Verso l’ottimizzazione energetica degli aerei

Il risparmio energetico era al centro dell’attenzione del settore aerospaziale molto prima che il riscaldamento globale diventasse una preoccupazione. Grazie agli aeromobili più leggeri e ai motori più efficienti, le emissioni per passeggero/chilometro sono diminuite dell’80% dall’inizio degli anni ’60. Gli aeromobili più efficienti di oggi consumano poco più di 2,5 litri di carburante per passeggero per 100 chilometri. Di conseguenza, l’aviazione civile rappresenta appena il 2% delle emissioni globali di CO2.

Il mondo dell’aviazione sta agendo per ridurre la sua impronta ambientale

L’obiettivo dichiarato dell’Organizzazione per l’aviazione civile internazionale (ICAO) è ora quello di stabilizzare le emissioni di CO2 al livello raggiunto nel 2020, per di più in un contesto di traffico crescente, e di ridurle del 50% per il 2050 rispetto al livello del 2005.

Per quanto riguarda i programmi aeronautici in corso, i produttori di aeromobili continuano a migliorare i modelli anche dopo il loro lancio. Ad esempio nel 2020, i consumi dell’A320 Neo dovrebbero essere inferiore del 20% rispetto al modello iniziale.

Per i programmi futuri, l’Organizzazione per l’aviazione civile internazionale (ICAO) ha incaricato la Francia, attraverso il Consiglio per la ricerca sull’aviazione civile (CORAC), di svolgere attività di ricerca volte a ridurre l’impatto ambientale: motori più efficienti, aeromobili più leggeri, sviluppo dell’uso di tecnologie elettriche per garantire la propulsione e lo sviluppo di biocarburanti per aeromobili.

L’aereo a ottimizzazione energetica

Nel tentativo di ridurre il consumo di energia degli aeromobili, l’aereo a ottimizzazione energetica è quindi una delle tre principali aree di ricerca definite dal CORAC nella sua tabella di marcia tecnologica presentata a marzo 2019.

Safran sta sviluppando un motore progettato per utilizzare il 30% in meno di cherosene rispetto a un motore turbojet tradizionale. Il prototipo, noto come Open Rotor e in fase di sviluppo dal 2008 nell’ambito del programma europeo Clean Sky, è attualmente in fase di sperimentazione. L’obiettivo è di introdurlo nel mercato entro il 2030, in tempo per il rinnovo degli aeromobili Airbus e Boeing a corridoio singolo. Un altro vantaggio, non da ultimo, è anche molto più silenzioso rispetto ai suoi predecessori.

In termini di architettura aereospaziale, Airbus sta continuando a testare nuove soluzioni, in particolare fornendo ai modelli A340 Blade ali laminari volte a ridurre l’attrito del 50%, che si traduce in una riduzione del 5% delle emissioni di CO2. Per ottenere questi risultati, le ali sono dotate di estensioni che formano un angolo di 20 gradi rispetto al resto dell’ala.

Per quanto riguarda gli aerei elettrici, lo spirito pionieristico è molto forte e i nuovi concept abbondano. Solar Impulse ha fatto il giro del mondo con i suoi quattro motori elettrici a energia solare. E-Fan X è un velivolo ibrido sviluppato da Airbus in collaborazione con Siemens e Rolls-Royce.

Tutti gli sforzi in atto

Oltre all’impegno per limitare il consumo di cherosene e ottimizzare le rotte di volo, è importante sottolineare due fattori meno noti ma ugualmente rilevanti.

Per gli aeroporti, le operazioni di rullaggio e l’uso di motori ausiliari durante gli scali rappresentano circa tre quarti delle emissioni di gas a effetto serra, ossido di azoto e particelle e circa il 95% delle emissioni di composti organici volatili. Oltre alle misure per limitare i tempi di rullaggio, due soluzioni tecnologiche sono attualmente in fase di sperimentazione.

La prima potrebbe dimostrare la sua efficacia nei grandi aeroporti che ospitano aeromobili a lungo raggio. L’innovativo TaxiBot, un veicolo semirobotico, sviluppato dal fornitore di apparecchiature aeroportuali TLD, consente di spostare gli aerei dal gate di imbarco alla pista di decollo e viceversa con i reattori spenti e con i motori APU (Unità d’alimentazione ausiliaria) in funzione, con il conseguente effetto di avviare i motori principali solo due o tre minuti prima del decollo.

La seconda soluzione, in fase di test sull’A320, potrebbe interessare i voli a corto e medio raggio. Il sistema di rullaggio elettrico verde è stato sviluppato nell’ambito di una joint venture tra Safran e Honeywell. È costituito da un motore elettrico integrato in ciascun carrello di atterraggio principale, che consente all’aeromobile di rullare senza utilizzare i reattori principali. Questi motori elettrici sono alimentati dall’APU.

Sebbene ora sia utilizzata per il trasporto di massa, l’aviazione ha da sempre contribuito a spingere i limiti investendo in ricerca e sviluppo e aprendo la strada all’innovazione. Le iniziative ambientali sono quindi molto numerose in questo settore altamente strutturato, in cui il coordinamento tra i diversi attori coinvolti è una garanzia di efficienza.

— Pascale Rombaut-Manouguian, Senior Industry Analyst, Credit Agricole S.A.