Aeronaves poderão ter motores à eletricidade e biocombustíveis

A queima da querosene %u2014 o combustível mais utilizado no setor %u2014 polui o ar devido à produção de gás carbônico (CO2), que contribui para o efeito estufa e, consequentemente, o aumento da temperatura do planeta

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postado em 01/01/2018 07:00

 
No século passado, a dupla de americanos Wilbur e Orville, os irmãos Wright, utilizaram um sistema de catapulta para fazer com que a aeronave criada por eles se sustentasse nos céus. A técnica, porém, não foi a que obteve mais sucesso. Santos Dumont conseguiu que o 14-bis passeasse pelos ares graças à criação de um motor de combustão interno movido a gasolina.  Mais de 100 anos após o trabalho desses pioneiros, o combustível da aviação volta ao campo das tentativas. Desta vez, pesquisadores buscam alternativas que alimentem as turbinas, mas sejam menos poluentes.
 
 
A queima da querosene — o combustível mais utilizado no setor — polui o ar devido à produção de gás carbônico (CO2), que contribui para o efeito estufa e, consequentemente, o aumento da temperatura do planeta. O uso de biocombustíveis e de tecnologias que dispensem, ou reduzam, os produtos atuais estão entre as ideias em teste. Enquadradas nesse segundo grupo estão as aeronaves híbridas, que, além do modo tradicional, podem ser movidas a eletricidade.

A startup americana Zunum Aero e Boeing trabalham em parceria para a produção dessas aeronaves. Matt Knapp, fundador e engenheiro chefe da Zunum Aero, explica que o objetivo das empresas é reduzir a poluição provocada principalmente por voos comerciais que se encaixam na categoria padrão. “Atualmente, 40% das emissões totais são atribuídas aos voos de curta distância. Nossa intenção é entregar aeronaves silenciosas, híbridas, que reduzam o tempo de porta a porta — de aeroporto a aeroporto — e, ao mesmo tempo, mantendo o planeta saudável”, diz.

O engenheiro lista os benefícios que o sistema em desenvolvimento trará ao meio ambiente. “A aeronave híbrida/elétrica é alimentada por sistemas silenciosos de controle de potência e propulsão e reduzirá o barulho em 75%, com capacidade de decolar e pousar perto de comunidades residenciais. As emissões de carbono em curto alcance cairão para 100% à medida que os aviões se tornarem totalmente elétricos”, detalha.

A intenção é começar os testes de voo das aeronaves em 2019. Três anos depois, será apresentado pela empresa uma aeronave de plano de 12 lugares e alcance de 700 milhas (cerca de 1.100 quilômetros/por hora). “Essa aeronave vai transformar a forma como vivemos e trabalhamos. Acreditamos que a propulsão elétrica mudará a aviação”, ressalta Knapp. “Como uma comunidade global, estamos lidando coletivamente com assuntos relacionados à questão climática, e existem recursos e pesquisas importantes para soluções eficientes em todo os tipos de transporte — aéreo, terrestre e aquático.”

Hidrogênio
Outra alternativa explorada por especialistas da engenharia aeronáutica, como os do Centro de Projetos Aeronáuticos Andrei Nikolaievich Tupolev, na Rússia, é o hidrogênio. Ao entrar em combustão, ele gera água, em vez de carbono, sendo menos poluente. Também se torna mais eficiente por conter átomos com até o quádruplo de energia explosiva, comparado a outros elementos químicos. Apesar dessas vantagens, trata-se de um elemento químico difícil de lidar, por ser pesado e volumoso, o que dificulta o armazenamento na aeronave.

Ainda mais avançados, os motores movidos a plasma têm sido uma opção também explorada por especialistas. Ao contrário da tecnologia tradicional, que cria impulso misturando ar comprimido com combustível e o inflamando, motores a jato de plasma utilizam eletricidade para gerar campos eletromagnéticos. O ar é comprimido com um gás em um plasma — um estado ionizado quente e denso, e essa mistura rende uma velocidade altamente potencializada para as aeronaves.

Berkant Göksel, pesquisador na Universidade Técnica de Berlim, na Alemanha, é um dos cientistas que explora essa tecnologia. “Queremos desenvolver um sistema que possa operar acima de uma altitude de 30 quilômetros, onde os motores a jato padrão ainda não podem ir. Isso poderia levar passageiros até a ‘borda’ da atmosfera e além”, conta. Goskel e sua equipe realizam testes laboratoriais e pretendem transformar os motores a plasma em uma alternativa revolucionária para a mecânica de aeronaves. “Esses jatos de plasma poderão atingir velocidades de até 20 quilômetros por segundo”, ressalta Goskel no Journal of Physics Conference Series, periódico em que o projeto foi detalhado, em abril de 2017.


