Aerospazio motore dell’innovazione: “È un laboratorio avanzato della sostenibilità”

“Spesso si tende a percepire l’aeronautica come un settore che consuma grandi quantità di energia e quindi risulterebbe difficilmente conciliabile con gli obiettivi climatici, invece è sempre stata uno dei motori principali dell’innovazione in termini di efficienza”. Così il professor Giuseppe Franchini, delegato del Rettore alla Transizione energetica e direttore del Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate dell’Università degli Studi di Bergamo, illustra il ruolo strategico che il settore aerospaziale può giocare nel campo della sostenibilità.

Questo ramo dell’economia, che sta conoscendo un significativo sviluppo su scala nazionale e internazionale ma anche nella provincia di Bergamo, ha un legame molto stretto con la produzione di nuovi materiali, la transizione energetica e le politiche industriali.

Abbiamo intervistato il professor Franchini per saperne di più.

L’espansione del settore aerospaziale può favorire la sostenibilità?

Si, l’aerospazio rappresenta uno dei settori tecnologicamente più avanzati e, allo stesso tempo, più sfidanti dal punto di vista della sostenibilità. È un ambito in cui le esigenze di sicurezza, affidabilità e prestazioni estreme si intrecciano con la necessità, sempre più urgente, di ridurre l’impatto ambientale. Proprio per questo motivo, il legame tra aerospazio, nuovi materiali, transizione energetica e politiche industriali è oggi più stretto che mai. Spesso si tende a percepire l’aeronautica come un settore energivoro e difficilmente conciliabile con gli obiettivi climatici. Eppure, storicamente, l’aerospazio è stato uno dei motori principali dell’innovazione in termini di efficienza. Ogni kg risparmiato su un velivolo si traduce in una riduzione di consumo di combustibile per il suo intero ciclo di vita. Ogni incremento della temperatura massima in turbina, reso possibile da materiali più performanti, consente di migliorare il rendimento termodinamico e quindi di abbattere le emissioni specifiche. In tal senso, l’aerospazio è un laboratorio avanzato di sostenibilità ingegneristica: ciò che funziona in condizioni estreme tende poi a diffondersi anche in altri settori energetici e industriali. In questo quadro, il Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate svolge un ruolo significativo sia sul piano della ricerca sia su quello del trasferimento tecnologico.

In che modo?

Pur non avendo un corso di laurea specificamente dedicato all’ingegneria aerospaziale, il Dipartimento affronta numerosi temi connessi alla filiera aerospace attraverso diversi percorsi formativi e linee di ricerca. Questa impostazione multidisciplinare è, in realtà, un punto di forza: l’aerospazio non è solo progettazione di velivoli, ma anche turbomacchine, materiali avanzati, sensoristica, sistemi di controllo, combustibili innovativi e analisi dell’impatto ambientale. Nel corso di laurea in Ingegneria Meccanica, per esempio, è attivo il corso di Motori aeronautici, che consente agli studenti di approfondire le architetture propulsive, i cicli termodinamici e le problematiche di integrazione tra aerodinamica e combustione. Un altro asse fondamentale è rappresentato dai temi ambientali e dai combustibili a basse emissioni.

Ci spieghi

Nel corso di laurea in Ingegneria delle Tecnologie per la Sostenibilità Energetica e Ambientale vengono affrontate in modo sistematico le questioni legate all’impatto ambientale, incluso quello del trasporto aereo: l’adozione dei Sustainable Aviation Fuels (SAF), lo sviluppo di carburanti sintetici e il potenziale ruolo dell’idrogeno sono temi sui quali i nostri studenti si formano e sviluppano competenze. La discussione non si limita agli aspetti tecnologici, ma si estende alle analisi di ciclo di vita, alle dinamiche di mercato e alle implicazioni delle politiche europee e internazionali in materia di decarbonizzazione. L’industria aeronautica, oggi responsabile di una quota significativa delle emissioni globali di CO₂, si trova di fronte alla sfida di conciliare crescita della mobilità e neutralità climatica entro il 2050: un obiettivo che richiede innovazione tecnologica, ma anche coerenza nelle politiche industriali ed energetiche. Il tema dell’idrogeno è emblematico.

Come mai?

Dal punto di vista tecnico, rappresenta una possibile soluzione radicale, capace di eliminare le emissioni di CO₂ in volo. Tuttavia, implica la riprogettazione degli aeromobili, la realizzazione di infrastrutture aeroportuali dedicate e una produzione massiccia di idrogeno verde. Qui emerge con forza il legame tra aerospazio e sistema energetico: non esiste aviazione a idrogeno senza una strategia nazionale ed europea per le rinnovabili e per l’elettrolisi su larga scala. Il Dipartimento contribuisce a questa riflessione integrando competenze su termodinamica, impianti energetici, materiali per alte temperature e sistemi di accumulo. Nel corso di laurea in Ingegneria delle Tecnologie per l’Elettronica e l’Automazione vengono invece affrontati temi legati alla sensoristica avanzata, ai sistemi di controllo e all’automazione, che sono essenziali per l’aerospazio moderno. I velivoli di nuova generazione sono sistemi altamente integrati, in cui il monitoraggio continuo delle prestazioni, la diagnostica predittiva e l’ottimizzazione dei parametri operativi giocano un ruolo chiave nel migliorare l’efficienza e la sicurezza.

