Aerospace Economy

L’“Aerospace economy” rappresenta una macro-tematica di particolare interesse per l’Emilia-Romagna, individuata dall'intersezione di filiere consolidate (avionica, infrastrutture e servizi di terra, manufacturing e materiali avanzati, simulazione e modellazione avanzata), settori “emergenti” o non ancora ad elevato peso specifico in regione (Big Data, intelligenza artificiale, realtà aumentata, sistemi satellitari, veicoli spaziali e propulsione), e ambiti completamente nuovi (volo spaziale commerciale).

Questo macro-ambito, che ha caratteristiche intrinseche di alta o altissima specializzazione e intensità di conoscenza, nonché di elevata generazione di valore aggiunto sia diretto che indiretto, è ritenuto strategico a livello regionale in funzione di molteplici aspetti caratteristici dell’ecosistema:

● presenza di grandi infrastrutture di ricerca (Polo Tecnologico Aeronautico di Forlì, CICLoPE a Predappio, Big Data Technopole di Bologna, Stazione radioastronomica di Medicina) e strategiche (rete Lepida a banda larga e ultra-larga) e relativi investimenti;

● sistema formativo altamente specializzato e costituito da una “filiera” completa;

● sistema della ricerca e innovazione con attori di eccellenza;

● tessuto imprenditoriale caratterizzato da una elevata vocazione manifatturiera, con rilevanti competenze sia trasversali che specialistiche;

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● partecipazione della Regione Emilia-Romagna in programmi multi-regionali (Mirror GovSatCom, Mirror Copernicus, I-Cios nell’ambito del programma strategico Space Economy) e reti Europee (Nereus), e di attori pubblici e privati in numerosi progetti finanziati a livello Europeo;

L’area tematica, inoltre, presenta nel suo complesso opportunità che vanno ben oltre i confini dei temi strettamente connessi con l’aerospazio, con potenziali ricadute delle attività di ricerca e sviluppo su settori molto diversi (nuovi materiali, scienze della vita, automotive, beni di largo consumo, ecc.).

Al tempo stesso, si rende necessario focalizzare maggiormente le strategie regionali su questo tema, in un’ottica organica e interconnessa, al fine di superare alcuni elementi strutturali di debolezza:

● carenza di “big player”;

● tessuto imprenditoriale frammentato, con produzioni tendenzialmente parcellizzate;

● impatto della crisi economica dovuta alla pandemia da Covid-19, che ha colpito duramente il settore produttivo (aeronautico in particolare) e potrebbe ripercuotersi sulle filiere di fornitura, in particolare sulle PMI.

Il contesto emiliano-romagnolo

Perimetrare l’attuale contesto regionale, in termini di attori presenti e dimensione economica e occupazionale, in riferimento ad una macro-tematica così ampia e identificata da filiere consolidate e nuove, risulta estremamente complesso.

Con riferimento alla filiera avionica-aerospaziale, l’unica perimetrabile con strumenti “tradizionali”, si stima in Emilia-Romagna la presenza di circa 150 imprese, la maggior parte localizzate nelle province di Bologna e Modena, con 4.500 addetti e un valore della produzione pari all’1% del PIL regionale.

I sotto-settori maggiormente rappresentati riguardano:

● Lavorazioni meccaniche di precisione;

● Componentistica;

● Progettazione, soluzioni ingegneristiche;

● Trattamenti superficiali;

● Macchinari e attrezzature per il settore aerospaziale;

● Elettronica.

Dall’approfondimento condotto dal Tecnopolo di Forlì-Cesena su un campione di 65 imprese appartenenti a tali sottosettori emerge che circa il 20% si dedica esclusivamente al settore avionica - aerospazio, mentre un altro 20% genera oltre la metà del proprio fatturato lavorando in questo ambito.

Queste imprese esclusivamente -o quasi- aerospaziali producono droni, sistemi integrati, componenti o parti di ricambio, motori e sistemi satellitari, in particolare piattaforme per il processing di dati, sistemi di navigazione e comunicazione. In questo ambito va sottolineata l’esperienza dello spin-off ALMASpace dell’Università di Bologna, incorporato nel 2015 da Sitael, andando a costituire la più grande azienda privata nel settore spaziale in Italia.

