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Método inédito do Instituto Fraunhofer usa atuadores piezoelétricos para vibrar as asas, quebrar o gelo e economizar energia em condições extremas de voo
A formação de gelo nas asas é um dos maiores desafios da aviação moderna. Ela compromete a sustentação, aumenta o arrasto e pode bloquear as superfícies de controle, colocando toda a aeronave em risco.
Para enfrentar esse problema, pesquisadores do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, estão desenvolvendo uma tecnologia inovadora que usa vibrações para remover o gelo, eliminando a necessidade de sistemas térmicos de alto consumo energético.
Vibrações que quebram o gelo
O novo método foi criado no âmbito do projeto europeu Clean Aviation, com o objetivo de tornar o degelo mais eficiente e sustentável. A técnica consiste em aplicar vibrações controladas nas áreas afetadas das asas, fazendo com que o gelo se fragmente e se desprenda em lascas.
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Sensores instalados nas superfícies da aeronave detectam o início da formação de gelo. Em seguida, o sistema identifica a frequência de ressonância natural do material — ou seja, a frequência em que ele vibra com maior intensidade — e ativa pequenos atuadores piezoelétricos.
Esses dispositivos emitem vibrações de baixa frequência, na faixa de poucos quilohertz, direcionadas com precisão para as zonas congeladas.
“As vibrações estão na faixa de apenas alguns quilohertz. São invisíveis a olho nu, mas muito eficazes. O gelo aderido à asa se quebra e se desprende”, explica Denis Becker, pesquisador do Fraunhofer LBF, responsável pelo projeto.
Ajustes dinâmicos em pleno voo
Um dos maiores desafios enfrentados pelos pesquisadores foi calcular e ajustar a frequência ideal de vibração em tempo real. Diversos fatores influenciam esse valor, como o material das asas, a altitude, a velocidade de voo, a temperatura, a umidade e a espessura da camada de gelo.
Becker detalha que “os algoritmos usam essas informações para calcular a frequência de ressonância natural”. Como as condições mudam constantemente, o sistema eletrônico recalibra automaticamente os atuadores, garantindo a eficácia do degelo em qualquer fase do voo.
Durante os testes, o Fraunhofer LBF posicionou uma asa dentro de um túnel de vento com ambiente controlado de formação de gelo. Ali, a equipe pôde observar e otimizar o comportamento dos atuadores piezoelétricos, confirmando a eficiência do método.
Avanço prático e próximo passo
A ideia de remover gelo por meio de vibração já era discutida há anos entre engenheiros da aviação, mas ainda não havia sido aplicada com sucesso em sistemas reais. O projeto do Fraunhofer é o primeiro a criar uma solução eletromecânica dinâmica, capaz de operar com precisão e confiabilidade.
“Nossos experimentos no túnel de vento com formação de gelo mostraram que o degelo eletromecânico funciona. Como próximo passo, realizaremos mais testes no túnel de vento para preparar o sistema para testes em voo”, afirma Becker.
Os pesquisadores agora se concentram em adaptar o sistema para condições reais de operação e garantir que ele possa ser integrado com segurança às estruturas das aeronaves comerciais e industriais.
Caminho para uma aviação sustentável
O desenvolvimento integra o programa de pesquisa e inovação Aviação Limpa da União Europeia, que busca reduzir emissões e consumo energético no setor. Entre os parceiros do projeto estão grandes nomes da indústria, como a Airbus e a empresa aeroespacial Parker-Meggitt.
Com o avanço de motores elétricos e híbridos, as futuras aeronaves não gerarão mais calor residual suficiente para os sistemas de degelo convencionais, que dependem de ar quente dos motores. Nesse contexto, a solução por vibração representa uma alternativa crucial.
“Os sistemas de propulsão do futuro não produzirão mais gases de escape quentes ou calor residual, que os sistemas termomecânicos exigem para funcionar. Nosso método oferece a perspectiva de reduzir o consumo de energia em até 80%, tornando-se uma importante contribuição para a aviação sustentável”, conclui Becker.
A tecnologia ainda está em fase de testes, mas promete redefinir os padrões de segurança e eficiência energética na aviação, apontando para um futuro em que voar será não apenas mais seguro, mas também significativamente mais limpo.
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