Neve, Gelo e Aviões…

Para a imensa maioria das pessoas, neve e gelo são coisas que não parecem ligadas à aviação aqui no Brasil. “Ah, deve ser coisa de quem viaja para o fora para curtir o Natal e festas de final de ano no exterior, num cenário gelado”. Mas isto não é totalmente verdade.

Para melhor entendimento, vamos separar o assunto em 2 momentos de uma viagem aérea: no solo e no ar.

Em voo, um avião encontra temperaturas negativas em qualquer lugar do planeta. Pode estar cruzando o deserto do Saara a 33 mil pés ao meio dia e a temperatura externa estará muitos graus abaixo de zero. Isto é totalmente normal e sempre levado em consideração no projeto das aeronaves.

Mas e o gelo? Por que não vemos as asas congelando?

A resposta para isto é: para formação de gelo, precisamos de água ou alta umidade se acumulando nas superfícies e condições de temperatura e pressão adequadas. Nem sempre estes fatores estão presentes no voo. Normalmente, tempestades carregam água e gelo. Estes elementos são detectados pelo radar meteorológico da aeronave e evitados pelos pilotos. Zonas com risco de formação de gelo na aeronave são evitadas quando possível.

E quando não é possível? E se o avião “congelar”? E se o pára brisa acumular gelo e o piloto não enxergar?  E se “aqueles negócios pontudos” congelarem como no caso do avião da Air France? (acreditem, já ouvi estas e outras perguntas mais ou menos nesta sequencia de uma pessoa com medo de voar em um intervalo de 3 segundos).

Vamos por partes. O avião não “congela”, ele acumula gelo na sua superfície. O gelo é algo ruim para o avião porque ele atrapalha o fluxo de ar sobre as asas (leia o posto sobre Sustentação… Para voar, precisa de um fluxo constante e que passe por toda a superfície da asa (acelerando em cima para criar pressão negativa). A formação de gelo prejudica o fluxo de ar (cria barreira física e causa turbilhonamento do ar) – veja a foto acima de uma asa com gelo. Até mesmo as pás de uma hélice de um avião podem acumular gelo em voo da mesma forma. As janelas dos pilotos, por estarem voltadas para a frente, acumulam gelo também. Os tubos de Pitot (ou “negócios pontudos”, como se referiu a pessoa que falou comigo) são sensores que participam do sistema que informa velocidade e altitude. Eles também são passíveis de formação de gelo e, por causa disto, serem obstruídos total ou parcialmente.

Talvez, lendo até este ponto, alguma pessoa com muito medo de voar já pode estar em pânico e procurando passagens de ônibus para viajar nos feriados… Mas, agora vem a parte com as explicações de como a aviação lida com estas situações.

As janelas da cabine de comando são aquecidas eletricamente (uma forma muito mais forte do que o desembaçador traseiro de um automóvel). As duas da frente ainda recebem ar do ar condicionado (também mais forte do que o pára brisa do seu carro).  Os tubos de Pitot também são aquecidos eletricamente para evitar a formação de gelo (aqui uma observação importante: mesmo que eles congelem e parem de funcionar, existem procedimentos e treinamento para esta situação e os pilotos passam a extrair estas informações de outros sistemas e o voo prossegue sem maiores problemas).

As turbinas tem a sua parte anterior (aquela parte “sem pintura”) oca por onde passa o ar super aquecido dos motores para evitar a formação de gelo ali. Este mesmo ar também é desviado por dutos para as asas (nos locais onde o gelo é mais prejudicial). Aviões menores tem um sistema pneumático (como uma espécie de câmara de ar de um pneu) na superfície voltada para a frente (no fluxo de ar) que se infla e “quebra” o gelo. As hélices também são aquecidas eletricamente para evitar acúmulo de gelo. Sistemas de detecção de gelo também fazem parte das medidas para aumentar a segurança. Lembre-se, os pilotos também evitam voar por muito tempo em condições de formação de gelo solicitando desvios para o controle de tráfego.

No solo, as aeronaves também acumulam gelo. Em aeroportos com esta característica, existem equipamentos especializados em remover o gelo das superfícies de voo (veja fotos acima). Parece um lava a jato de jato (com o perdão do trocadilho), mas não tem nada a ver com limpeza de sujeira mas sim remoção do gelo ao mesmo tempo que parte do produto fica aderida às superfícies para retardar a formação de gelo. Os aviões passam por este procedimento antes de decolar. Como este processo possui um tempo limitado de atuação (assim como seu protetor solar), se passar do limite e a aeronave não tiver decolado, deve retornar para fazer novamente este processo (para os mais preocupados com dinheiro, um litro deste composto pode custar até 5 dólares e podem ser necessários milhares de litros, dependendo do tamanho da aeronave e eu já estive em um A380 que passou por isto). Por causa do custo e tempo que leva, existe toda uma logística adicional no controle de solo para evitar que aeronaves tenham que retornar para refazer o procedimento. Coloquei algumas fotos de aviões passando por isto também já que aqui no Brasil não temos este problema.