Sul territorio regionale sono inoltre presenti diversi attori industriali che potrebbero fruire delle innovazioni connesse all’ambito avionico, ma soprattutto spaziale, potendo sfruttarle commercialmente (area commercial spaceflight). Questo in particolare nei settori legati a digitalizzazione e Big Data Analytics, data integration e IoT (ambiti strategico per la regione); materiali compositi (coinvolgimento della carbon valley regionale) e compositi ceramici (CMC), nonché le rispettive caratterizzazioni; Additive Manufacturing (tecnologia ben presidiata a livello regionale); elettrificazione (ambito strategico a livello regionale e ben presidiato a livello di ricerca e imprese); ricerche e test condotti in assenza di gravità, di particolare interesse per le imprese del settore scienze della vita (farmaceutica) e food.

Infine, è utile sottolineare la presenza in regione di alcune imprese innovative che realizzano sensori utilizzabili anche su satelliti o che trattano dati satellitari (essenzialmente derivanti dalla costellazione di

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Sentinelle di Copernicus) per la messa a punto di servizi innovativi ad alto valore aggiunto per monitoraggio del territorio e la riduzione dei rischi.

Rispetto al sistema della ricerca e innovazione, in regione sono presenti diversi centri di eccellenza attivi su tematiche specifiche, con la disponibilità di infrastrutture uniche a livello internazionale. Il CIRI Aerospace dell’Università di Bologna è un centro di ricerca industriale focalizzato sulle tematiche aeronautiche e spaziali, con un'esperienza rilevante nello sviluppo e gestione in orbita di microsatelliti, missioni ed esperimenti spaziali per esplorazione planetaria, piattaforme di volo ed elicotteri leggeri.

Il CIRI Aerospace gestisce inoltre CICLoPE, una galleria del vento (long pipe) per lo studio della dinamica dei fluidi unica al mondo per le sue caratteristiche di risoluzione nello spazio e nel tempo in flussi turbolenti.

ENEA - TEMAF e CNR - ISTEC operano nel campo dei materiali avanzati, con un focus sui materiali ceramici avanzati. MechLav (Università di Ferrara), Intermech (Università di Modena e Reggio Emilia), CIRI Meccanica Avanzata e Materiali (Università di Bologna), Bi-Rex (Competence Center nazionale) svolgono attività di ricerca industriale o trasferimento tecnologico in ambito meccatronico e manifatturiero avanzato.

Nell’ambito delle scienze spaziali va sottolineato il ruolo di INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), il principale ente di ricerca italiano per lo studio dell’universo, che dispone in regione del radiotelescopio

“Croce del Nord” di Medicina (BO), nonché di INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) e CMCC (Centro Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici) nel campo dell’osservazione e monitoraggio della Terra dallo spazio.

A servizio di tutto il macro-ambito si pone IFAB (International Foundation Big Data and Artificial Intelligence for Human Development), che gestisce e conduce attività di ricerca interdisciplinare e applicata, di formazione e divulgazione con particolare riferimento a big data e intelligenza artificiale.

A supporto del sistema della ricerca e dell’innovazione è da ricordare il ruolo di CINECA, sia per la disponibilità di grande capacità di calcolo utilizzabile sui loro High Performance Computer che per le esperienze di testing e proof-of-concept per nuovi servizi basati su dati satellitari e orientati alla protezione del territorio, alla messa a disposizione di metadati su portali dedicati e all’agricoltura di precisione.

Tra gli attori regionali operanti in questo macro-ambito, intersecando competenze ed esperienze del mondo della ricerca e imprenditoriale, sono i Clust-ER. In particolare, il Clust-ER Mech identifica una value chain specificamente dedicata all’ambito avionico e aerospaziale, e altre VC su materiali, manifattura avanzata e robotica. Il Clust-ER Innovate individua tra i focus delle proprie attività l’analisi dei dati provenienti dallo spazio e i relativi servizi downstream, mentre il Clust-ER Greentech è attivo su tematiche connesse a cambiamenti climatici e controllo ambientale, anche mediante l’integrazione di reti satellitari.

Perimetro dell’Aerospace Economy

L’economia dell’aerospazio, come citato in premessa, coinvolge filiere consolidate, settori emergenti e ambiti nuovi. Questo perché la catena del valore parte dalla ricerca, sviluppo e realizzazione di sistemi aerospaziali e arriva fino alla generazione di prodotti e servizi innovativi trasversali. La “nascente”

Commercial Spaceflight ne è un esempio: è un’area di sviluppo connessa con i viaggi spaziali, interamente o parzialmente finanziati con fondi privati. Ciò rappresenterà sempre di più un forte anello di congiunzione tra le tecnologie puramente spaziali e le tecnologie innovative trasversali abilitanti, dal momento che lo sviluppo di interessi privati verso lo “spazio” nasce dalla possibilità di mutuare tecnologie o svilupparne di nuove e testarle in condizioni estreme (i.e. testing sulla ISS). Come riportato nel paragrafo precedente, questi sviluppi hanno ricadute in molti settori produttivi strategici per la regione, come, ad esempio, materiali, automotive, packaging, biomedicale, automazione e ICT.