Projeto brasileiro
Um acordo firmado em 2013 entre a Embraer e a Boeing tem o intuito de pesquisar o uso de biocombustíveis na aviação civil. O foco do projeto, que conta com a parceria da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), é oferecer subsídios para que o Brasil alcance posição de destaque na produção desses combustíveis menos poluentes, com medidas detalhadas no documento Plano de voo para biocombustíveis de aviação no Brasil: plano de ação. Entre as possibilidades promissoras no curto prazo  estão o etanol de cana-de-açúcar. A médio e longo prazos, a aposta é em matérias-primas celulósicas, como os produtos derivados de madeira e palha e o bagaço de cana.
 
Segurança e autonomia 
 
Cuidados e procedimentos imprescindíveis à aviação também precisam ser considerados na busca por soluções alternativas. Mateus Rodrigues Miranda, professor de engenharia automotiva e aeroespacial da Universidade de Brasília (UnB), avalia que estratégias como os motores de hidrogênio e de plasma, são promissoras, mas demandam mais tempo para se tornar realidade. “São linhas de pesquisa que demoram um pouco para sair do papel porque, além da eficiência, outra questão primordial é a segurança. Para entender melhor, na aviação, falamos que tudo é redundante, ou seja, precisamos ter duas opções para o caso de algo dar errado”, explica o especialista. “Outro ponto importante é o transporte da carga. É preciso, por exemplo, ter a capacidade de transporta cerca de 150 passageiros e a bagagem, voando por mais de duas horas, ou seja, a potência necessária para isso é considerável. Essas tecnologias vão precisar atender a esses requisitos”, complementa.

Apesar dos desafios, Miranda destaca que a evolução da mecânica aérea é fundamental para o setor e o meio ambiente e se tornou uma questão prioritária para líderes mundiais. “O presidente Obama deu inicio a essas pesquisas porque viu que é necessário mudar o foco e evoluir o mais rápido possível para diminuir a poluição. Foi assim com os carros elétricos, que evoluíram até mais rápido do que imaginávamos. Hoje, já temos esses carros até em Brasília, na Europa mesmo já existe um projeto de proibir carros movidos a combustível nos próximos anos. Enquanto isso, também temos a linha dos biocombustíveis, que tem sido bem explorada”, detalha.

O especialista acredita que os helicópteros devem ser as primeiras aeronaves a se beneficiar com as tecnologias que dispensam o combustível. “É provável que essa adaptação chegue primeiro ao transporte aéreo urbano. Para nós, parece distante, mas, em Dubai, o táxi-aéreo é bem explorado. Essa mudança já traria grande ganhos, pois cidades como Rio de Janeiro e São Paulo exploram bastante esse tipo de transporte. Acredito que a tendência é, depois, essas transformações chegarem a transportes de cargas maiores”, prevê Miranda. (VS)



Além da eficiência, outra questão 
primordial é a segurança. Para entender melhor, na aviação, falamos que tudo é redundante, ou seja, precisamos ter duas opções para o caso de algo dar errado” 
Mateus Rodrigues Miranda, professor de engenharia automotiva e aeroespacial da Universidade de Brasília



Palavra de especialista

Empenho global

“Quando falamos em transporte, principalmente na aviação, o ideal é reduzir as emissões de carbono. Atualmente, o uso de biocombustíveis, como o etanol, é uma das alternativas mais exploradas. Outra opção é o uso de baterias que gerem eletricidade, mas ainda temos o problema do peso a ser superado, além da criação de turbinas mais eficientes. Muito disso já tem sido experimentado dentro da Fórmula 1, que pode ser considerada um laboratório das mudanças que surgirão. É importantíssimo reduzir essas emissões devido ao peso que elas têm para o planeta no orçamento do carbono. Outro ponto a se destacar é o papel dos órgãos reguladores, de fiscalizar essas emissões. Não é papel só de um país, mas de todos. É necessária uma preocupação mundial”

Shigueo Watanabe, mestre em física pela Universidade de São Paulo (USP) e especialista em eficiência energética
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