Pesquisadores desenvolvem material que visa impedir congelamento do pitot

Fonte: Instituto Ciência Hoje (29/05/2015)

 

Pesquisadores brasileiros estão na reta final do desenvolvimento de um material que visa tornar mais seguro o sensor que mede a velocidade dos aviões durante o voo. Trata-se de uma superfície de revestimento que protege a peça do congelamento que pode ocorrer em condições atmosféricas extremas – situação que pode levar ao descontrole da aeronave e causar acidentes.

 

O material, que está sendo estudado no Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), deve ser usado para revestir o bico do tubo de pitot, sensor responsável por medir e informar aos pilotos a velocidade do avião enquanto ele está no ar. Quando a aeronave passa por nuvens com gotículas de água super-resfriadas ou cristais de gelo, esse sensor corre o risco de congelamento. Congelado, o pitot deixa de funcionar corretamente e os pilotos que estão no controle do avião ficam às cegas.

 

“Sem as medidas de velocidade, o piloto perde uma informação muito importante, vital, para o controle da aeronave”, explica o engenheiro Renato Cotta, coordenador do projeto. “É como se você dirigisse seu carro em uma estrada escura, sem saber se está rápido ou lento; só que, em um avião automatizado, é muito mais complicado sentir a sua velocidade”, compara.

Em 2009, uma das causas da queda do avião AF 447 foi exatamente o congelamento nos tubos de pitot da aeronave, que passava por uma área de turbulência no exato momento e, por isso, acabou caindo no oceano Atlântico. O acidente não deixou sobreviventes.

 

Avesso à água

O novo material anticongelamento alia duas características principais: é nanoestruturado e hidrofóbico. “O gelo se forma porque a água gruda no tubo de pitot”, explica a engenheira de materiais Renata Antoun Simão, coordenadora do Laboratório de Engenharia de Superfícies da Coppe. “Então é preciso revesti-lo com superfícies bastante rugosas em escala nanométrica e com propriedades químicas adequadas para que a água não ‘goste’ dessa superfície, tornando-a hidrofóbica.”

 

Para chegar ao revestimento ideal, os pesquisadores vêm trabalhando com superfícies de alumínio cobertas por uma camada rugosa composta de materiais como o politetrafluoretileno (mais conhecido como teflon), um polímero sintético com características que impedem a absorção de água. Essas propriedades, aliadas à rugosidade da superfície, tornam o material superhidrofóbico.

 

Um dos desafios dos pesquisadores é obter um material com alta resistência mecânica. Os tubos de pitot ficam localizados na parte externa do avião e, por isso, são constantemente expostos a impactos de partículas flutuantes no ar em altíssimas velocidades. Para tornar o revestimento mais resistente, os pesquisadores cogitam colocar em sua composição nanopartículas de óxidos de titânio e alumínio.

 

“Nós já vimos em laboratório que ele funciona bem quimicamente e realizaremos em breve os testes mecânicos”, conta o engenheiro de materiais Meysam Keley, que vem desenvolvendo a nova superfície de revestimento em seu doutorado. “Iremos expor esse material a arranhões, impactos e atrito para ver se ele permanece hidrofóbico ou se perde a propriedade”, completa.

 

Após todos os testes em laboratório, a ‘prova final’ será realizada em um túnel de vento inaugurado no ano passado na universidade. No aparelho, é possível simular condições extremas, com temperaturas de 20 graus negativos e velocidades equivalentes a um terço da velocidade do som. “É o último passo, onde testaremos a condição mais extrema possível para garantir a durabilidade da superfície nas condições mais próximas da realidade”, explica Renata Simão.

 

Caso o material passe no teste, Keley acredita que o revestimento dos tubos de pitot dos aviões seja algo simples de se colocar em prática.
“O bico do pitot é muito pequeno, um cone de cinco centímetros de altura, o que torna a aplicação razoavelmente fácil de fazer e barata”, diz.

 

Além de proteger os sensores de velocidade, o revestimento com a superfície nanoestruturada pode ser utilizado em outras partes do avião que também estão sujeitas ao congelamento.

 

“É uma pesquisa muito mais abrangente, que pode funcionar para toda a estrutura do avião sujeita à formação de gelo, como as asas”, explica Renato Cotta. “Nesse caso, podemos ajudar a resolver um problema de segurança e econômico, pois o congelamento das asas modifica toda a aerodinâmica do avião e leva a um aumento no consumo de combustível.”

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