Estudos mais recentes da NASA e da Boeing abordam os efeitos de trilha de condensação (contrail) com uso de combustível 100% SAF, em 17.11.23

Em artigo postado no dia 05, o editor-sênior da mídia AIN on line Gregory Polek divulga fase da pesquisa envolvendo a Boeing e a NASA na utilização de SAF e ganhos ao meio ambiente – como redução na emissão de CO₂ e, especificamente, a qualidade das trilhas de condensação (contrail).

Polek escreveu que embora as estimativas sobre até que ponto a utilização de combustível de aviação sustentável (SAF) reduz as emissões de CO₂ nas aeronaves possam variar, as fabricantes aeroespaciais geralmente citam um benefício de 85% devido em grande parte à capacidade das plantas utilizadas para produzir SAF para absorver carbono. Os cientistas sabem menos sobre como as trilhas de condensação (contrail) produzidas pelo escape e emissão de gás da queima de combustível de SAF diferem daqueles gerados pelo combustível fóssil – QAv -, o que levou a Boeing a fazer parceria com a NASA e a transportadora aérea americana United Airlines para estudar o fenômeno com o seu mais recente avião EcoDemonstrator: um B.737MAX-10.

As trilhas de condensação persistentes produzidas quando os aviões voam através do ar frio e úmido, podem reter o calor na atmosfera, sugerem algumas das pesquisas mais recentes.

Para saber mais, a Boeing começou a voar, no início de outubro, um B.737MAX-10, motorizado com turbofan CFM LEAP-1B, destinado à United Airlines, com 100% de combustível de aviação sustentável (SAF) e com combustível convencional (fóssil – QAv) em tanques separados, alternando os combustíveis durante os testes. O estudo de múltiplos combustíveis com o mesmo motor permite aos pesquisadores diferenciar as reduções de emissões resultantes da tecnologia avançada de motores daquelas resultantes da química avançada do combustível de aviação.

Embora a amostragem de resultados dos testes do mês passado permaneça demasiada pequena para tirar quaisquer conclusões concretas, investigadores da Boeing, NASA, da GE Aerospace e do centro de investigação aeroespacial alemão DLR expressaram otimismo em relação às observações das primeiras três semanas de testes.

Falando no final do mês passado nos escritórios da Boeing em Seattle, a líder da equipe de pesquisa do DLR, Christiane Voigt, explicou um pouco da ciência por trás do efeito do SAF na produção das trilhas de condensação (contrail).

“Esses combustíveis de aviação sustentáveis têm um teor aromático mais baixo e são precursores das emissões de partículas de fuligem e as partículas de fuligem são os precursores dos cristais de gelo e trilhas”, observou Christiane. “A ciência diz-nos que o aquecimento provocado pelas trilhas pode ser tão grande como o aquecimento provocado pelas emissões de CO₂”, completou Christiane.

B.737MAX-10 EcoDemonstrator seguido pelo DC-8 Airborne Science Lab (avião-laboratório de ciência) da NASA

Nos testes, o DC-8 Airborne Science Lab (avião-laboratório de ciência) da NASA, seguindo o B.737MAX-10 EcoDemonstrator, fez mediação das emissões produzidas por cada tipo de combustível e trilhas de partículas de gelo. Baseado no Centro de Pesquisa de Vôo Armstrong (da NASA), o avião-laboratório DC-8 incorpora um conjunto de sensores e sistemas de dados adaptáveis a missões ou instrumentos específicos.

Nicki Reid, engenheira de operações/gerente de missão no avião-laboratório DC-8 no Programa de Ciência Aerotransportada da NASA, explicou que o DC-8 voa entre seis e oito km (3,2 a 4,3 MN) atrás do Boeing EcoDemonstrator enquanto a equipe de pesquisa alterna de um combustível para outro (no EcoDemonstrator).

“Vamos voar por talvez 20 ou 30 minutos amostrando a emissão de QAv e, quando voltarmos, faremos uma curva, voaremos exatamente pela mesma posição no ar para que tenhamos com a mesma umidade, a mesma altitude, teremos os motores funcionando com a mesma potência e instruiremos a equipe da Boeing a mudar para o SAF para que possamos determinar a diferença real entre os dois combustíveis”, explicou Nicki.

Os vôos mais recentes de jatos Boeing EcoDemonstrator baseiaram-se em testes em 2021, com jato B.737MAX-9, e em 2022, com B.777-200ER.

A análise dos dados resultantes confirmou que o uso de SAF parafínico produz reduções “dramáticas” de emissão de partículas, cuja extensão depende da composição química do SAF utilizado.

“Sabemos, por meio de testes de medição em solo, que reduzimos as emissões de fuligem quando optamos pelo combustível parafínico em relação aos combustíveis aromáticos mais elevados”, explicou o técnico de emissões da Boeing, Steve Baughcum. “E porque era um combustível sintético e nunca teve enxofre nas matérias-primas, é um combustível com baixo teor de enxofre para nós, de modo que esperamos reduzir as emissões de fuligem e os aerossóis voláteis que estão sendo produzidos pela aeronave. Portanto, podemos basicamente explorar como essas reduções alteram as propriedades dos rastros que medimos na aeronave”, Baughcum explicou.

Financiado pelo Ascent Center of Excellence da FAA, o SAF para os estudos mais recentes é produzido pela World Energy, na Califórnia.

Embora a Boeing tenha estabelecido uma data-alvo de 2030 para começar a entregar aeronaves compatíveis com combustível 100% SAF, o vice-presidente de desenvolvimento de produtos da fabricante, Mike Sinnett, explicou que a transição exigirá o exame dos efeitos de longo prazo do uso do combustível em cada componente da aeronave que contata o combustível.

Sinnett acrescentou que os pesquisadores sabem que o uso de combustível 100% SAF em aviões que tiveram exposição prolongada ao combustível fóssil QAv resulta em danos à vedação, permitindo que os aromáticos sejam lixiviados de volta para o combustível de baixo teor aromático. Embora saibam que o funcionamento 100% SAF em um novo avião não exposto ao combustível fóssil não afetará as vedações, os efeitos a longo prazo em todo o sistema de combustível e outras partes do avião, como os motores no todo e asas, necessitam de mais estudos.

“A outra questão é que as diferenças de densidade mudam a forma como você mede o combustível”, observou Sinnett. “Nós consideramos isso no ambiente de teste de vôo, mas certamente no longo prazo teremos que garantir que nossos sistemas de medição de combustível ou sistemas de quantidade de combustível possam levar em conta uma faixa muito mais ampla de densidades que vemos hoje no combustível de aviação convencional”, detalhou Sinnett. [EL] – c/ fonte