Mas e a pista? Como o avião não sai deslizando como um patinador no gelo?

As pistas também são tratadas e passam por processo similar ao das aeronaves. Veículos e equipamentos especiais removem o excesso de neve e despejam produtos que eliminam o gelo. De tempo em tempo, o processo precisa ser repetido para garantir a segurança. O sistema de freio da aeronave também possui mecanismo anti travamento das rodas e é preparado para isto. Os controladores avisam a condição da pista para que os pilotos se preparem adequadamente.

Uma observação que preciso fazer é em relação ao meio ambiente. Infelizmente, estes produtos são poluidores e podem contaminar o solo e água. Os aeroportos possuem sistemas que coletam os resíduos mas nem sempre são 100% eficazes.

Espero ter ajudado a desmistificar mais um medo.

Tenham todos um ótimo Natal e Feliz Ano novo.

Bons voos!

 

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Sustentação…

Quero escrever aqui sobre uma situação muito interessante (pelo menos eu acho) na aviação e que tem um nome um pouco assustador: cantinho do caixão ou “coffin corner”. Sei que nunca é bom ler a palavra caixão em uma frase com aviação e, como sempre, quero deixar claro que o meu objetivo não é assustar ninguém. Tento ser o mais didático possível, por isso, peço de antemão perdão aos físicos e especialistas no assunto por minhas “simplificações”.

Para poder escrever sobre isto é necessário um pouco de conhecimento mais específico e, para não ficar um texto MUITO gigante (sim, este já ficou grande), vou repartir em vários (para poupar o tempo e a paciência de quem ler). Cada “pedaço” não tem o objetivo de esgotar o assunto e, um dia, pretendo detalhar cada um de forma melhor.

Para voar, uma aeronave lida, simplificadamente, com 4 forças:
– Tração: gerada pelos motores que empurram o avião para “frente” (na verdade, na “direção do nariz”)
– Arrasto: a força que faz resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido (lembrem que eu já escrevi antes que o ar é um fluído). Aquilo que sentimos quando colocamos a mão para fora da janela do carro em movimento
– Peso: lembram das aulas de física? Peso é aquela força que atrai os corpos para a terra causada pela gravidade. Peso = massa * gravidade. Simplificando, é a terra puxando o avião para baixo.
– Sustentação: Esta é a principal força para eu poder explicar o canto do caixão depois. Sustentação é uma força que surge em virtude do diferencial de pressão entre a parte de cima e a parte de baixo de uma asa e tende a empurrá-la para cima, auxiliada ainda pela reação do ar (Terceira Lei de Newton) na parte inferior da mesma. Na figura com o corte lateral de uma asa, vemos que o ar chega na frente, se divide em 2 fluxos (um por cima, outro por baixo), o caminho de cima é mais longo e isto acelera o ar sobre a asa (criando a diferença de pressão que puxa a asa para cima). Além disto, o ar “bate” na parte de baixo da asa que a “empurra” para cima.
Por acelerar o ar na parte superior da asa, temos, em um mesmo momento, fluxos de ar em diferentes velocidades pela estrutura do avião.
Quanto mais denso o ar (e a densidade varia de acordo com a altitude e temperatura), melhor para o avião. Quanto mais perto do nível do mar, maior é a densidade do ar (por isso os montanhistas tem que utilizar cilindros de oxigênio para respirar em escaladas mais elevadas). A densidade também varia com a temperatura. Lembrem que calor aumenta a vibração das moléculas fazendo com que elas “se distanciem”. Assim, a densidade do ar em um mesmo local vai variar com a temperatura: dia quente, ar menos denso, dia frio, ar mais denso. Para operar (pousar e decolar), em diferentes aeroportos com diferentes temperaturas e altitudes, as aeronaves variam a sua velocidade (pousam ou decolam mais rápido ou mais devagar para manter o fluxo de ar sobre as asas e gerar sustentação).
Lembro de um caso em Porto Alegre onde um avião da Copa teve que atrasar a decolagem porque o dia estava muito quente. Mas por que? O voo ia de Porto Alegre para o Panamá com um 737 (voo longo para este modelo, que exige muito combustível). Com todos os passageiros e carga, o avião estava próximo do seu limite de peso. Com o calor, a densidade do ar estava mais baixa, que implica em maior velocidade de decolagem. O avião pesado exige mais dos motores para atingir velocidade. E, por fim, o fator principal: o comprimento da pista. A pista de Porto Alegre não era longa o suficiente para o 737 pesado (e num dia quente) poder acelerar até a velocidade que ele precisava para obter sustentação e voar.