Gli aerei che operano su leaded Aviation benzine (avgas) sono utilizzati per molti scopi critici, tra cui viaggi d’affari e personali, voli didattici, indagini aeree, agricoltura, antincendio, forze dell’ordine, emergenze mediche e trasporto espresso.

Che cos’è avgas?
Avgas è un combustibile specializzato utilizzato per alimentare aeromobili motore a pistoni. La benzina per aviazione è una miscela complessa di idrocarburi che variano ampiamente nelle loro proprietà fisiche e chimiche. Le proprietà di avgas devono essere equilibrate correttamente per dare la prestazione affidabile e sicura del motore sopra una vasta gamma di condizioni di funzionamento degli aerei. I produttori in genere certificano i loro motori e aerei per funzionare con combustibili che soddisfano gli standard ASTM (American Society of Testing Materials) o altri standard di consenso come gli standard di difesa del Regno Unito o gli standard militari statunitensi, che regolano le proprietà chimiche, fisiche e prestazionali degli avga.

I vari gradi di avga sono identificati utilizzando il numero di ottano del motore (MON) combinato con le seguenti alfa-designazioni per indicare il contenuto di piombo: basso piombo (LL); molto basso piombo (VLL); o senza piombo (UL).

Anche se ci sono vari standard ASTM per avgas, quasi tutti avgas sul mercato statunitense oggi è a basso piombo, 100 MON avgas (100LL). Questo grado di avgas soddisfa i requisiti di tutti i motori a pistoni che utilizzano avgas, indipendentemente dal loro livello di prestazioni. Gli aerei a reazione e gli aerei a elica alimentati a turbina non utilizzano avgas, ma utilizzano invece combustibili molto simili al cherosene, che non contiene un additivo di piombo.

Perché l’ottano è così importante?
L’ottano è una misura delle prestazioni di un carburante che brucia in una camera di combustione del motore. È una misura della capacità di una benzina di resistere alla detonazione, o “bussare”. L’ottano è importante per il funzionamento sicuro di un motore aereo o automobilistico. I motori ad alta compressione e ad alta cilindrata, come quelli che si trovano in molti velivoli con motore a pistoni ad alte prestazioni, richiedono combustibili ad alto numero di ottano in modo che la detonazione, che è l’accensione incontrollata del carburante nella camera di combustione, non danneggi i pistoni e altri componenti del motore e provochi un’avaria al motore. I motori di rendimento elevato permettono che un aereo funzioni alle velocità aumentate e con più carico utile, ma questi motori richiedono il più alto numero di ottano avgas. Il funzionamento di motori a pistoni per aeromobili o autoveicoli su carburanti con ottano inferiore a quello richiesto può causare danni da colpi, ma è generalmente sicuro utilizzare motori a pistoni su carburanti con un numero di ottano superiore al loro requisito minimo. In altre parole, è sicuro salire in ottano, ma non in basso.

Che cos’è il piombo tetraetilico (TEL)?
TEL è un composto organico che contiene piombo e, in piccole quantità, è molto efficace nell’aumentare l’ottano. Il divieto del TEL nel gas per automobili è stato introdotto gradualmente nel corso di diversi anni ed è stato in gran parte completato entro il 1986 e ha comportato una significativa riduzione delle emissioni di piombo nell’ambiente. TEL was non è stato ancora vietato per l’uso in avgas, perché nessuna alternativa operativamente sicura è attualmente disponibile.

TEL è tossico?
Tutte le forme di piombo sono tossiche se inalate o ingerite. Il piombo può influenzare la salute umana in diversi modi, compresi gli effetti sul sistema nervoso, sui globuli rossi e sul sistema cardiovascolare e immunitario. I neonati e i bambini piccoli sono particolarmente sensibili anche a bassi livelli di piombo, che possono contribuire a problemi comportamentali e di apprendimento e il QI più basso nei bambini ha aumentato la sensibilità a causa del loro sistema nervoso in via di sviluppo.

