A aviação é uma das fontes de emissões de carbono do transporte que mais cresce, mas uma pequena companhia aérea canadense pode mostrar ao setor uma forma de voar melhor para o planeta?
No que diz respeito às viagens aéreas, era apenas um pequeno salto para o céu da manhã antes que o hidroavião de Havilland espirrou de volta no rio Fraser em Richmond, British Columbia. Quatro minutos antes, ele havia decolado da mesma mancha de água. Mas, apesar de sua curta duração, o vôo pode ter marcado o início de uma revolução na aviação.
Aqueles que gostariam de ouvir na beira do rio naquela fria manhã de dezembro poderiam ter percebido algo diferente em meio ao barulho das hélices e ao barulho da água quando o De Havilland DHC-2 Beaver de seis passageiros decolou e pousou. O que estava faltando era o rosnado gutural do motor radial de nove cilindros da aeronave.
Em seu lugar estava um motor de propulsão totalmente elétrico construído pela empresa de tecnologia magniX, que havia sido instalado na aeronave ao longo de vários meses. O vôo de teste de quatro minutos (o avião estava restrito a voar em céu claro, então com a neblina e a chuva fechando a equipe optou por uma viagem curta) foi a primeira vez que uma aeronave comercial de passageiros totalmente elétrica subiu aos céus.
O de Havilland DHC-2 Beaver adaptado decolou do rio Fraser na luz da manhã para um vôo de teste de quatro minutos (Crédito: Diane Selkirk)
“Foi o primeiro tiro da revolução da aviação elétrica”, disse Roei Ganzarski, executivo-chefe da magniX, que trabalhou com a companhia aérea canadense Harbour Air Seaplanes para converter uma das aeronaves de sua frota de hidroaviões para que pudesse funcionar com bateria em vez de combustíveis fósseis.
Para Greg McDougall, fundador da Harbor Air e piloto durante o vôo de teste, isso marcou o ponto culminante de anos tentando colocar o meio ambiente na vanguarda de suas operações.
Foi o primeiro passo da revolução da aviação elétrica – Roei Ganzarski
A Harbour Air, que possui uma frota de cerca de 40 hidroaviões que atendem as regiões costeiras de Vancouver, Victoria e Seattle, foi a primeira companhia aérea da América do Norte a se tornar neutra em carbono por meio de compensações em 2007. Um teto verde de um acre em sua nova Victoria terminal aéreo seguido. Então, em 2017, 50 painéis solares e quatro colméias abrigando 10.000 abelhas foram adicionados, mas para McDougall, um proprietário da Tesla com interesse em tecnologia disruptiva, o grande objetivo era eletrificar a frota.
McDougall procurou por opções alternativas de motor por alguns anos e colocou o plano em segundo plano quando Ganzarski o abordou pela primeira vez em fevereiro de 2019. “Ele disse: ‘Temos um motor que queremos certificar e queremos pilotá-lo antes do final do ano ‘”, lembra McDougall.
As duas empresas descobriram que seus valores ambientais e equipes eram uma boa combinação e rapidamente formaram uma parceria. Onze meses depois, a modesta companhia aérea canadense tirou do solo o que McDougall chama de seu “e-avião”, saindo à frente de outros projetos de voos elétricos, incluindo os de grandes empresas Airbus, Boeing e Rolls-Royce.
O voo de teste foi seguido por anos de trabalho por Greg McDougall para tornar sua companhia aérea mais ecologicamente correta (Crédito: Diane Selkirk)
O projeto foi concluído em tempo recorde, considerando o quão avessa ao risco é a indústria da aviação, diz McDougall. “Alguém precisava assumir a liderança”, diz ele. “Eu moro na Colúmbia Britânica por causa do ar livre: protegê-lo está em nosso DNA. Quando se tratava de obter os benefícios do vôo elétrico, fazia sentido entrarmos e sermos pioneiros na próxima etapa. ”
À medida que a ameaça representada pela crise climática se aprofunda, tem havido um interesse renovado no desenvolvimento de aeronaves de passageiros elétricas como forma de reduzir as emissões.
O vôo elétrico existe desde a década de 1970, mas permaneceu limitado a aviões experimentais leves voando distâncias curtas e aeronaves movidas a energia solar com envergadura enorme, mas incapaz de transportar passageiros. Mas, à medida que a ameaça representada pela crise climática se aprofunda, tem havido um interesse renovado no desenvolvimento de aeronaves de passageiros elétricas como forma de reduzir as emissões e os custos operacionais das companhias aéreas.
Atualmente, existem cerca de 170 projetos de aeronaves elétricas em andamento internacionalmente – um aumento de 50% desde abril de 2018, de acordo com a consultoria Roland Berger. Muitos dos projetos são designs futurísticos voltados para o desenvolvimento de táxis aéreos urbanos, aviões particulares ou aeronaves para entrega de pacotes. Mas grandes empresas como a Airbus também anunciaram planos para eletrificar suas próprias aeronaves. Ela planeja enviar seu protótipo híbrido E-Fan X de um jato comercial de passageiros em seu vôo inaugural até 2021. Mas apenas um dos quatro motores a jato da aeronave será substituído por um motor elétrico de 2 MW, alimentado por uma combinação de uma bateria a bordo e gerador acoplado a um motor turboeixo, que ainda usa combustíveis fósseis, dentro da fuselagem.
