O alumínio tem uma longa e importante história na aviação. Leve e resistente, alçou voo na indústria aeronáutica e nunca mais desceu. Sua trajetória acompanha a própria história da aviação, desde os primeiros balões dirigíveis até os modernos jatos comerciais.
O metal estrelou nas armações dos zepelins, os gigantes do ar do início do século 20. Pouco depois, os irmãos Wright, pioneiros da aviação, incluíram-no em partes relevantes do motor do Wright Flyer, a primeira aeronave a realizar um voo controlado.
Impulsionado pelas guerras mundiais, o desenvolvimento de ligas mais resistentes também propiciou a construção de aviões mais leves, rápidos e seguros. O alumínio foi um material fundamental na fabricação de aeronaves nesse período. Na era moderna, com a chegada dos jatos comerciais e o empenho para realizar voos mais velozes, o alumínio continuou em cena. A criação de novas ligas, capazes de resistir a temperaturas e pressões extremas, possibilitou a construção de aeronaves maiores e mais eficientes.
Segundo a Associação Brasileira do Alumínio (ABAL), o metal hoje responde por até 80% do peso estrutural de uma aeronave; está presente nas asas, na fuselagem, em estruturas de portas, janelas e assentos ou até mesmo no trem de pouso.
Vantagens e benefícios
Jean Yamamoto, gerente técnico da Alcoa Europa, destaca a importância do alumínio na indústria aeronáutica, enfatizando duas características principais:
Leveza
O alumínio contribui significativamente para a redução do peso das aeronaves. Essa leveza é crucial para aumentar a eficiência do combustível, reduzir custos operacionais e otimizar o desempenho geral da aeronave.
Resistência
Apesar de leve, o alumínio apresenta excelente relação resistência-peso. Essa característica permite que o material suporte as cargas e tensões exercidas sobre a aeronave durante o voo, sem adicionar peso excessivo à estrutura.
“Para completar, o alumínio forma uma camada de óxido natural em superfícies quando exposto ao ar, o que ajuda a proteger diferentes materiais contra a corrosão. Em altas altitudes, em que a aeronave enfrenta condições severas, essa resistência à corrosão prolonga a vida útil das suas partes estruturais”, considera Yamamoto.
Além disso, a maleabilidade e a facilidade de soldagem do alumínio viabilizam o desenvolvimento de peças complexas e estruturas aerodinâmicas sofisticadas, tornando-o um material versátil e essencial na fabricação de aeronaves.
Aplicações
Como já citamos no início desta reportagem, o alumínio é empregado em diversas partes das aeronaves, como fuselagens, asas, suportes e outros componentes estruturais. O gerente da Alcoa explica que essa ampla utilização se deve à leveza e resistência do metal, características que garantem aeronaves mais leves, eficientes e duráveis.
O alumínio também é fundamental na fabricação de assentos e bagageiros, contribuindo para a redução do peso total da aeronave e garantindo a segurança dos passageiros, pois suporta cargas e impactos durante o voo. Já nos dutos de ventilação, difusores de ar e outros componentes dos sistemas de climatização, a boa condutividade térmica do alumínio ajuda a manter a temperatura interna, enquanto a sua compatibilidade com materiais isolantes reduz ruídos e vibrações dentro da cabine, aumentando o conforto dos passageiros.
“Quando pensamos em segurança, é preciso destacar ainda a resistência do material ao fogo e o fato de não emitir gases tóxicos quando exposto a chamas, o que é crucial em emergências. Essa alta resistência também ajuda a proteger os passageiros e a tripulação em pousos forçados ou situações de turbulência severa, mantendo a integridade das estruturas internas. Em casos de acidente, a estrutura de alumínio chega a absorver parte do impacto, protegendo os ocupantes da aeronave”, aponta Yamamoto.
