Parece uma nave espacial, mal foi tirada do papel e funciona com combustível que até poucos anos atrás especialistas chamavam de “loucura”. Mas aos olhos de uma das maiores fabricantes de aeronaves do mundo, é, sem dúvidas, o futuro.
E não é o futuro distante. A Airbus espera que estejamos voando pelos céus em um de seus novos designs radicais em apenas 15 anos, deixando para trás os dias de poluição de motores a jato e a vergonha de voar por questões ambientais.
A aeronave de asa mista faz parte de uma trinca de modelos, ecologicamente corretos, movidos a hidrogênio, recentemente apresentados pela Airbus como parte de sua ambição de liderar a descarbonização da indústria da aviação.
É um plano ousado e que, poucos meses atrás, pode ter parecido fantasioso, já que a demanda por viagens aéreas movidas a combustíveis fósseis continua a crescer, aparentemente imune às crescentes preocupações ambientais.
Mas a chegada da Covid-19 e seu impacto na aviação podem ter, inadvertidamente, aberto uma oportunidade de voo livre para os esforços de repensar a tecnologia usada para fazer aviões voarem.
A Airbus batizou seu novo programa de ZEROe. Os designs revelados não são protótipos, mas um ponto de partida para explorar a tecnologia necessária e começar a construir os primeiros aviões comerciais neutros para o clima.
“Como se poderia sair da pandemia tendo a neutralidade climática como um fator essencial de competitividade em longo prazo?”
Essa foi a pergunta retórica da diretora de tecnologia da Airbus, Grazia Vittadini, durante reunião sobre os novos planos da empresa.
“Seria impossível não fazê-lo. Mesmo antes da crise, já era uma visão conhecida e compartilhada de que proteger o clima e o nosso meio ambiente são fatores essenciais e indispensáveis sobre os quais temos que construir o futuro do voo”, disse.
Por que hidrogênio?
O plano da Airbus de colocar no mercado uma aeronave de passageiros com emissão zero até 2035 significa que precisa traçar um percurso em termos de tecnologia até 2025. Na verdade, a Airbus precisa traçar vários cursos.
Essa demanda existe porque nenhuma tecnologia existente pode atender aos requisitos de energia para abastecer todo o espectro de tipos de aeronaves – desde táxi aéreo até aviões de curto, médio e longo alcance.
Apesar de ter recentemente se concentrado mais na aviação elétrica para aviões pequenos, a Airbus agora se volta para o uso do hidrogênio como candidato a resolver os problemas da aviação com a emissão de gás carbônico.
“Nossa experiência com baterias nos mostra que a tecnologia de baterias não está avançando no ritmo que desejamos”, disse o vice-presidente de aeronaves com emissão zero da Airbus, Glenn Llewellyn.
“É aqui que entra o hidrogênio, que tem milhares de vezes mais energia por quilograma do que as baterias poderiam ter hoje.”
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Llewellyn diz que a Airbus já começou a falar sobre hidrogênio com companhias aéreas, empresas de energia e aeroportos, porque “para que esse tipo de mudança realmente aconteça, é necessária a parceria entre toda a indústria e (mais ainda) dentro da indústria da aviação”.
O hidrogênio é visto como um combustível viável por acadêmicos há muito tempo, mas ainda não teve suporte na prática.
Talvez agora, com a tecnologia de baterias deixando a desejar, tenha chegado a hora do hidrogênio.
“Dezoito meses atrás, quando se falava sobre hidrogênio na indústria aeroespacial, as pessoas pensavam que você era um pouco louco”, disse o diretor de aeroespaço da Universidade de Cranfield, Iain Gray, à CNN Travel.
“Mas agora o hidrogênio se tornou algo que todos veem como uma solução muito significativa para os problemas de carbono zero”, disse Gray. Cranfield tem apoiado a ZeroAvia – uma startup que recebeu um subsídio de 2,7 milhões de libras do governo do Reino Unido para desenvolver tecnologias de aviação com emissão zero.
