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

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 voos 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 voo”, 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.

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 voo.

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.

(Boletim UFMG, edição 1722)