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Altos Voos

A tecnologia 3DL RM, desenvolvida pela North Sails, aplica fios e filmes de tiras de compósitos avançados num tambor de rotação usando múltiplas cabeças robóticas para colocação de fita. Em primeiro, coloca um filme de base Mylar (filme de poliéster extremamente resistente) no tambor para produzir uma forma de vela tridimensional de alta definição. À medida que o tambor gira, um conjunto de cabeças de fio, controladas por computador e montadas em pistas, aplicam fios estruturalmente tensionados em filmes segundo linhas pré-definidas. Com o tambor sempre a rodar, é aplicada uma camada superior de filme por laminagem sob vácuo e polimerização por calor. Quando o tambor conclui uma rotação completa, a vela laminada está pronta a passar para um cilindro secundário. Desde o princípio até ao fim, todo o processo dura cerca de 15 minutos.

Este processo está actualmente a ser adoptado e escalonado pela Boeing, que apresentou recentemente à imprensa o seu primeiro tambor em fibra e carbono. A nova estrutura, se tudo correr como planeado, será uma parte importante da fuselagem do próximo avião jumbo Dreamliner 7E7 da companhia.

As propriedades dos compósitos de fibra de carbono são bem conhecidas e comprovadas. A Boeing, e outras companhias, há anos que usa este material na construção de aviões militares, mas a sua adopção na aviação comercial exige um sério equilíbrio entre o trabalho a tão larga escala e a satisfação de todos os requisitos de segurança e de preço. Se a Boeing alcançar tal feito, poderá ganhar inúmeras vantagens chave sobre a sua rival Airbus, para a produção do próximo 7E7.

A construção com compósitos permitirá eliminar milhares de rebites, horas de tempo de máquina e milhões de dólares em equipamento dispendioso, e isto constitui somente a ponta do iceberg quando se fala nas potenciais vantagens.

A fuselagem de um avião é construída à volta de um esqueleto cilíndrico oco com aros ajustados, perpendiculares aos quais estão colocadas vigas. Esta estrutura é revestida de “cascas” que formam o exterior polido do avião. Estas apresentam menos de um quarto de polegada de espessura na maior parte das zonas – uma maior espessura impediria o avião de descolar do solo. Mas cascas, vigas e aros de fibra de carbono são mais leves do que em alumínio, significando que o peso de toda a estrutura poderia ser menor, e ao mesmo tempo com maior resistência. Além do mais, a maior parte do desgaste num avião resulta da pressurização e despressurização da cabine em cada descolagem e aterragem. Com efeito, isto incha e desincha a fuselagem, desgastando as soldaduras entre as centenas de painéis metálicos, além de permitir e entrada de humidade corrosiva no avião.

Uma fuselagem em compósito será capaz de suportar uma pressão muito maior e isenta de corrosão. Também será possível dispor de cabines com mais ar húmido e janelas maiores, melhorando assim o conforto dos passageiros.

A versatilidade dos compósitos é também uma mais-valia. Construções obtidas a partir do depósito de finas fitas de fibra de carbono impregnadas numa resina epóxida apresentam a vantagem de poderem ser modeladas sob qualquer forma em termos de espessura e estrutura, enquanto que o alumínio é fornecido em folhas e tem que ir à máquina.

A Boeing adoptou a tecnologia da North Sails para a construção de um enorme tubo cilíndrico, obtido através da junção de 6 placas de metal interligadas, de modo a formar um mandril. Colocado sobre um fuso, roda como o sistema da North Sails, à medida que um máximo de 8 cabeças robóticas aplica as fitas de fibra de carbono a alta velocidade.

Uma vez formada, a estrutura completa – fuselagem e mandril – tem então que ser retirada e transferida para uma autoclave do tamanho de um submarino, onde é polimerizada e endurecida durante horas à temperatura de 250 ºC. Em seguida, as placas do mandril têm que ser retiradas e uma máquina de corte robotizada entalha as portas e as janelas.

A primeira vez que a Boeing mostrou vontade de construir a fuselagem do 7E7 em compósitos, em 2003, muitos, incluindo alguns engenheiros da casa, mostraram-se cépticos. Agora parece que a companhia deu um passo importante na realização do seu objectivo. «Até não foi difícil», declara o tecnólogo-chefe Frank Statkus. «Tivemos apenas de parar de pensar em metal».

No entanto, o caminho apresenta ainda alguns obstáculos que precisam de ser contornados. Actualmente, a companhia está a trabalhar num sistema de inspecção automático, já que a menor das irregularidades, como uma mínima ruga do material ou a falta de uma fibra, poderá constituir um defeito perigoso, especialmente num trabalho a tão larga escala. Há também o risco de uma eventual escalada do peso e dos custos na fabricação da fuselagem, mas a Boeing acredita que tal não sucederá.

«Este é provavelmente um dos dois ou três mais importantes feitos do segundo século da aviação comercial», conclui Walt Gilette, engenheiro-chefe da Boeing.