Sustentabilidade em ÓRBITA

Olá leitor!

Segue abaixo uma interessante matéria publicada no informativo “Boletim” da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) de 06/12/2010, nos trazendo outras informações sobre os projetos de motores-foguetes em desenvolvimento nessa universidade mineira.

Duda Falcão

Sustentabilidade em ÓRBITA

Projeto da engenharia aeroespacial quer viabilizar
uso de bioquerosene em motores de foguetes

Fernanda Cristo
06/12/2010

Etanol nos carros, biodiesel nos ônibus e, em breve, bioquerosene nos foguetes. A novidade é a aposta do grupo Rumo ao Espaço, do curso de Engenharia Aeroespacial da UFMG, que desde o ano passado vem desenvolvendo projeto para construção de um motor foguete movido a biocombustível.

O dispositivo foi batizado de RE-100 e terá 1000 Newtons de empuxo, ou seja, será capaz de propulsar até 100 quilos. O protótipo ainda não poderá ser usado em vôos por ser muito pesado, mas servirá para fazer ajustes e tirar dúvidas sobre o uso do bioquerosene. “Depois vamos alterar o projeto inicial do motor para torná-lo viável para vôo”, explica Júlia Guimarães, aluna do quarto período de engenharia aeroespacial e integrante do grupo. Outro objetivo, diz ela, é construir o próprio foguete que será propulsado pelo motor.

A expectativa, de acordo com o coordenador do grupo, o professor José Eduardo Mautone Barros, é que os testes com bioquerosene comecem no segundo semestre de 2011. Por enquanto, o projeto está na fase de testes da unidade injetora, uma das três partes componentes do motor, onde são injetados os propelentes – nesse caso, oxigênio líquido e o bioquerosene, que serão submetidos a um processo de combustão na câmara do motor.

O biocombustível poderá ser fornecido por laboratórios da própria UFMG ou obtido junto a empresas brasileiras. “Há indústrias no Brasil que fabricam o bioquerosene e exportam para os Estados Unidos, para testes na Boeing e na NASA”, comenta Mautone. Uma das especificidades do produto, diz o professor, é a necessidade de um óleo mais leve (como o de babaçu) do que aqueles usados na produção de biodiesel.

No entanto, o pesquisador frisa que no Brasil ainda não se utiliza o bioquerosene em motores de foguetes. “O Instituto de Aeronáutica e Espaço faz testes com etanol”, observa. A desvantagem dessa substância, segundo ele, é o poder calorífico menor que o do bioquerosene.

Além do motor de 1000 Newtons, outra equipe desenvolve, dentro do mesmo projeto, um dispositivo semelhante de 500 Newtons. O trabalho é apoiado pela empresa INOTECH, de São José dos Campos (SP), e conta com financiamento de R$ 48 mil da FAPEMIG.

Foto: Foca Lisboa
Mateus Teixeira, Júlia Guimarães, José Eduardo Mautone,
Thiago Gonçalves e Bernardo Zanetti: intenção é construir
um motor e o próprio foguete

Gerador de Gás

O professor José Eduardo Mautone explica que cada motor é ajustado de acordo com combustível que se quer empregar. Uma das especificidades do bioquerosene, por exemplo, é a grande quantidade de moléculas de oxigênio em sua composição, o que resulta no uso de um volume menor de oxidante para realizar a combustão.

Um motor de foguete, como esclarece o pesquisador, é basicamente um gerador de gás. Baseado na lei de ação e reação, ele produz uma grande quantidade de gás, que é expulsa a alta velocidade e, com isso, se torna capaz de propulsar um veículo, como foguete, satélite ou míssil. “É a única maneira, atualmente, de se atingir a órbita da Terra”, completa Mautone.

Além da injetora, esse tipo de motor é composto por uma câmara de combustão e pela tubeira. Parte central do motor, a câmara abriga as reações dos combustíveis e, para suportar alta temperatura e pressão, precisa ser bastante resistente.

Como o RE-100 é um motor para teste em solo, sua câmara será feita de aço, com sistema de refrigeração à base de água. “Queremos desenvolver um mecanismo em que o sistema de refrigeração já esteja envolto na câmara de combustão e utilize o próprio combustível”, diz Mateus Teixeira, aluno do quarto período de engenharia aeroespacial e integrante do Rumo ao Espaço. Isso, aliado ao uso de um metal menos pesado, otimizaria o motor, que ficaria mais leve e poderia ser utilizado para vôo.

Já a tubeira é responsável por converter em velocidade a energia dos gases provenientes da câmara de combustão. É essa transformação que gera o empuxo necessário para realizar a propulsão dos veículos.

Em Fase Embrionária

No curso de Engenharia Aeroespacial da UFMG, os alunos podem seguir por dois caminhos. Um deles é a aeronáutica, área que vem sendo explorada na Universidade desde a década de 1960. A segunda opção é a astronáutica que, segundo os próprios professores e alunos do curso, ainda está começando a se fortalecer. “Antes desse projeto do motor de foguete, não tínhamos nenhum grupo de astronáutica na UFMG”, relata o aluno Mateus Teixeira.