Come vengono regolate le emissioni degli aeromobili?
Ai sensi del Clean Air Act (CAA), l’Environmental Protection Agency (EPA) ha l’autorità (in consultazione con la FAA) per regolare le emissioni degli aeromobili. La CAA specifica che, nel fissare gli standard, le agenzie devono considerare il tempo necessario per sviluppare la tecnologia richiesta, considerare i costi e non devono influire negativamente sulla sicurezza degli aeromobili o sul rumore. Al momento, non ci sono regolamenti che si applicano alle emissioni degli aeromobili che utilizzano carburante al piombo. Tuttavia, la FAA applica gli standard di emissione esistenti per gli aerei e i motori a reazione commerciali attraverso il processo di certificazione dei motori. I produttori di motori a reazione commerciali hanno risposto ai requisiti per la riduzione delle emissioni attraverso cambiamenti tecnologici migliorando la progettazione e l’efficienza dei motori a reazione. Se l’EPA rileva che le emissioni degli aeromobili rappresentano un pericolo per la salute o il benessere pubblico, può stabilire limiti sulle emissioni degli aeromobili e quindi la FAA ha l’autorità di regolamentare le emissioni degli aeromobili attraverso lo sviluppo di standard per la composizione o le proprietà chimiche o fisiche di un combustibile o additivo per carburanti per aeromobili.

Perché continuare a utilizzare combustibile al piombo?
In primo luogo, l’uso di combustibili al piombo è un problema di sicurezza operativa, perché senza l’additivo TEL, i livelli di ottano sarebbero troppo bassi per alcuni motori e l’uso di un combustibile di ottano inferiore a quello richiesto potrebbe portare a guasti al motore. Di conseguenza, l’additivo TEL non è stato vietato da avgas. Produttori di aeromobili, l’industria petrolifera, e la FAA hanno lavorato per oltre un decennio per trovare carburanti alternativi che soddisfano i requisiti di ottano della flotta di aeromobili a motore a pistoni senza l’additivo TEL. Tuttavia, nessun sostituto operativamente sicuro e adatto per il combustibile al piombo è stato ancora trovato per soddisfare le esigenze di tutta la flotta di aeromobili a motore a pistoni.

Cosa sta facendo la FAA per eliminare i combustibili per aviazione al piombo?
Quattro iniziative sono state stabilite per sviluppare una benzina senza piombo sicura di aviazione della sostituzione:

In primo luogo e più importante, la FAA ha patrocinato un comitato di regolamentazione di aviazione (ARC) che coinvolge le parti interessate di industria e di EPA, che hanno sviluppato il processo, la stima di costo e la linea di tempo per sostituire Il rapporto finale e le raccomandazioni, noto come il rapporto finale del comitato di transizione Avgas senza piombo (UAT) è stato pubblicato il 17 febbraio 2012. Il rapporto è disponibile al pubblico sul nostro sito web. Questo rapporto contiene cinque raccomandazioni chiave (e quattordici raccomandazioni aggiuntive) per facilitare lo sviluppo e l’implementazione di una benzina senza piombo per l’aviazione sostitutiva. Il piano prevede finanziamenti per la ricerca e lo sviluppo del governo (R&D) e finanziamenti in natura da parte dell’industria per identificare un combustibile senza piombo entro il 2018 che potrebbe essere utilizzato dagli aeromobili attualmente operanti su avga al piombo.

In secondo luogo, la FAA ha stabilito una metrica della prestazione dell’agenzia che dichiara: “Un combustibile della sostituzione per la benzina piombo di aviazione è disponibile da 2018 che è utilizzabile dalla maggior parte degli aerei di aviazione generale.”Sfortunatamente, le differenze nei carburanti PAFI (Piston Aviation Fuels Initiative) rispetto a 100LL hanno avuto problemi e sono state valutate per impatti e mitigazioni. Mentre questi problemi sono stati valutati, i test di volo PAFI e alcuni test del motore erano stati interrotti. Queste valutazioni continuano a richiedere tempo e alla fine influenzano il programma del programma di test. Sulla base delle attività e dei tempi previsti, la data di completamento dei test per il programma PAFI sarà nel 2021 (precedentemente dicembre 2018).