A ZeroAvia realizou o primeiro voo do mundo movido a célula de combustível de hidrogênio com uma aeronave comercial no Aeroporto de Cranfield, em setembro.
Um por todos, todos por um
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O programa conceitual dos três ZEROe inclui um motor turbofan com alcance de mais de 2 mil milhas náuticas, capaz de operar transcontinentalmente e movido por um motor de turbina a gás modificado, que funciona com hidrogênio.
O hidrogênio líquido será armazenado e distribuído por meio de tanques localizados atrás da antepara de pressão traseira.
Também faz parte um avião para 100 passageiros, que usa um motor de turboélice movido a combustão de hidrogênio em motores de turbina a gás modificados. Ele seria capaz de viajar mais de mil milhas náuticas, o que o torna uma opção adequada para viagens de curta distância.
No entanto, o verdadeiro tópico de conversas do trio – retratado no início deste artigo – tem um “corpo de asas mescladas”, no qual as asas se fundem com a fuselagem da aeronave para produzir uma forma altamente aerodinâmica, como uma “asa voadora”.
Essa opção compartilha seu DNA aeronáutico com a aeronave de demonstração MAVERIC, também da Airbus, que passou por testes de voo ano passado, para explorar as vantagens da economia de energia neste tipo futurístico de layout de aviões.
Parecendo algo saído de Star Trek, o avião a hidrogênio de asa mista do Airbus poderia transportar até 200 passageiros. Sua configuração única facilitaria um novo tipo radical de layout de cabine para os passageiros, ao mesmo tempo em que proporcionaria amplo espaço para armazenamento de hidrogênio.
A fabricante europeia de aeronaves lançou um novo design curvo que promete reduzir o consumo de combustível em até 20%.
Como funciona uma aeronave a hidrogênio
O hidrogênio pode ser usado de diferentes maneiras para fornecer energia aos aviões: pode ser queimado diretamente por meio de turbinas a gás modificadas; pode ser convertido em energia elétrica, por meio de células a combustível; e hidrogênio combinado com CO2 pode ser usado para produzir querosene sintético.
“Para nós, é particularmente importante combinar os dois primeiros desses três elementos – ter combustão direta do hidrogênio por meio de turbinas a gás modificadas, com um motor elétrico embutido, alimentado por células a combustível”, diz Vittadini, da Airbus.
“Para acelerar este caminho, já temos em desenvolvimento um demonstrador de emissão zero, que será fundamental, especialmente para reduzir os riscos de conceitos como reabastecimento de tal aeronave, armazenamento e distribuição segura de hidrogênio a bordo”, acrescenta.
Uma vez que já foi comprovado com sucesso que o combustível de aviação sustentável pode ser substituído em motores a jato existentes, a questão agora é se o hidrogênio também poderia ser um combustível drop-in [combustíveis alternativos formados apenas por carbono e hidrogênio, que funcionam de maneira idêntica ao combustível de aviação derivado do petróleo, mas são mais sustentáveis].
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Como isso pode mudar a aviação
A revelação dos conceitos do Airbus simboliza um marco em termos de engenharia aeroespacial civil, adotando o hidrogênio no topo da indústria.
É verdade que esforços contínuos com aeronaves menores e drones usando hidrogênio e células de combustível de hidrogênio são abundantes.
No entanto, o anúncio da Airbus significa uma grande mudança estratégica para a aviação comercial, por meio da qual o hidrogênio pode se tornar a norma para voos de curta e média distância nos anos 2030 e além.
“Mas não faz sentido abordar um avião a hidrogênio se você não vai olhar para o sistema no qual ele opera”, adverte Gray.
A aviação “precisa abordar toda a questão do carbono zero de uma forma holística, olhando para aeroportos, controle de tráfego aéreo, aeronaves e transporte de e para aeroportos”, explica.
Felizmente, o diálogo entre as partes interessadas parece estar em andamento.
“Isso vai criar uma mudança enorme no ecossistema de energia e aviação”, disse Glenn Llewellyn da Airbus.