Segundo ele, o principal desafio do projeto Rumo ao Espaço é a falta de bibliografia nacional sobre o assunto. Por isso, toda a estratégia para construção do motor passa praticamente por um processo de invenção, seguido dos testes, quando é possível verificar se a teoria que o grupo utiliza está sendo adequada.

Em breve, o grupo espera montar uma série de laboratórios na Escola de Engenharia para realização de testes com motores de foguetes. “O Brasil tem muitas necessidades nessa área aeroespacial. Precisamos dispor de um grupo de empresas de alta tecnologia aqui, criado com suporte público, pelo menos nos anos iniciais de gestão”, argumenta o coordenador do grupo, José Eduardo Mautone Barros.

Foto: Foca Lisboa
José Eduardo Mautone com miniatura
de foguete: bioquerosene em órbita


Fonte: Informativo “Boletim” da UFMG - num. 1.722 - pág. 05 - 06/12/2010

Comentário: Apesar de ser ainda projetos que estão no inicio de seu desenvolvimento essa iniciativa da UFMG já abordada aqui em duas ocasiões (veja as notas UFMG Desenvolve Motores-Foguetes Líquidos , Faculdades e Iniciativa Civil Produzem Motores-Foguetes) vem se juntar com outras iniciativas em outras universidades do país (FIAP, UFABC, UnB, entre outras) que certamente trarão grandes benefícios no futuro ao Programa Espacial Brasileiro. No entanto, são iniciativas que ainda contam com pouco apoio do governo (quando contam) o que dificulta muito o seu desenvolvimento e a qualidade de ensino nessas áreas aos estudantes envolvidos com esses projetos. O PEB é vendido pelo governo como uma área estratégica para o país e talvez seja o único exemplo no mundo nesse setor que as ações em prol do mesmo não condiz com o discurso vendido pela mídia. Um verdadeiro absurdo, um quadro de completo abandono que tem impedido o país de dominar essa importante tecnologia para o futuro do Brasil. Apesar da incompetência governamental e com grande dificuldade é louvável observar que vão surgindo iniciativas no país tentando mudar esse quadro de atraso tecnológico em várias áreas da tecnologia espacial, principalmente nessa área de motores-foguetes líquidos, passo fundamental para que possamos atingir a nossa auto-suficiência no acesso ao espaço. Entretanto, essas iniciativas estão ainda direcionadas a motores pequenos para nossas necessidades e o ideal é que se buscassem projetos de motores a partir de 50kN, para que então pudéssemos desenvolver foguetes maiores. Pelo que se sabe existem hoje três projetos em desenvolvimento no Brasil de motores-foguetes a partir de 50kN, são eles: O motor-foguete líquido “L75” de 75kN que está sendo desenvolvido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), o motor-foguete líquido verde “TRM 50K” de 50kN que está sendo desenvolvido pelo grupo “Edge Of Space” em parceria com a empresa sérvia “EdePro” e por fim mais recentemente o projeto do Núcleo Tecnológico do Agreste (NTA), de Bezerros (PE), que aceitou o desafio de desenvolver um motor-foguete de 50kN. Porém, apesar disso, há ainda incertezas sobre a realização do projeto do IAE, não por falta de competência técnica dessa instituição e sim pela necessidade de grandes recursos financeiros e humanos e conseqüentemente de uma atitude do governo que permita a viabilização e realização desse projeto. Quanto ao projeto da “Edge Of Space”, o mesmo parece mais atrelado a iniciativa privada e junto com o projeto do NTA que da mesma forma não conta com o apoio governamental, são os que em nossa opinião poderão ser realizados mais rapidamente. Vamos aguardar.

Comentários

  1. Eu estava dando uma olhada na configuração da Soyuz russa .o primeiro estagio tem entre 700 a 850 kN ,só que usando um Cluster com pelo menos 20 motores ,pensando nisso esse motor de 75kN que esta sendo desenvolvido poderia ser usado em forma de Cluster ,em um foguete bem maior ,bem acho que é bem mais complicado do apenas um motor mais potente ,mas olhando que a Soyuz é uns dos foguetes mais confiável ja construindo, creio que seja uma solução mais simples.

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  2. Não resta dúvida André,

    Essa seria uma solução viável e acredito que seja a opção do IAE no “Programa Cruzeiro do Sul”. No caso do VLS Alfa (o primeiro foguete desta família), será apenas um motor L75 no terceiro estágio. No entanto, os planos prevêem o desenvolvimento também do motor L1500 de 150kN e um outro motor de propulsão sólida de 40 toneladas chamado P36. Vale lembrar que para o VLM-1 o IAE já está desenvolvendo um motor sólido de 10 toneladas creio que denominado S53.

    Abs

    Duda Falcão
    (Blog Brazilian Space)

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