Inizialmente per contribuire a raggiungere questo obiettivo, la FAA ha chiesto ai produttori mondiali di carburante il 10 giugno 2014 di presentare proposte per opzioni di carburante che aiuterebbero l’industria dell’aviazione generale a passare a un carburante senza piombo. La FAA ha valutato la redditività dei combustibili candidati in termini di impatto sulla flotta esistente, sulla loro infrastruttura di produzione e distribuzione, sul loro impatto sull’ambiente e sulla tossicologia e su considerazioni economiche. La FAA ha ricevuto 17 osservazioni da 6 offerenti di carburante. Sono stati esaminati dal comitato di valutazione tecnica, TEC, e 4 combustibili sono stati selezionati nella fase 1 del programma PAFI. Il programma della prova di fase 1 ha consistito dell’impianto di perforazione del laboratorio e della prova del motore che ha cominciato nel marzo 2015. La FAA ancora una volta convocato il TEC e 2 degli offerenti di carburante sono stati selezionati per andare in fase 2, Swift e Shell. I test del motore e degli aerei nella fase 2 hanno rivelato problemi e il test è stato interrotto nel 2018. Swift ha annunciato una sospensione inn loro attività di lavoro PAFI per perseguire un altro combustibile al di fuori del programma. Shell continua a lavorare attivamente sulla loro formulazione di carburante all’interno delle loro specifiche per mitigare i problemi identificati.

Durante questo periodo la FAA stava cercando una nuova autorità per l’amministratore della FAA per autorizzare l’uso del carburante senza piombo nel motore e negli aerei. Questa autorizzazione è stata concessa in ottobre 2018 ai sensi della sezione HR 302 565.

Ci sono circa 167.000 aerei negli Stati Uniti e complessivamente 230.000 universalmente che contano su 100 avga bassi del cavo per l’operazione sicura. È l’unico combustibile di trasporto rimanente negli Stati Uniti che contiene l’aggiunta di TEL.

In terzo luogo, la sezione 910 del 2012 FAA Modernization and Reform Act ha stabilito un programma di benzina senza piombo per aviazione R&D con requisiti consegnabili per un piano e una relazione R & D. La FAA ha emesso il piano d’azione senza piombo di transizione di Avgas (UAT) che integrerà queste tre attività.

La quarta iniziativa coinvolge le aziende del settore privato che hanno richiesto certificati di tipo supplementari per specifici modelli di motori a pistoni e aerei per operare con nuove formulazioni di benzina senza piombo per l’aviazione. La FAA sta lavorando attivamente per sostenere tutte queste iniziative.

Cosa sta facendo la FAA a breve termine per ridurre le emissioni di piombo?
Nonostante il ritardo del completamento dei test, la missione PAFI dura e sia la FAA che i partner industriali continuano il loro impegno a valutare e identificare con successo i candidati di carburante senza piombo che possono essere autorizzati per l’uso dalla stragrande maggioranza della flotta di motori a pistoni GA. L’obiettivo di FAA per un avgas senza piombo è la soluzione a lungo termine che, in definitiva, consentirà l’eliminazione delle emissioni di piombo dagli aeromobili che utilizzano combustibile al piombo. Il FAA e l’industria continuano a perseguire tutte le soluzioni senza piombo alternative di avgas, sia all’interno del programma di PAFI R&D che fuori del programma.. La FAA sta lavorando con altri sviluppatori di carburante senza piombo ad alto numero di ottano su base non interferenza al programma PAFI in corso. La FAA ha invitato i produttori di carburante che attualmente sviluppano carburanti senza piombo ad alto numero di ottano a portare i loro dati alla FAA per la valutazione e un processo di screening è in corso. Coloro che superano il processo di screening parteciperanno a un programma di test cooperativo di ricerca e sviluppo (CRADA) per condurre un sottoinsieme dei test PAFI. Si prevede che il test includa la detonazione e alcuni test delle prestazioni presso il William J. Hughes Technical Center della FAA, per dare visibilità alla FAA in tutte le attività di sviluppo della formulazione del carburante senza piombo in tutto il settore.