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TN Sustentável

Setor aeronáutico busca inovação para reduzir emissões

Publicado em 19 outubro 2009

Por Janaína Simões

Aviões em que fuselagem e asas são misturadas, em uma configuração chamada de blended wing boarding (BWB), que deixa as aeronaves parecidas com morcegos, é uma das soluções para o avião do futuro. Pesquisada pela Nasa, pela Boeing e pela Airbus, o formato promete diminuir o nível de ruído e aumentar a eficiência do voo. Isso implica em mudanças na parte estrutural do avião que permitam reduzir o arrasto ? a força paralela e contrária ao movimento do avião, gerada pelo atrito com a atmosfera, e que reduz sua velocidade ? e, consequentemente, o gasto de energia.

Para que esse desenho do avião do futuro resulte em aumento da eficiência aérea, o sistema de gerenciamento de tráfego aéreo também deverá mudar ? para reduzir o tempo de voo e tornar toda a operação mais segura. As inovações na aviação foram o tema do painel Desenvolvimento de Futuras Aeronaves e Sustentabilidade, realizado no dia 6 de outubro durante o Congresso SAE Brasil 2009, no Expo Center Norte, em São Paulo.

Participaram da mesa o diretor da Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade (FEA) da USP, Isak Kruglianskas, o pesquisador da Escola de Engenharia da USP de São Carlos, Fernando Catalano, e o diretor de engenharia do Centro de Competência da Embraer, Fernando Ranieri. O painel foi mediado pelo coordenador de projetos da Embraer, Paulo Lourenção. Atraiu poucas pessoas ? cerca de 20 estiveram presentes, entre elas Osires Silva, fundador da Embraer.

No painel, Fernando Catalano buscou dar um panorama da inovação em aviação e Fernando Ranieri tratou das inovações para o sistema de gerenciamento de voos. Kruglianskas apresentou os conceitos para o termo inovação, inclusive a definição ampliada, que engloba a inovação organizacional e de marketing. Falou ainda da gestão da inovação e disse que a questão da sustentabilidade, em especial as preocupações relacionadas ao meio ambiente, não é uma ameaça, mas oportunidade de negócios.

Inovações no setor

Catalano contou que há três projetos na USP São Carlos que pesquisam temas relacionados às necessidades da aviação do futuro: um, parceria com a Embraer e outras universidades, busca reduzir o ruído das aeronaves. Financiado pela Fapesp, começou em 2008 prevê-se o término para 2011. O segundo projeto, financiado pela Finep e tocado apenas pela USP São Carlos, é para o desenvolvimento de um túnel aeroacústico o terceiro, que está em avaliação na Finep para receber recursos, é da mesma equipe do primeiro e visa a aumentar a capacidade de realização de ensaios.

Segundo o pesquisador, a configuração dos aviões de hoje chegou ao ponto limite de sua evolução. O Airbus 380 é considerado o avião que melhor usou o conceito atual, em que o motor está nas asas. A Boeing vem estudando novos materiais, mas ainda usando o conceito atual de avião. Há algumas inovações em estudo no mundo relacionadas a mudanças de configuração. Uma é o uso de asas adaptativas aos regimes de voos. Elas mudariam a configuração de acordo com a situação: decolagem, cruzeiro durante o voo, se o avião está dando voltas em torno do aeroporto enquanto espera sua vez de pousar, ou pousando. Há, ainda, linhas de pesquisa em aerodinâmica olhando para a natureza, no caso, os pássaros, tentando aplicar o que é observado neles. São pesquisas de aplicação de longo prazo, disse ele.

Em propulsão, afirmou Catalano, é mais difícil conseguir algo de maior impacto em termos de eficiência. Implica conseguir reduzir emissões, o que depende também de combustíveis inovadores e ruídos, pois grande parte do barulho provocado por um avião vem do motor. O pesquisador apontou que o hidrogênio deve ser o combustível do futuro na aviação. Há projeções para até 2020 haver algum protótipo voando com esse combustível. Há dois problemas para a pesquisa e o desenvolvimento resolverem: a armazenagem do hidrogênio e a emissão de vapor de água, que também gera efeito estufa.

"Morcegão"

A indústria aposta na tecnologia BWB, em que asa e fuselagem deixam de ser partes separadas, com a vantagem de dar melhor arrasto ao avião. Além do design semelhante a um morcego, há outros tipos de desenhos, como no formato da letra C, por exemplo. Há mudanças dos aerofólios e a propulsão fica acima da asa ? essa seria a grande vantagem da configuração BWB, pois nessa posição o motor emite menos barulho.

"É uma configuração atraente, que muda um pouco o paradigma do transporte aéreo", disse Catalano.