A maioria das aeronaves elétricas que voaram até agora eram aeronaves leves pequenas, em vez de aeronaves projetadas para transportar passageiros (Crédito: Getty Images)
Isso faz do Harbor Air algo estranho. Como uma companhia aérea costeira, opera hidroaviões menores que tendem a fazer viagens curtas para cima e para baixo da costa da Colúmbia Britânica e do estado de Washington, o que significa que suas aeronaves podem recarregar as baterias regularmente. A empresa se vê em posição de modernizar toda a sua frota de hidroaviões e tornar as viagens aéreas na região o mais ecológicas possível.
Isso pode trazer algumas vantagens. A eficiência de um motor de combustão típico para um avião como este é bastante baixa – uma grande proporção da energia do combustível é perdida como calor residual à medida que gira a hélice que impulsiona a aeronave para frente. Os motores elétricos têm menos peças móveis, o que significa que há menos manutenção e menos custo de manutenção.
Motores elétricos têm menos peças móveis, o que significa que há menos manutenção e menor custo de manutenção
Erika Holtz, gerente de engenharia e qualidade da Harbor Air, vê a mudança para a eletricidade como o próximo grande avanço da aviação, mas avisa que um obstáculo tem sido a percepção de segurança. “Os sistemas mecânicos são muito mais conhecidos e confiáveis”, diz ela. Em contraste, as pessoas veem os sistemas elétricos como um pouco desconhecidos – pense no seu computador doméstico. “Desligar e ligar novamente não é uma opção na aviação”, acrescenta ela.
Mas é a possibilidade de estimular uma mudança duradoura na aviação que tornou o trabalho no projeto Harbour Air / magniX tão emocionante para Holtz. A tecnologia da aviação estagnou nas últimas décadas, diz ela. “Embora tenha havido melhorias incrementais em certas tecnologias
As baterias ainda não podem competir com o combustível de aviação pela quantidade de energia que armazenam por quilograma, mas os motores elétricos são mais eficientes (Crédito: Diane Selkirk)
Uma área que requer mais desenvolvimento é a capacidade da bateria. Muitos especialistas duvidam que grandes aviões de passageiros totalmente elétricos estarão disponíveis em breve – a tecnologia de bateria atual simplesmente não oferece tantas milhas por quilo em comparação com o combustível de aviação.
A densidade de potência do combustível de aviação é alta, em torno de 12.000 watts-hora por quilograma. Uma bateria de íon de lítio tem apenas 200 watts-hora por quilograma.
Os voos de curta distância da Harbor Air em aviões pequenos, monomotores e bimotores têm demandas de energia mais baixas, o que significa que não precisam de baterias pesadas. “A maioria de nossas rotas está dentro da faixa de tecnologia que existe hoje”, diz McDougall.
A Harbor Air espera obter passageiros pagantes em seus eplanes em menos de dois anos.
Essa capacidade de usar a tecnologia existente, incluindo a fuselagem Beaver de 62 anos e as baterias de íon de lítio certificadas pela Nasa, significa que o processo de certificação para atender aos requisitos da Agência Federal de Aviação e Transporte do Canadá deve ser mais fácil do que seria com um avião construído a partir do zero.
A Harbor Air espera obter passageiros pagantes em seus eplanes em menos de dois anos. “O Canadá nem sempre é conhecido como um centro de inovação”, diz Holtz. “É muito regulamentado e a própria aviação é muito regulamentada. Mas a Transport Canada tem tentado nos ajudar a superar os obstáculos em vez de colocá-los para cima”
A Harbor Air tem planos de eletrificar toda a sua frota de pequenos hidroaviões de passageiros, colocando-a à frente de outras companhias aéreas (Crédito: Diane Selkirk)
Mas é improvável que os esforços da Harbor Air para eletrificar sua frota tenham um grande impacto nas emissões da aviação.
“Aeronaves de dois a 12 passageiros são apenas uma pequena fração das emissões globais da aviação”, diz Lynnette Dray, pesquisadora associada sênior do Instituto de Energia da University College London. “Mesmo olhando para todos os voos regulares abaixo de 500 milhas (que são realizados por vários tamanhos de aeronaves, a maioria dos quais são muito maiores do que dois a 12 assentos), menos de 10% do uso global de combustível de passageiros e emissões de CO2 podem ser substituídos. ”
Há muito valor em colocar modelos de protótipo no mercado para que a tecnologia tenha a chance de se tornar familiar e confiável – Lynette Dray
Onde Dray vê a companhia aérea canadense tendo um impacto maior é na percepção do público. “Há muito valor em colocar modelos de protótipo no mercado, para que a tecnologia tenha a chance de se tornar familiar e confiável”, diz ela.
Abrir caminho para outros projetos de aeronaves elétricas tem sido um dos principais objetivos da Harbor Air e da magniX. De acordo com o Conselho Internacional de Transporte Limpo, a aviação contribui com 2,4% das emissões globais de carbono, com 24% do CO2 global relacionado ao transporte de passageiros atribuído a voos originados nos Estados Unidos. Este deve ser um forte motivador para a mudança, diz Ganzarski.
“Acho que a ideia da aviação elétrica – livrar-se das emissões e reduzir os custos operacionais – é algo que a comunidade mundial deveria abraçar”, diz ele. “Quanto mais empresas entrarem nisso, melhor. Mas estaremos lá na frente, liderando o caminho. ”.
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