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É verdade que os aviões engordam quando envelhecem?

Há umas semanas recebi a visita em casa de um amigo que curte cozinhar (Ricardo Cobra do Blog Homem na Cozinha) e entre papos alimentares e aéreos, soltei um “Sabia que aviões engordam quando envelhecem? Preciso escrever sobre isso”.

Obviamente a silhueta do avião não muda com a passagem dos anos, portanto ele não engorda, porém o corpo ganha peso…e muito.

E peso, como sabemos, é o grande inimigo da eficiência na aviação. Mais peso significa mais combustível, que significa mais peso, que significa perda de receita.

Mas como assim o avião ganha peso?

Por incrível que pareça, o peso de uma aeronave muda diariamente, por acúmulo de sujeira, pó, moedas*, e principalmente a adição de reparos estruturais feitos pela manutenção. Não podemos esquecer da pintura, afinal um 747 carrega só de tinta 450KG, e como cada re-pintura deixa um pouquinho de vestígio da anterior, o peso vai acumulando.

Alguns fatores de mudança de peso são bem controlados, como por exemplo os reparos de manutenção, já que o material e a eventual mudança no centro de gravidade são documentados. Já deu para perceber que o assunto peso é importante? Então seria interessante ter uma balança de banheiro para checar o peso todo dia, não?

Pesando um avião

Os aviões comerciais são pesados a intervalos regulares, que variam de 1 a 4 anos, já que o OEW (Operating Empty Weight – Peso Operacional Vazio) será diretamente afetado com o tempo, e é ele quem determina o quanto de carga, combustível e passageiros podem ser transportados sem exceder o peso máximo de decolagem [Carga Máxima = MZFW – OEW] (MZFW = Maximum Zero Fuel Weight)

Outro fator de extrema importância para se pesar um avião é se assegurar das mudanças no centro de gravidade (CG). Falando de uma maneira bem simplista, uma aeronave se comporta como uma “gangorra” durante o voo, sendo que o CG fica em algum lugar próximo ao centro da asa [não é bem isso, pois o centro de massa depende também da corda média aerodinâmica (MAC) e é representada em uma função desta, mas pelo respeito à sanidade dos leitores, vamos considerar que o CG fica exatamente no centro do avião, ok?].

Pois bem, numa gangorra não podemos ter um gordinho num assento e um magrinho no outro, senão não dá jogo certo? Assim também ocorre no avião. Para se saber onde cada mala, conteiner, pallet serão carregados, é necessário saber onde exatamente se encontra o CG (que seria o centro da gangorra), afinal se movermos o gordinho para mais perto do centro, o magrinho vai conseguir brincar não é?

E já que estamos falando nisso, aquela asinha que fica atrás do avião (o Estabilizador Horizontal) é o principal responsável por manter a gangorra estabilizada durante o voo, e sabe por que? Porque há um tipo de carga que se move durante o voo e altera o centro de gravidade o tempo todo: Eu e você.

Como gosto de coisas simples, vou tentar explicar como você pode alterar o CG de um avião em voo. Veja a imagem abaixo de um 777 e imagine que você esteja sentado exatamente no CG (e vamos dizer que o CG seja ali bem em cima do eixo da roda central).
777tamanho
Depois de algumas horas de voo e algumas cervejas, você decide se levantar e ir até o banheiro que fica lá perto da porta dianteira (como você é chique, quer ir no banheiro da primeira classe :). Para isso, você vai andar exatos 25,9 metros.

Agora vamos lembrar um pouco das aulas de Física na adolescência para saber quanta força você faz em seu assento: Considere que a aceleração da gravidade seja 10m/s² e que sua massa seja 80kg. Já que F = m * a, você exerce uma força sobre seu assento de 800N (Newtons). Lembrando um pouco mais daquelas aulas deliciosas, temos algo que se chama “Momento da Força”, ou Torque…lembram? O torque é o produto da força (em módulo) pela distância entre um ponto fixo (no caso o CG do avião) e o ponto de aplicação da força (ou seja, onde você está no momento).

