Válvula rotativa torna motores espaciais imunes a falhas

Publicado em 07/05/2013

Dentre as visões que a Rota Estratégica para o Futuro da Indústria Paranaense – Roadmapping de Metal Mêcanica (Frente, Verso), apresenta a visão 1, Metal Mecânica Inovadora em Produtos, Processos e Serviços considera o surgimento de novas tecnologias um fator crítico para competividade. A reportagem abaixo apresenta essa situação mostrada pelos pesquisadores da rota estratégica para o setor metal mecânico.

Uma válvula rotativa para injeção de combustível poderá levar espaçonaves mais longe da Terra, além de ter aplicações também aqui embaixo. "Há dois sistemas primários de alimentação de propelentes para naves espaciais," explica o Dr. James Blackmon, da Universidade do Arizona, nos Estados Unidos (foto).

O primeiro tipo é um sistema de baixa pressão. "Este sistema é bom desde que o dispositivo trabalhe sob, no máximo, 300 psi de pressão," explica o pesquisador. O segundo é o sistema de turbo-bombas, que usa um gerador a gás para alimentar a bomba de pressão. "Este funciona a até 3.000 psi, e a pressão mais alta aumenta o desempenho."

Capacidade operacional com falha

Contudo, o Dr. Blackmon está mais interessado em uma terceira via, um sistema intermediário, mais adequado para viagens espaciais de longa duração, chamado bombeamento sequencial. Nesta configuração são usados três tanques de combustível, que são pressurizados em sequência rotativa por um tanque principal. Quando o primeiro tanque está prestes a ficar vazio, uma válvula passa a drenar combustível do segundo tanque, depois do terceiro, retorna ao primeiro, e assim sequencialmente. Enquanto cada tanque não está alimentando o motor da espaçonave, ele volta a ser enchido pelo tanque principal. "Este sistema lhe dá duas coisas: alta pressão e proteção contra falhas," garante o pesquisador.

Em vez da redundância, que consiste na duplicação dos circuitos para que um reserva assuma o lugar de outro que falhou, a chamada "capacidade operacional com falha" significa que o sistema continuará funcionando mesmo que alguns componentes apresentem defeito. Além da maior segurança, esse sistema é mais leve e muito mais barato do que a redundância.

Superválvula

O problema é que, até agora, ninguém havia conseguido fabricar uma válvula para fazer as conexões entre os tanques que não fosse ela própria uma fonte de problemas - válvulas se desgastam quando em operação contínua, com uma tendência a travar na posição aberta ou fechada, inviabilizando todo o sistema.

A nova válvula usa um mecanismo operado por dois motores elétricos redundantes, que giram um eixo e fazem um recesso deslizar até uma porta, abrindo essa porta para liberar o combustível ou para receber a recarga - ou seja, a válvula pode ser posta em qualquer posição, e não apenas aberta e fechada, como nos sistemas tradicionais.

Uma única válvula pode controlar a liberação e o recarregamento dos três tanques rotacionais.

 Segundo o pesquisador, o sistema é tão simples e fácil de manter que é possível imaginar até mesmo os astronautas consertando a válvula durante uma missão - na improvável situação em que ela venha a dar defeito - porque não é necessário retirá-la do lugar para consertá-la.

Enquanto não recebe financiamento para mandar sua válvula para o espaço, o pesquisador está tentando encontrar usos industriais para ela. "Se você quer contar com uma válvula durável e de fácil manutenção, que pode permanecer no lugar enquanto é consertada, esta é a solução. Ela poderá ter muitas aplicações na indústria," afirmou.

Válvula rotativa torna motores espaciais imunes a falhas

Fonte: Inovação Tecnológica.