“Já começamos a trabalhar com companhias aéreas, empresas de energia e aeroportos, porque esse tipo de mudança realmente requer uma equipe de toda a indústria e dentro da indústria de aviação para que isso aconteça.”
Essa necessidade de uma abordagem holística se encaixa perfeitamente com a aspiração dos operadores aeroportuários de reduzir sua própria pegada de carbono – o hidrogênio poderia alimentar muitos aspectos da infraestrutura aeroportuária.
Por exemplo, em 2015, o Aeroporto Internacional de Memphis realizou uma demonstração de dois anos do primeiro equipamento de suporte terrestre movido a célula de combustível de hidrogênio com emissão zero, economizando mais de 175.000 galões de óleo diesel e 1.700 toneladas métricas de CO2.
Em uma iniciativa separada no aeroporto de Toulouse-Blagnac, uma estação de produção e distribuição de hidrogênio está sendo instalada para abastecer ônibus movidos a hidrogênio.
O que torna o hidrogênio um combustível atraente para os aeroportos é o fato de que ele pode ser produzido no local, bem como a partir dos resíduos do aeroporto. A empresa aeroportuária finlandesa Finavia está entre as que avaliam sua praticidade.
“Estamos estudando como poderíamos usar os fluxos de resíduos nos aeroportos da Finavia, incluindo os resíduos do glicol (o fluido usado para descongelar aviões) para gerar hidrogênio”, disse Henri Hansson, vice-presidente sênior de infraestruturas e sustentabilidade.
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Um salto para viagens aéreas ecológicas
Ter um combustível comum que companhias aéreas e aeroportos possam usar é uma mudança total para a indústria.
A introdução de aviões a hidrogênio e a extensão de seus benefícios ambientais vão depender do grau de absorção nos próximos anos.
Vittadini, da Airbus, diz que a “estimativa é de que contribuirá com mais de 50% ao longo de nossa jornada para a descarbonização da aviação”.
No entanto, ainda existem obstáculos tecnológicos pela frente na comercialização de qualquer tipo de avião a hidrogênio de tamanho considerável.
Isso se deve, em parte, às restrições de peso e tamanho, diz Newby, mas “também porque os requisitos de confiabilidade e segurança da indústria são muito elevados, o que exige que sejam atingidas barreiras de maturidade de engenharia muito altas, especialmente para serviços de transporte de passageiros”.
E a aviação movida a hidrogênio não é uma bala de prata, diz ele. Será necessária uma combinação de diferentes soluções, incluindo combustíveis de aviação sustentáveis, elétricos, híbridos e turbinas a gás mais eficientes, alimentando diferentes missões, para ajudar a indústria a atingir suas metas de emissões.
“Em termos de tempo”, diz Newby, “pequenas aeronaves regionais movidas a hidrogênio podem estar disponíveis antes do final da década.”
O que isso significa para aviadores
Até que a Airbus defina uma configuração, é muito cedo para saber como será a forma da cabine de passageiros ou como será a experiência a bordo.
Mas o que pode ser previsto com segurança é como será do ponto de vista da sensibilidade humana. O hidrogênio pode ser o antídoto para o voo envergonhado, se o Airbus conseguir tirar o ZEROe do solo.
Lançar esses conceitos em meio a uma pandemia pode até ser um golpe de gênio da parte da Airbus, agora que as pessoas tiveram tempo, enquanto estavam confinadas, para refletir sobre o privilégio da aviação acessível, reconhecendo seu impacto no planeta.
“Covid, ironicamente, lembrou muitas pessoas de como é o mundo quando não estão vendo rastos e não estão sendo ouvidos grandes motores a jato”, diz Gray.
“Voar, por si só, não é o problema; o carbono é o problema que estamos tentando resolver.”
“Voar tem proporcionado aos indivíduos ao redor do mundo grandes oportunidades de viagens pessoais e profissionais, portanto, a ênfase tem que ser na solução das emissões e dos problemas de carbono. O hidrogênio é um jogador que muda o jogo e a indústria está pronta para isso.”
