Sciam


Clique e assine Sciam
Notícias

Avião movido a luz solar em teste

Além da energia solar, o avião conta com engenharia de ponta, materiais especiais e psicologia realizar voos longos  

Imagem: © Solar Impulse / Jean Revillard
Novo avião gera energia suficiente a partir de seus 200 metros quadrados de células solares para alimentar os quatro motores elétricos que o mantém no ar.  
Por David Biello

O objetivo é dar a volta ao mundo usando apenas luz solar como combustível. Mas primeiro um protótipo do avião solar sobrevoa os Estados Unidos – decolou em 3 de maio e potencialmente provando que aviões podem atravessar longas distâncias apenas com luz solar.

“Venho de uma família de exploradores”, explica Bertrand Piccard, o primeiro homem a voar em um balão ao redor do mundo e diretor do esforço suíço, batizado de Solar Impulse. “O Solar Impulse foi a consequência lógica após aquele voo de balão ao redor do mundo [que consumiu quase quatro toneladas métricas de propano] para realizar uma grande aventura que inspiraria as pessoas a inovar e proteger recursos naturais”.

Um arranjo azul-profundo de 12 mil células solares de silício se espalha ao longo de mais de 60 metros de asas, quase tão longas quanto as de um Boeing 747. Com 1600 quilogramas, o avião pesa menos que um carro compacto. As células solares produtoras de energia têm apenas 135 mícrons de espessura – a mesma de um fio de cabelo humano – mas conseguem converter mais de 20% da luz solar recebida em eletricidade, mais do que suficiente para decolar, alimentar o voo e fazer uma recarga diária das bateriais que mantêm o avião flutuando à noite. 

A decolagem exige 10 cavalos de potência de cada um dos quatro motores elétricos, o que é fornecido pelas células solares e pré-carregado com bateriais de lítio-íon. Os motores são rapidamente levados de volta a sete cavalos para a subida, e depois apenas 2,5 cavalos por motor são necessários para a altitude de cruzeiro onde o avião voa a aproximadamente 80km/h.

O avião sobe para nove mil metros quando o brilha com mais força e então, para conserva energia, desce lentamente para 1500 metros durante o curso da tarde, enquanto voa movido a bateria até a próxima alvorada, quando o ciclo se repete. “Para permanecer no ar até o sol nascer, ele tem que ser grande e leve assim”, explica Piccard. “Calculamos as necessidades energéticas da aeronave, e isso nos deu a superfície e a carga das asas”.

Pelo menos um quarto do peso do avião é o conjunto de baterias de lítio-íon de 90 kilowatts-hora. “Se você quer passar a noite inteira voando e quase eternamente no ar, então você precisa de muitas bateriais e de uma grande envergadura de asas”, aponta Piccard.

As asas, fuselagem e gôndolas que seguram os motores são feitos de materiais compostos, incluindo fibra de carbono forte, mas leve. “Nós só temos fibras de carbono nos locais em que ficam as forças”, observa Piccard. “Não não há forças, está vazio”. E a próxima versão do avião, capaz de voar ao redor do mundo, terá folhas de fibra de carbono com 20 metros de comprimento que pesam apenas 25 gramas por metro quadrado, três vezes mais elve que uma folha de papel. E também existe o isolamento especial (que também será usado em refrigeradores) necessários para manter os pilotos em um ambiente confortável a uma altitude de mais de 8,200 metros – a variação de temperatura pode ir de -40 graus Celsius a 30 graus Celsius. “É muito chato quando falamos sobre economia de energia. As pessoas não ficam empolgadas com isso”, lamenta Piccard. “O avião é uma maneira empolgante de promover essas tecnologias”.

O maior desafio desses voos longos pode ser mais psicológico que técnico. Durante períodos de até 24 horas, o piloto tem que permanecer alerta o suficiente para comandar o desajeitado avião solar. “Voos podem durar mais de 20 horas sem problema”, argumenta Piccard (em 2010, a equipe completou um voo-teste de 26 horas). Pilotá-lo não será fácil: o avião não foi construído para lidar com turbulência, muito menos com climas inclementes, e as enormes asas tornam a rolagem um perigo constante. Para ajudar o piloto, a equipe desenvolveu um alarme computadorizado baseado em vibrações para sinalizar quando o avião exceder uma rolagem de mais de cinco graus. “Se a rolagem for excessiva do lado esquerdo, seu braço esquerdo começa a vibrar”, explica o CEO da Solar Impulse e co-piloto Andre Borschberg, provocando uma resposta quase inconsciente e instantânea. “Dá pra fazer quase de olhos fechados”. 

Os dois pilotos planejam usar auto-hipnose, yoga e meditação em seus esforços para voar ao redor do mundo – e eles precisarão de um controle férreo de suas funções corporais. “Quando decolarmos, teremos garrafas cheias de água do lado direito, e garrafas vazias do lado esquerdo”, explica Piccard. “Quando aterrissarmos, será o oposto”.

Após decolar de Moffett Field, perto de San Francisco, o avião solar fará paradas ao longo do caminho em Phoenix, Dallas, Saint Louis e Washington capital antes de aterrissar na cidade de Nova York em algum momento de julho. O plano é manter cada voo abaixo de 24 horas, apesar de o avião conseguir voar mais tempo que isso. Como só há espaço para um na cabine, Piccard e Borschberg trocarão de papeis – tudo em preparação para os voos estendidos que serão necessários para a viagem ao redor do mundo. “Para voar ao redor do mundo, teremos que ficar no ar durante muitos dias e muitas noites”, lembra Borschberg. “O voo sobre o Oceano Pacífico levará pelo menos cinco dias e cinco noites”.

O programa do avião solar, que custou cerca de US$150 milhões e levou 12 anos para projetar e construir,é feito para apresentar tecnologias que poderiam ser usadas em outras aplicações – isolamento de refrigeradores, por exemplo, ou drones movidos a energia solar que ficam voando por períodos estendidos. Mas aviões solares não carregarão passageiros tão cedo. Piccard observa que Charles Lindbergh voou sozinho pelo Atlântico, e levou 25 anos para um avião convencional carregar 200 passageiros. “A Solar Impulse é apenas o início de uma longa viagem para os aviões solares”.