movido a bateria parece atualmente inatingível.

“Dada toda essa incerteza, precisamos adotar uma abordagem de portfólio, continuar o desenvolvimento e reduzir a incerteza. Só então seremos capazes de decidir exatamente qual solução será adequada para cada parte do mercado”, disse Robin Riedel, sócio da empresa de consultoria de gestão McKinsey, à CNN.

Em 2021, Riedel e esta equipe da McKinsey foram coautores de um estudo que estimou que 17,4% das emissões globais da aviação comercial são produzidas por voos com menos de 965 quilômetros (o número não inclui voos curtos realizados por escolas de voo, voos de aeronaves leves e outras formas da aviação privada).

Este é um segmento da indústria que poderia ser descarbonizado relativamente rápido com novas formas de propulsão que já estão disponíveis, incluindo aviões elétricos híbridos, elétricos a bateria e elétricos com células de combustível de hidrogênio.

As vantagens não seriam apenas ambientais. Dado que os motores elétricos têm menos peças móveis do que os movidos a combustíveis fósseis, os defensores da aviação elétrica estão confiantes de que, uma vez resolvido o problema da autonomia, os custos mais baixos de manutenção e operação das aeronaves elétricas motivarão os operadores a fazer a mudança.

Olhando para o futuro



Uma das empresas que aguarda ansiosamente a chegada de aeronaves elétricas é a operadora de aviação privada Air2E, com sede em Berlim, que apoiou o E-Flight Challenge. Seu fundador e CEO, Norbert Werle, gosta de traçar um paralelo com os primeiros anos dos carros elétricos.

“Antes da Tesla se tornar o nome familiar que é agora, ela lançou o Roadster, que não foi exatamente um sucesso, mas abriu o caminho. Mostrou que era possível fazer carros elétricos incríveis”, diz ele.

Werle espera que, se as aeronaves elétricas proporcionarem reduções de custos, elas também possam absorver parte do tráfego que atualmente circula por estrada. Este é o pressuposto sobre o qual alguns empresários estão construindo os argumentos para novos negócios de mobilidade aérea regional movidos a eletricidade.

Uma delas é a Electra.aero, que está desenvolvendo uma aeronave híbrida-elétrica de decolagem e pouso curto (eSTOL – aeronaves STOL são capazes de usar pistas muito curtas) com capacidade para transportar nove passageiros ou 1.134 quilos de carga em distâncias de até 805 quilômetros.

A justificativa para desenvolver este tipo de aeronave é que o seu menor custo operacional e ambiental abrirá muitas rotas que hoje não são economicamente viáveis, conectando milhares de aeródromos subutilizados nos EUA e em outros países.

A empresa sediada na Virgínia, no entanto, permanece cautelosa em relação a aeronaves totalmente elétricas e optou pela tecnologia híbrida-elétrica que combina combustível com a força elétrica, tal como um carro híbrido. Ela considera que apenas a tecnologia híbrida é capaz de oferecer densidades energéticas mais próximas das dos aviões turboélice já operados por muitas companhias aéreas regionais.

“Aviões que utilizam apenas baterias não são uma solução viável para estas missões num futuro próximo. Mesmo com os avanços recentes, é provável que demorem décadas até que a tecnologia de bateria atinja a densidade de energia necessária para ser usada em aeronaves comercialmente viáveis apenas com bateria”, afirma o fundador e CEO, John Langford.

“A indústria automotiva levou 15 anos para passar de veículos híbridos elétricos viáveis para veículos movidos apenas a bateria, e é justo dizer que a indústria da aviação levará ainda mais tempo. As aeronaves híbridas-elétricas permitem que você dê um passo significativo para melhorar as emissões hoje e pode melhorar à medida que as tecnologias de bateria evoluem”.

O dia em que o carro ganhou do avião


O carro elétrico voltou para casa uma hora antes da chegada do avião (Miquel Ros/CNN)
Neste contexto, o E-flight Challenge serviu de ilustração dos desafios do voo elétrico – mas também da sua promessa. Embora a aeronave fosse capaz de manter um curso relativamente reto por terra e mar até Norderney, a equipe rodoviária contava com o alcance anunciado de 805 quilômetros do carro da Lucid Air e a ausência de limites de velocidade em longos trechos da autoestrada alemã.

O alcance seria, não de forma totalmente inesperada, o calcanhar de Aquiles da equipe da aeronave. O Elektra Trainer teve que fazer um pit stop aproximadamente na metade do percurso, passando duas horas e meia em solo recarregando as baterias no campo de aviação de Oerlinghausen. Isso, no final das contas, fez com que perdesse a corrida.

Assim que o carro chegou ao terminal hidroviário na costa norte da Alemanha, pronto para navegar até à ilha, o jogo acabou. A equipe da Lucid Motors chegou ao aeroporto de Norderney às 18h13, hora local – sete horas depois de terem começado. A aeronave chegou cerca de uma hora depois.

Longe de ficarem desapontados, porém, os organizadores estavam exultantes. Quem chegou primeiro foi uma questão secundária.

“A conquista foi provar que é viável realizar esse voo cross-country totalmente elétrico em apenas um dia. O progresso em comparação com apenas três anos atrás foi surpreendente!”, explica Morell Westermann, um dos iniciadores do E-Flight Challenge.

Em 2020, ao lado de outros entusiastas da aviação elétrica, Westermann completou um voo recorde desde o sopé dos Alpes Suíços até à mesma ilha de Norderney, seguindo uma rota semelhante, embora pilotando um modelo diferente de aeronave elétrica.

Esse voo bateu seis recordes mundiais, incluindo um para a maior distância voada eletricamente, a velocidade média mais rápida acima de 100 quilômetros, a maior altitude e o menor número de escalas – todos para voos movidos a energia elétrica.

Para contextualizar, esse voo exigiu três dias e 11 paradas para recarga para cobrir o itinerário de 700 quilômetros, enquanto o E-Flight Challenge de 2023 exigiu apenas uma parada para a viagem de 300 quilômetros entre a área de Frankfurt e o Mar do Norte.

Só podemos adivinhar quantas paradas o próximo desafio exigirá, mas é provável que os avanços incessantes e incrementais no domínio da aviação elétrica continuem a levar os seus participantes mais longe, mais rapidamente e, claro, sem emissões. Westermann, que pilota aviões elétricos nas horas vagas, ousa fazer uma previsão: “Em 2026, daqui a três anos, a tecnologia estará madura o suficiente para voar essa distância de uma só vez!”.

Via CNN