Lo sfruttamento dello spazio a fini commerciali rappresenta di per sé un evidente punto di incontro tra tecnologie puramente spaziali “upstream” già presidiate in regione o emergenti, quali quelle dei Satelliti, delle Reti e dei prodotti per la comunicazione satellitare, includendo naturalmente l’osservazione della

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terra e la Navigazione (tecnologie fortemente connesse anche con i già citati progetti multi-regionali Mirror GovSatCom, Mirror Copernicus e I-Cios), con tecnologie più trasversali e “downstream”, quali i Big Data per la gestione dei dati satellitari (dove la regione sta investendo in modo importante) o le Tecnologie di Augmented Reality and Humanity per il monitoraggio, il controllo e la sicurezza.

Nel dettaglio, il tema dell’utilizzo di satelliti per le telecomunicazioni e per il monitoraggio della terra, in tutte le sue differenti componenti, è di particolare rilievo per gli sviluppi potenziali nel medio-lungo periodo. L’attuale evoluzione tecnologica nella sensoristica embedded, nei nuovi materiali, nella capacità di acquisizione, storage, trattamento e valorizzazione dei dati rende possibile la realizzazione di attività dai confini inaspettati per qualità dei risultati ed impatto per l’economia e la vita dei cittadini.

Le politiche nazionali ed europee di supporto al lancio di satelliti hanno allargato enormemente le potenzialità derivanti dall’uso dei dati satellitari, ancora largamente non sfruttate. L’uso di tali dati può essere orientato, ad esempio, alla creazione di servizi innovativi per il monitoraggio e la gestione del territorio e per la sicurezza dei beni.

La contemporanea disponibilità di dati e di competenze (adeguate, sebbene insufficienti in quantità) e la capacità di calcolo aumentata esponenzialmente fanno delle informazioni satellitari una grande opportunità per il territorio regionale, offrendo un concreto esempio di realizzazione dell’economia dei dati, su cui molti investimenti sono stati realizzati e si realizzeranno in futuro.

Altre tecnologie trasversali che trovano il massimo sviluppo in campo aerospaziale, ma che hanno importanti applicazioni commerciali in molti settori produttivi regionali sono quelle legate ai materiali per l’aeronautica e lo spazio (includendo le tecnologie di additive manufacturing), alla sensoristica avanzata e integrabile (3D, low power, ecc.), nonché alle tecniche di simulazione e modellazione avanzata per l’aeronautica e lo spazio (ad esempio le complesse tecniche di simulazione fluidodinamica CFD, fondamentali anche nel settore automotive).

In un tessuto imprenditoriale come quello emiliano-romagnolo, caratterizzato da elevata vocazione meccanica con importanti competenze trasversali e specialistiche applicabili a più filiere, il collegamento a due vie (andata e ritorno) tra aerospazio e altri settori manifatturieri può generare valore aggiunto, coinvolgendo in questo spill-over di conoscenze le rilevanti competenze regionali di ricerca accademica e industriale negli ambiti aerospace e meccanica avanzata. Questo si applica anche a un altro tema di particolare interesse per il settore aerospaziale, ma forse ancor di più per gli altri settori manifatturieri della regione, ossia lo zero-defect manufacturing e la manutenzione predittiva (diagnostica e prognostica). E’

infatti un tema molto pervasivo in vari settori industriali e trova nell’aerospazio grandi stimoli di sviluppo e miglioramento.

Di fondamentale interesse sia per lo sviluppo avionico, che dell’esplorazione spaziale, sono le tecnologie per la propulsione aeronautica e spaziale, includendo sistemi innovativi come la propulsione elettrica e a idrogeno. Ancora una volta quindi, basando lo sviluppo sui concetti di innovazione aperta e commerciale, i risultati possono essere estesi ad ambiti molto diversi (in primis la mobilità terrestre). Sul fronte avionico, più in generale, un tema che ha un grande impatto per la regione è quello connesso con i sistemi per la mobilità aerea (ad es. manned, unmanned, urbani, droni), area in cui la regione vanta una forte specializzazione e molte competenze.

Un ultimo elemento di rilievo a livello regionale riguarda la valorizzazione e lo sviluppo di una rete, già esistente, di aeroporti e infrastrutture dedicate all’avionica e, in una possibile prospettiva futura, anche allo spazio.

3.3.2 Innovazione nella progettazione, realizzazione e gestione di infrastrutture