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Aeronaves para o futuro

Publicado em 10 novembro 2011

 

Agência FAPESP – Três projetos de pesquisa financiados pelo Programa de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE) da FAPESP, em parceria com a Embraer, poderão tornar as aeronaves fabricadas pela empresa brasileira mais confortáveis, silenciosas e seguras.

 

Os resultados parciais dos projetos foram apresentados durante o Workshop FAPESP-ABC sobre Pesquisa Colaborativa Universidade-Empresa, encerrado na terça-feira (8/11), em São Paulo. O programa PITE, iniciado em 1995, tem apoiado projetos de pesquisa desenvolvidos em cooperação entre centros de pesquisa de empresas e instituições acadêmicas e institutos de pesquisa, em regime de cofinanciamento entre a Fundação e as empresas.

 

O evento, promovido pela FAPESP e pela Academia Brasileira de Ciências (ABC), ocorreu paralelamente à Feira de Negócios em Inovação Tecnológica entre Empresas, Centros de Pesquisa e Universidades (Inovatec), realizada pela Confederação das Indústrias do Estado de São Paulo (Ciesp) e pela Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia do Estado de São Paulo.

 

Jurandir Itizo Yanagihara, professor da Escola Politécnica (Poli) da Universidade de São Paulo (USP), apresentou durante o evento o projeto “Conforto de cabine: desenvolvimento e análise integrada de critérios de conforto”.

 

Segundo ele, o projeto – que envolve a USP, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) – realiza diversos estudos voltados para incorporar às aeronaves tendências inovadoras de conforto no interior da cabine das aeronaves.

 

“A construção de uma aeronave tem requisitos de mercado, de estrutura, mas também de conforto. Dentro desse aspecto do conforto, estudamos parâmetros operacionais como o conforto térmico, a pressão, o ruído, a vibração, a iluminação e também a ergonomia dentro da cabine”, disse , Yanagihara.

 

Segundo ele, o projeto teve início em 2008 e sua primeira fase está sendo finalizada. O foco principal é integrar os vários aspectos do conforto humano e estabelecer critérios que serão utilizados como parâmetros de projeto e design. Os cientistas desenvolveram um ambiente que simula uma cabine, especialmente construído para que a integraçaõ seja possível.

 

“Esse equipamento é muito sofisticado e é o segundo a ser construído no mundo. Só existe outro semelhante no Instituto Fraunhofer, na Alemanha. Ao fim do estudo, o objetivo é que não tenhamos apenas resultadas de cada tecnologia, mas uma análise integrada, medindo como cada critério afeta o resultado final de conforto. A primeira fase terminará no início de 2012, com um pacote de análise integrador”, explicou.

 

Uma das tendências identificadas pelo projeto, segundo Yanagihara, é a criação de espaços individualizados nos aviões e, em grandes aeronaves, espaços alternativos para interação entre os passageiros.

 

“A tendência é fazer com que as pessoas tenham um espaço adequado para descansar ou trabalhar. A iluminação também é um dos critérios que nós trabalhamos, analisando o uso de leds para proporcionar modificações no ambiente”, declarou.

 

Nos estudos sobre o ambiente térmico, por exemplo, os pesquisadores conseguem simular temperaturas de 14 a 37 graus na cabine e nas paredes internas e variar a umidade relativa de 12 a 70%. Com isso, segundo o pesquisador, pode-se estudar o grau de desconforto para diferentes condições ambientais e tipos de atividade e assim obter a condição mais apropriada para as diferentes fases do voo.

 

“Há muitos outros estudos, que vão do microclima no assento, até o estudo dos efeitos de pressão de cabine – feitos com um modelo de cavidade timpânica – passando por aspectos psicofisiológicos, isto é, uma avaliação de como o passageiro percebe o conforto”, disse.

 

Materiais leves e baratos

 

Sergio Müller Frascino, do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (CTA) do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), apresentou o projeto “Estruturas Aeronáuticas de Materiais Compósitos”.

 

“O projeto tem o objetivo de desenvolver soluções para estruturas feitas com materiais compósitos para aplicação aeronáutica. Estimamos que esses materiais podem proporcionar uma redução de 10% a 15% do peso e de 10% do custo da aeronave, em comparação com os materiais convencionais”, disse Frascino.

 

O projeto faz a validação de novas tecnologias, processos, métodos e critérios de projeto, cálculo, manufatura e ensaios com materiais compósitos, a fim de comprovar seus benefícios e limitações.

