quinta-feira, abril 29, 2010 |

Lançamento ecológico

Grupo de pesquisadores brasileiros desenvolve combustível para foguetes formado a partir da mistura de etanol com água oxigenada concentrada. Além de mais seguro e econômico, o produto promete agredir menos o meio ambiente

Silvia Pacheco

A busca por combustíveis alternativos não se resume aos transportes terrestres e aéreos. Ela também é uma preocupação da corrida espacial. Países europeus, Japão e Rússia saíram na frente na busca por soluções de propelentes (combustíveis para foguete) que agridam menos o meio ambiente e não causem riscos para os seres humanos. No Brasil, o desafio da busca por um propelente “verde” pode estar perto do fim.

Projeto que conta com a participação de diferentes pesquisadores e uma empresa privada desenvolveu um propulsor que utiliza uma mistura de etanol e peróxido de hidrogênio — nada mais que água oxigenada concentrada. “Esses compostos vêm se revelando uma solução inovadora e bastante promissora. A grande vantagem é a disponibilidade do etanol e do peróxido de hidrogênio no país, o baixo custo do propelente e o motor em desenvolvimento”, afirma José Miraglia, engenheiro químico e aeroespacial e coordenador da iniciativa, que tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Segundo o pesquisador, os propelentes usados atualmente pelo Brasil são a hidrazina e o tetróxido de nitrogênio, ambos importados, extremamente caros e altamente tóxicos. “Para se ter uma ideia dessa toxicidade, quando o tetróxido de nitrogênio entra em contato com a umidade, ele se transforma em ácido nitroso”, explica o especialista.

A escolha dos pesquisadores pela combinação de etanol com peróxido de hidrogênio se deu pelo fato de que ambos são largamente produzidos pelo Brasil. No caso do etanol, a fabricação chega a 16 milhões de toneladas por ano. Além disso, o país conta com um parque industrial instalado e domínio tecnológico para a produção do combustível, comprovadamente seguro e pouco tóxico. Já o peróxido de hidrogênio é muito utilizado na indústria do papel para o clareamento da celulose, dispondo de larga produção nacional. “Comparado ao uso da hidrazina e do tetróxido de nitrogênio, a combinação que propomos é 20 vezes mais barata no consumo de propelente. O que traz uma economia importante dentro de um programa espacial”, aponta Miraglia.

Outra vantagem, considerada a mais importante pelos pesquisadores, é o baixo impacto ambiental do novo propelente. Os gases provenientes da combustão são muito menos poluentes que os utilizados pelos outros países. Isso porque entre 90% e 95% dos gases de escape do motor são compostos por vapor d’água, e o restante, por gás carbônico.

Para chegar a essa inovação, os engenheiros utilizaram um catalisador — material cerâmico desenvolvido pelo próprio engenheiro José Miraglia — que decompõe o peróxido de hidrogênio em vapor d’água e oxigênio. Essa mistura entra na câmara de combustão e pulveriza o etanol, resultando na propulsão. “O etanol pulverizado por essa mistura gera uma quantidade muito pequena de gás carbônico na combustão, por isso o escolhemos”, explica o coordenador do projeto. Existem soluções usadas por países como a Inglaterra que utilizam o metano ou mesmo o querosene de aviação. Porém, a quantidade de gás carbônico formado na combustão é muito maior.

Ensaios

A primeira etapa do projeto já foi concluída. Nela, os engenheiros construíram um motor pequeno de 10N de impulso (que gera um quilo de força) para provar a viabilidade da tecnologia proposta. Na segunda etapa, os cientistas vão construir dois motores maiores, de 10N e de 1.000N (equivalentes a 10kg e 1t de força de impulso), para testar o propelente de etanol.

Para isso, serão feitos ensaios com motores a frio e aquecidos para testar os materiais. “Utilizaremos ligas de alumínio e aços inoxidáveis para os motores a frio e apenas aços inoxidáveis nos quentes”, explica Vanderlei Neias Júnior, mestrando em engenharia aeroespacial e um dos diretores da empresa Guatifer. Já os tanques serão feitos com ligas de aços inoxidáveis para ensaios estáticos, pois não necessitam de alívio de peso. “Isso é feito propositadamente, para possibilitar ensaios com níveis de pressão no tanque acima da desejada afim de avaliar condições diversas de operação”, completa Júnior.

Alumínio diminui peso de tanques

Em março deste ano, a Nasa (agência espacial norte-americana) apresentou a primeira cúpula esférica projetada para ser utilizada em grandes tanques de combustível líquido. Esses compartimentos fazem parte do sistema de lançamento e energia de um foguete, que gera até 294 mil libras de impulso no espaço.

A cúpula, de cerca de 5,5m de diâmetro, foi desenvolvida com solda por fricção linear — processo de soldagem projetado especificamente para trabalhos com alumínio. Por meio dessa nova tecnologia, a Nasa espera baixar em 25% o peso dos grandes tanques de combustível líquido. Além disso, o custo de produção será reduzido, porque a soldadura por fricção linear e o processo de moldagem esférica em forma de rede côncava eliminam a necessidade de alguns processos industriais.

O projeto representa um avanço na tecnologia espacial por mostrar que a nova tecnologia de soldadura é capaz de unir chapas de alumínio-lítio de forma segura e mais econômica, sem prejuízos para a capacidade de resistência. “Trata-se de um passo importante para testar os fundamentos dessa tecnologia e um ótimo exemplo de como as ligas de alumínio de nova geração continuam a expandir as fronteiras da inovação, a fim de permitir a criação de estruturas mais eficientes e de alto desempenho”, diz Harry Kiskaddon, diretor comercial global de Produtos Laminados da Alcoa, empresa americana que desenvolveu a soldadura em parceria com a Nasa. “Duas de nossas chapas largas foram unidas em uma única peça por meio da soldagem por fricção linear”, explica. (SP)