A fórmula é simples: T = f * d (torque é igual à força multiplicada pela distância). Ora, sentado em seu assento, você está exercendo 800N de força, e o torque é igual a 0 (zero), afinal você está exatamente no Centro de Gravidade. Mas quando se levanta e vai ao banheiro, percorre a distância de 25,9 metros, logo aplicando a fórmula de força pela distância temos que: T = 800N * 25,9m ==>

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Isto dá 20.720 Nm

Amigo, é como se você pesasse 2072 Kg sentado ali no vaso do banheiro em relação ao local do seu assento! (2112 Kgf de torque para ser exato).



Para que o nariz do avião não desça com o seu peso, a maravilhosa asinha lá de trás se ajusta em relação ao ar para que uma força contrária de sustentação abaixe a cauda – a gangorra perfeita.

Nota do Cristiano: As grandezas peso e momento não são diretamente comparáveis. Inclusive são vetores que não estão no mesmo plano.
Há uma equivalência que talvez ilustre melhor a situação. O pax que saiu de seu assento e foi ao banheiro causou um torque de 20720 N*m em relação ao eixo que passa no CG, ortogonal ao plano do avião da figura. A que isso equivale? Equivale a um pax com peso de 2072 N posicionado a 1 m a frente do CG. Essa equivalência é correta, dado que estamos comparando momentos (ou torques) iguais
.

Como temos pessoas passeando o tempo todo pelo avião, o piloto ficaria maluco corrigindo o avião toda hora – portanto agora vocês já sabem porque o piloto automático foi inventado :)

Mas você não vai dizer como se coloca um 747 numa balança?

Há duas maneiras, uma mais moderna e outra nem tanto. A primeira consiste em uns “pads” que são posicionados de maneira que o avião seja rebocado e as rodas do trem de pouso fiquem em cima, exatamente como uma balança de banheiro. Cada pad consegue suportar aproximadamente 30 toneladas.

_Ué? Mas um 777 vazio pesa de 135 a 170 toneladas, como o pad de 30 toneladas vai suportar?

Simples, a quantidade de “pads” deve ser igual a quantidade de rodas, porque o peso de um avião é distribuído pela quantidade de rodas que possui, e além disso, o concreto dos aeroportos é projetado para suportar uma determinada força por metro quadrado. Tomando como exemplo o 777, que possui 14 rodas, cada roda vai suportar aproximadamente 12 toneladas. Da mesma maneira se faz com um Airbus A380, que pesa 400 toneladas mas possui 22 pneus, logo, aproximadamente 18 toneladas por pad. Se não entendeu a relação do concreto com o número de pneus, veja este post que escrevi há um tempo sobre um Airbus A320 pra lá de especial.

Pads sob o trem de pouso

Pads posicionados para suportarem o trem de pouso

O peso que cada pad está sentindo é enviado via rádio para um computador central, que calcula exatamente o peso e o local exato do CG.

A outra maneira de se pesar é tirando o avião do chão com macacos hidráulicos, sendo que células sensoras são instaladas entre o macaco e a “castanha” que vai presa no avião. Assim como os pads, a soma de peso em cada ponto de macaco é calculado e obtêm-se os valores. Este sistema está sendo aposentado e substituído pelos pads, pois além do tempo gasto e da dificuldade maior de elevar-se a aeronave, ainda têm-se que manter um alinhamento perfeito para evitar cargas angulares em cada macaco.

Células sensoras

Células sensoras entre o macaco e a castanha

E para que serviu este post inteiro? Para que da próxima vez que você for até o banheiro do avião fique pensando o quanto está alterando o Centro de Gravidade do avião :)

*Moedas – Vocês não têm idéia da quantidade de moedas que se perdem nos aviões. Dólares, Ienes, Francos, Libras – moedas de todos os países. Tenho um amigo que conhece toda a equipe de limpeza e compra as moedas encontradas pelo câmbio oficial do dia. Uma vez viajei com ele, que carregava quase 800 dólares em moedas obtidas dentro dos aviões. A história engraçada sobre isso está aqui.

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Sobre o Autor

Graduado em Manutenção de Aeronaves, com muito bom senso :) 30 anos de aviação comercial (e contando), de Lockheed Electra à Boeing 787. Tentando simplificar a complexidade da aviação.
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