Modernização das ligas de alumínio
O gerente da Alcoa esclarece que a escolha da liga de alumínio ideal para a indústria aeronáutica, de maneira geral, depende da combinação de alguns fatores, como leveza, resistência e durabilidade, essenciais para o desempenho das aeronaves. A liga de alumínio-cobre, por exemplo, é amplamente utilizada por sua alta resistência mecânica, principalmente após tratamento térmico. Já a liga de alumínio-lítio, mais leve e inovadora, destaca-se por aumentar a eficiência do combustível e a autonomia de voo.
“Pesquisadores e engenheiros já estão desenvolvendo novas ligas de alumínio que oferecem uma combinação ainda melhor de resistência, leveza e resistência à corrosão. Essas ligas são projetadas para suportar condições mais extremas, como altas temperaturas e fortes pressões encontradas em voos supersônicos”, explica.
Segundo Yamamoto, a impressão 3D de peças em alumínio está revolucionando a indústria aeroespacial. Essa tecnologia permite a criação de componentes complexos e personalizados com maior precisão e menor desperdício de material, reduzindo custos e tempo de produção. Além disso, a manufatura aditiva viabiliza a produção de peças antes impossíveis de serem fabricadas pelos métodos tradicionais, abrindo um leque de novas possibilidades para o design e a funcionalidade das aeronaves.
A pesquisa com nanoestruturas também promete avanços significativos. Sua aplicação na superfície de componentes de alumínio pode melhorar consideravelmente suas propriedades, como resistência ao gelo, redução do arrasto aerodinâmico e capacidade de autolimpeza. Com isso, aeronaves mais eficientes, seguras e com menos necessidade de manutenção poderão ser desenvolvidas.
E na indústria espacial?
Você sabia que o alumínio, com sua versatilidade e confiabilidade, também tem papel na exploração espacial? Ele é um material essencial para a construção de espaçonaves, sondas, foguetes e satélites, permitindo que a humanidade continue a desvendar os mistérios do universo.
Yamamoto conta que o alumínio é utilizado na construção das estruturas primárias e fuselagens de espaçonaves, incluindo cápsulas tripuladas, módulos de carga e veículos de lançamento.
“As ligas de alumínio são especialmente importantes na fabricação de tanques de combustível criogênico, responsáveis por armazenar propelentes como oxigênio líquido e hidrogênio líquido. A alta resistência e a capacidade de manter a integridade estrutural em temperaturas extremamente baixas tornam o alumínio ideal para essa aplicação”, informa.
O metal também é aproveitado para a construção de satélites, em painéis estruturais, quadros e outras partes da estrutura interna. Esses componentes precisam ser leves para minimizar o custo de lançamento, mas também fortes o suficiente para suportar cargas durante as operações no espaço.
A excelente capacidade de dissipação de calor do alumínio é crucial para essa indústria, na opinião de Yamamoto. Ele é utilizado em radiadores, componentes de propulsão e sistemas de controle térmico de espaçonaves e satélites, certificando o funcionamento adequado desses equipamentos em condições extremas. Sem contar que é fundamental para a construção de antenas e estruturas de sistemas de comunicação, pois sua rigidez e estabilidade dimensional garantem a precisão e o desempenho em ambientes espaciais desafiadores.
“A Alcoa enxerga um futuro promissor para o alumínio na indústria aeroespacial e espacial, com tendências e oportunidades que devem impulsionar a demanda e o desenvolvimento contínuo de ligas de alumínio de alta performance. Acompanhamos o crescimento acelerado desse mercado, desenvolvendo novas aplicações e materiais específicos que possam suportar seus desafios, como exposição à radiação, temperaturas extremas e impactos de micrometeoritos”, considera o gerente da Alcoa.
Veja alguns exemplos do alumínio na indústria aeroespacial
- E195-E2 da Embraer
A brasileira Embraer, em sua constante busca de inovação na produção de aeronaves, utiliza alumínio aeronáutico na fabricação de componentes do jato E195-E2, segunda aeronave da família E-Jets. Um exemplo é a nervura lateral do stub, parte da Fuselagem Central II, produzida em um dos modernos centros de usinagem da fábrica de estruturas metálicas em São José dos Campos (SP).