È una ricerca che ha applicazioni molto pratiche?

Si, le competenze sviluppate in ambito di controllo automatico e acquisizione dati trovano applicazione diretta sia nell’aeronautica sia in altri settori energetici, contribuendo a una maggiore integrazione tra digitale e sostenibilità. Un tema trasversale a molti corsi di laurea del Dipartimento è quello dei materiali avanzati. Compositi a matrice polimerica e ceramica, superleghe per alte temperature, materiali per lo stoccaggio dell’idrogeno, soluzioni leggere e resistenti alla fatica: tutti questi ambiti sono centrali per la competitività dell’industria aerospaziale. Ma sono altrettanto rilevanti per turbine terrestri, sistemi di accumulo energetico e tecnologie per le rinnovabili.

Lo sviluppo del settore aerospaziale, dunque, ha ricadute in molti altri settori

Decisamente. La ricerca sui materiali rappresenta un ponte naturale tra aerospazio e transizione energetica. Migliorare la resistenza a creep e ossidazione in una turbina aeronautica significa, in prospettiva, poter spingere più in alto le temperature operative anche in impianti di generazione elettrica, con benefici in termini di rendimento e riduzione delle emissioni. Analogamente, la ricerca nell’ambito delle turbomacchine, condotta nelle gallerie del vento dei laboratori del Campus di Ingegneria dell’Università degli Studi di Bergamo, sviluppa attività legate alle turbine a gas ad elevate prestazioni, con particolare attenzione all’incremento delle temperature operative, all’ottimizzazione aerotermica e all’impiego di materiali in grado di resistere a condizioni estreme. Si tratta di temi centrali non solo per l’aviazione, ma anche per la produzione di energia elettrica ad alta efficienza, evidenziando ancora una volta la connessione tra aerospazio e politiche energetiche. Un ulteriore ambito di eccellenza del Dipartimento riguarda la fluidodinamica, con competenze consolidate nello sviluppo di metodi di simulazione numerica ad alta fedeltà.

Potrebbe approfondire questo aspetto?

La capacità di descrivere con accuratezza flussi complessi è cruciale sia per l’analisi aerodinamica dei velivoli sia per l’ottimizzazione delle turbomacchine e dei sistemi energetici. In questo contesto, il Dipartimento partecipa a progetti europei competitivi di rilievo, tra cui il progetto Horizon Europe ROSAS (RObust Simulation Systems exploiting Artificial Intelligence based turbulence models and high fidelity algorithmS), attualmente in corso e con conclusione prevista a giugno 2028. ROSAS mira allo sviluppo di strumenti di simulazione robusti e affidabili, capaci di combinare modelli di turbolenza avanzati e algoritmi ad alta fedeltà, integrando anche approcci di intelligenza artificiale. Una parte significativa delle attività è orientata alle applicazioni aeronautiche, attraverso lo sviluppo e la validazione di strumenti di calcolo avanzati per descrivere flussi tridimensionali complessi e supportare la valutazione delle prestazioni aerodinamiche in condizioni operative realistiche.

Il rapporto tra l’Università di Bergamo e le aziende è stretto?

Si, l’attività di ricerca del Dipartimento si traduce in collaborazioni con imprese e centri di ricerca, favorendo il trasferimento tecnologico verso il tessuto industriale. Questo dialogo continuo tra accademia e industria consente di affrontare problemi concreti, di validare soluzioni innovative e di aggiornare costantemente i contenuti didattici. Gli studenti non ricevono solo una formazione teorica, ma entrano in contatto con casi reali, prototipi, laboratori e progetti di ricerca applicata. In questo modo, la didattica beneficia direttamente dei risultati della ricerca e prepara professionisti capaci di operare in settori ad alta intensità tecnologica. In definitiva, il legame tra aerospazio, sostenibilità, nuovi materiali e politiche energetiche non è episodico, ma strutturale.

Tutto ciò rende l’aerospazio un settore strategico nel presente e nel futuro

È un settore in cui si concentrano le grandi sfide del nostro tempo: ridurre le emissioni senza rinunciare alla mobilità globale; sviluppare materiali sempre più performanti e sostenibili; integrare competenze meccaniche, energetiche ed elettroniche in sistemi complessi; allineare innovazione tecnologica e scelte politiche. Anche senza un corso di laurea specificamente intitolato all’ingegneria aerospaziale, il Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate contribuisce in modo significativo a questa filiera, attraverso una formazione multidisciplinare e una ricerca orientata all’innovazione e alla sostenibilità. In questo senso, l’aerospazio non è solo un settore industriale, ma un paradigma: dimostra come l’ingegneria, quando spinta al limite delle prestazioni, possa diventare anche uno strumento potente per la transizione energetica e per la costruzione di un futuro più sostenibile.