Quando um veículo está em movimento, seja ele um carro, um navio, um avião ou até um VANT, ele é submetido à ação do vento. Prédios, casas ou qualquer outra construção também recebem essa força e precisam ser capazes de suportá-la para que não haja danos na estrutura.
Imagine que um modelo de avião terá uma pequena mudança em sua aerodinâmica, mas a melhor configuração dessa mudança ainda não é conhecida. É necessário realizar alguns testes, mas é inviável construir um avião diferente para cada uma das tentativas – além de muito caro, é extremamente perigoso. Então, como é possível testar as mudanças – ou até novos modelos – sem colocar a aeronave no ar?
No Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), em São José dos Campos, pesquisadores do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) contam com três túneis de vento, equipamentos que servem exatamente para simular o deslocamento do ar, chamado de escoamento, em estruturas. “Você tem um escoamento e quer medir os efeitos dele em corpos que estão imersos nesse escoamento. O que todo mundo faz? Cria um modelo matemático. Atualmente, com técnicas modernas de mecânica dos fluidos computacional (CFD), é possível que se obtenha modelos matemáticos muito representativos dos escoamentos de interesse. Entretanto, as entidades certificadoras aeronáuticas ainda requerem que exista alguma validação experimental dos resultados computacionais. Por isso, eu preciso do túnel de vento para ver onde eu estou errando ou acertando, no modelo matemático, e para satisfazer os requisitos das entidades certificadoras”, explica João Luiz Azevedo, chefe da Divisão de Aerodinâmica do IAE e pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI).
Um dos três túneis, chamado de TA2, é o maior túnel de vento da América Latina. Nele, são realizados ensaios de modelos de diversos veículos, construções e, dependendo do tamanho da estrutura a ser simulada – um VANT de pequeno porte, por exemplo – é possível colocar a estrutura original em si, sem a necessidade de criar um modelo em escala. “Tipicamente, as universidades têm túneis de vento acadêmicos, mas com uma facilidade de ensaio industrial só existe o nosso. O próprio DCTA, a Embraer, empresas automobilísticas e uma série de outras empresas da região fazem ensaios aqui. O TA2 é uma facilidade única no país e na América Latina”, comenta Azevedo.
Para medir as forças aplicadas sobre o modelo de aeronave a ser testado no túnel, os pesquisadores utilizam uma balança aerodinâmica. Para que os resultados obtidos nos ensaios sejam confiáveis, é necessário que a balança esteja bem calibrada para mostrar com precisão os efeitos dos componentes que influenciam o voo. “Você precisa saber com exatidão qual é o efeito dessas forças aerodinâmicas. Isso é fundamental para que, depois, você saiba o que acontece com a aeronave em escala real”, salienta Maria Luisa Reis, chefe da Subdivisão de Ensaios da Divisão de Aerodinâmica do IAE.
Segundo Maria Luisa, os resultados dos ensaios realizados no IAE seguem uma padronização internacional, recomendada pelos países da Convenção do Metro. “Os países lá de fora fazem tudo o que a gente faz aqui. Isso é importante porque os ensaios realizados aqui têm validade no exterior também, e isso quebra barreiras para a exportação dos nossos produtos”, conclui a pesquisadora.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
Leonardo Zacarin – Comunicação CeMEAI
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