- Airbus A320
Conhecido por sua eficiência e popularidade nas rotas de curta e média distâncias, esse modelo da europeia Airbus incorpora alumínio em diversos componentes estruturais. As ligas de alumínio de alta resistência são utilizadas principalmente na fuselagem, contribuindo para a leveza e aerodinâmica da aeronave. Além disso, o metal está presente nas asas, nas longarinas, nos revestimentos e em partes do trem de pouso, garantindo a robustez necessária para suportar as cargas e tensões durante o voo.
- Hélice
Em 2023, a americana McCauley Propeller Systems lançou uma nova hélice C780 para aeronaves Beechcraft King Air B300, com pás de alumínio em formato de cimitarra, que oferece maior desempenho e eficiência. Essa hélice, que pesa 23 kg menos que as anteriores, proporciona melhor desempenho na decolagem e subida, reduz o ruído na cabine e aumenta o tempo entre as revisões. A primeira instalação ocorreu em um King Air 350 da ExecuJet Charter Service.
- Hangar para aeronaves
O alumínio também está presente na construção de hangares. Um exemplo é o novo galpão da europeia Tarmac Aerosave, no Aeroporto de Teruel (TEV), na Espanha. Com estrutura de aço e alumínio, o hangar de 8 mil m², construído em tempo recorde de nove meses, é o maior hangar metal-têxtil do mundo, com capacidade para um Airbus A380 ou quatro aeronaves de corredor único. Projetado pela Spantech, ele mede 95 m de comprimento, 85 m de largura e 34 m de altura e utiliza o alumínio em sua estrutura para garantir leveza e resistência, além de contribuir para a durabilidade da construção.
Parcerias
A fabricante britânica de componentes tecnológicos Senior firmou dois contratos importantes com a Airbus em fevereiro deste ano. O acordo inclui a produção de peças de alumínio de alta qualidade para os programas Airbus A320 e A330, destacando o importante papel do alumínio no design de aeronaves modernas devido à sua leveza e resistência. Além disso, a Senior Aerospace Thailand fornecerá estruturas de assentos de classe executiva de alumínio para a Airbus Atlantic, demonstrando a expertise da empresa na fabricação de componentes complexos para a aviação.
Em maio, a Arábia Saudita também anunciou que pretende fortalecer sua indústria aeronáutica e reduzir a dependência do petróleo, firmando parceria com a Airbus e a Boeing para aprovar o uso de alumínio saudita na fabricação de aeronaves. Essa iniciativa visa a suprir a demanda por alumínio no mercado internacional e impulsionar a produção local de componentes, além de alinhar-se com os planos do príncipe herdeiro Mohammed bin Salman de diversificar a economia do país. A colaboração com as gigantes da aviação também se reflete no recente pedido de 105 aeronaves Airbus A320neo pelo governo saudita, o que atesta o investimento contínuo na expansão da aviação civil no país.
De volta ao museu
O B-17 Aluminum Overcast, um bombardeiro da Segunda Guerra Mundial feito de alumínio, está de volta ao Museu de Aviação da Experimental Aircraft Association (EAA) – Associação de Aeronaves Experimentais – após trinta anos. A aeronave, que pesa mais de 16 t e mede mais de 22 m de comprimento, foi desmontada e transportada de Punta Gorda, Flórida, para Oshkosh, Wisconsin, em maio deste ano. Agora em exibição no Eagle Hangar, o Aluminum Overcast passará por planos de preservação e restauração. Esse B-17, construído com alumínio, é um dos poucos exemplares remanescentes da Segunda Guerra Mundial e destaca a importância histórica da aviação.
Crédito da imagem de abertura: shutter2u/freepik.com