 

“A programação do projeto inclui a implementação de um laboratório de última geração no Parque Tecnológico de São José dos Campos, a fim de gerar competência, nas universidades, nas áreas críticas de tecnologias de materiais compósitos.

 

As linhas de pesquisa envolvidas incluem anteprojeto, otimização, pós-flambagem, delaminação, efeitos térmicos, juntas e reparos, comportamento eletromagnético e processos de fabricação como infusão de resina, laminação automática, resinas termoplásticas e termorrígidas e inspeção por ultrassom.

 

Segundo ele, o projeto, por envolver tecnologia de ponta, é vital para a competitividade do setor aeronáutico brasileiro. “As tecnologias que desenvolvermos com esses materiais, por outro lado, serão aplicáveis a outros setores, como o espacial, o de petróleo, o automotivo e o de energia eólica”, afirmou.

 

O projeto envolve a Poli-USP, o Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP, a Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), a Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), da Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá (FEG), da Universidade Estadual Paulista (Unesp), do ITA e do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) . “Acredito que projetos de real relevância para o Brasil precisam envolver muitas instituições”, disse Frascino.

 

Submetido em 2007, o projeto teve os recursos liberados apenas recentemente. “A parte que precisa de mais investimentos está no início, mas uma boa parte do projeto tinha baixa necessidade de recursos e já estava concluída. A partir de agora, vamos realinhar escopo do projeto, implementar um laboratório de estruturas leves e buscar novas áreas de aplicação para os materiais compósitos”, aifrmou.

 

Menos barulho

 

O projeto “Aeronave silenciosa: uma investigação em aeroacústica” foi apresentado por Júlio Romano Meneghini, da Poli-USP. Segundo ele, as discussões em torno do projeto tiveram início em 2005 e a primeira fase já foi encerrada.

 

“Houve aumento do voos em todo o mundo e a previsão é que até 2016 o número de aeroportos cresça 5%. As restrições legais contra ruídos estão cada vez mais rigorosas. Nesse contexto, é fundamental para a Embraer satisfazer as exigências internacionais, especialmente dos Estados Unidos e Europa, que são mercados centrais para a indústria aeronáutica”, disse Meneghini.

 

O objetivo principal do projeto, segundo o pesquisador, é propor métodos e equipamentos supressores de ruído. “Não se trata da geração de ruído na cabine, mas no entorno dos aeroportos. Uma pista de dois quilômetros gera um ruído que pode chegar a 20 ou 30 quilômetros do aeroporto. Precisamos de muita pesquisa para conciliar o aumento do número de voos e as restrições de ruído”, declarou.

 

Dois tipos de iniciativa são importantes para atenuar o problema, segundo Meneghini. Uma delas é localizar fonte de geração de ruído e fazer modificações geométricas na superfície aerodinâmica da aeronave. A outra, é replanejar o urbanismo e a gestão do território no entorno dos aeroportos.

 

“Nosso projeto foca em ser capaz de simular e medir ruídos da superfície aerodinâmica, jato e trem de pouso, principalmente. O foco está nesses aspectos porque a Embraer é totalmente responsável por eles. A indústria aeronáutica, ao contrário do que ocorre na automobilística, projeta seus componentes no Brasil e eventualmente os fabrica no exterior”, disse.

 

O projeto conta com financiamento de R$ 10,5 milhões e, segundo Meneghini, grande parte dos recursos foi usada para a aquisição de um supercomputador. Uma grande parte também é investida na vertente experimental dos estudos, como as medições de ruído realizada com grandes conjuntos de microfones na cabeceira de uma pista experimental, de cinco quilômetros de extensão, localizada em Gavião Peixoto, no interior paulista.

 

“Não é algo trivial fazer essas medições, porque não podemos nos limitar ao ruído global da aeronave. Precisamos saber, a dois quilômetros de distância, quando um ruído é proveniente da asa, dos flaps, da turbina ou do trem de pouso, por exemplo”, afirmou.

 

No final de sua primeira fase, o projeto já solicitou duas patentes relacionadas aos atenuadores de ruídos. Os estudos têm participação de cerca de 70 pesquisadores da Embraer, da USP, da UFSC, do ITA, da Universidade de Brasília (UnB), da Universidade Federal de Uberlândia (UFU).

 

“Conseguimos cruzar a fronteira tênue entre estudos básicos e inovação. E alcançamos um objetivo importante: gerar um núcleo de excelência para cada especialidade em cada instituição de pesquisa. Hoje temos centros de excelência com reconhecimento internacional que não tínhamos no início do projeto”, afirmou.

Fonte: Agência FAPESP