Um dos gargalos tecnológicos para o uso comercial do avião BWB está relacionada à questão da pressurização da cabine. Na USP São Carlos, os pesquisadores já fizeram alguns ensaios em túnel de vento para estudar a tecnologia BWB. Na parte estrutural, Catalano destacou que a tendência é haver um híbrido, com o uso de carbono e compósitos, plásticos. A Embraer apoia um laboratório no parque tecnológico de São José dos Campos destinado a estudar materiais leves , o LEL, em parceria com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT). O uso de polímeros é um dos problemas que a Boeing enfrenta no desenvolvimento do Dreamliner, o Boeing 787. A previsão é que 50% do Dreamliner fosse de compósito.

Gerenciamento de voos

Fernando Ranieri, da Embraer, explicou que o sistema de tráfego aéreo também é responsável, indiretamente, pelas emissões de gases estufa do setor. Usando dados do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), ele disse que a aviação corresponde a 2% das emissões de carbono para a atmosfera hoje. Desses 2% de emissões, 82% são causadas pelo gasto com combustível e de 6% a 12% vêm do sistema de tráfego aéreo e o resto ele colocou como outros, sem especificar o que seriam as fontes de emissões.

Quando se fala de o sistema causar aumento de emissões, a referência é a fatores que levam o avião a ficar mais tempo no ar, como rotas que não são ponto a ponto, voltas em torno do aeroporto para esperar a hora de pouso, e tempo de espera em pista para decolagem, entre outras situações. Enquanto inovações como novos motores e combustíveis, aviões mais leves pelo uso de materiais alternativos e mudanças na configuração do avião vão demorar muitos anos para se tornarem viáveis, uma maneira mais rápida de inovar e reduzir as emissões, principal item quando se fala em sustentabilidade, é trabalhar em tecnologias que aprimorem o sistema de gestão e controle do tráfego aéreo.

Além da questão climática, existe um aspecto mercadológico no assunto: as projeções indicam que, mesmo com a crise pós-11 de setembro e pós-Lehman-Brothers, o tráfego aéreo nos EUA duplicará entre 2009 e 2028. Em alguns países o tráfego deverá até triplicar. Nesse sentido, o engenheiro Ranieri destacou algumas iniciativas de desenvolvimento tecnológico em andamento. Hoje, a frota do mundo é de 19 mil aviões, dos quais dez mil têm até dez anos de existência, ou seja, são novos e atualizados tecnologicamente ? a vida útil de um avião é de cerca de 30 anos. Ou seja: vai demorar para esses aviões serem substituídos.

A comunicação entre avião e bases é, por isso, um dos itens a serem aperfeiçoados. As inovações buscadas nesse quesito pretendem restringir a comunicação por voz e aumentar a comunicação por meio da troca de dados. Outro item que deve mudar é a navegação. Hoje ela é feita com base em ondas de rádio, mas a inovação tecnológica que se busca é no sentido de aumentar o uso de GPS e satélite. O sistema de vigilância também deve mudar: hoje funciona por meio de radares, que captam da terra o avião, mas deve passar a utilizar mais sistemas de informação embarcados nos aviões e captados em terra.

O nome completo do protocolo de comunicação entre aviões e torres é sistema Comunicação, Navegação e Vigilância/Gestão do Tráfego Aéreo (CNS/ATM, sigla em inglês). O CNS/ATM é operado localmente, de acordo com padrões internacionais e de forma interligada. Vários países estão envolvidos no desenvolvimento de tecnologias em busca da otimização do sistema CNS/ATM. O processo é coordenado pela Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO, sigla em inglês), com participação de autoridades do setor aéreo dos Estados Unidos, da União Europeia, da Austrália e do Brasil ? o órgão brasileiro responsável é o Departamento de Controle do Espaço Aéreo (Decea).

No sentido de melhorar o CNS/ATM, inovações no sistema de controle de tráfego importantes têm ocorrido, como o ADS, Automatic Dependent Surveillance, que permite a troca automática de informação entre a cabine do avião e a mesa do controlador, com uso de satélite. O ADS deve ser implantado em todo o sistema de voo dos EUA até 2020. Na Austrália, a meta é ter o ADS em todas as bases até 2013 e na Europa até 2012. O Brasil ainda não divulgou uma meta. Esse sistema permite que o avião envie dados para a base, periodicamente, sem necessidade de interferência alguma dos pilotos. Em paralelo, há um outro sistema que é foco de atenção, o CPDLC, Controller Pilot Datalink Communications, que deve ampliar o envio de dados e, por ser melhorado, dispensaria muito da comunicação de voz.

Essas seriam as grandes evoluções a caminho no sistema CNS/ATM, segundo Ranieri, de forma a tornar possível uma otimização das operações e funcionalidades do sistema de gerenciamento do espaço, melhorando também a forma como se usa o espaço e o tempo nas aerovias, e por consequência proporcionando mais eficiência e segurança nas operações.

Inovação Unicamp