Empresas nacionais desenvolvem em conjunto tecnologia para aeronaves mais sustentáveis em paridade com gigantes internacionais

Os motores a propulsão elétrica têm sido uma das principais armas oferecidas pela indústria no combate às causas do aquecimento global, mas nessa luta a aviação tem enfrentado desafios maiores do que o transporte terrestre. Enquanto carros movidos a eletricidade já circulam pelas ruas, os aviões ainda são abastecidos exclusivamente com derivados de petróleo, que emitem CO2 em ordens de grandeza consideráveis. A boa notícia no enfrentamento desse impacto causado pela aviação é que o Brasil concorre lado a lado com grandes potências no desenvolvimento dessa tecnologia disruptiva, através de uma parceria entre duas gigantes da inovação nacional: a fabricante de aeronaves Embraer e a de máquinas elétricas (motores) WEG.

As duas empresas firmaram cooperação científica e tecnológica há cerca de dois anos por serem bastante complementares para as necessidades do projeto. Elas têm reconhecimento internacional na fabricação de aeronaves e motores elétricos, respectivamente, que precisam se integrar com eficiência, segurança e num projeto viável comercialmente.

Num sinal de que a parceria entre a fabricante de São José dos Campos (SP) e de Jaraguá do Sul (SC) tem potencial, em agosto do ano passado foi realizado um voo experimental de uma pequena aeronave de uso agrícola com motor elétrico em Gavião Peixoto (SP). 

O resultado é animador, mas ainda é tímido perto do desafio de colocar no ar modelos mais pesados, como o revolucionário projeto do STOUT que está sendo desenvolvido junto com a Força Aérea Brasileira (FAB). Ele terá a capacidade de transportar até 30 pessoas, ou uma carga de três toneladas, o que exigiria uma alimentação híbrida (elétrica e convencional). A Embraer luta contra o tempo para atingir suas metas de redução de emissão de carbono e pretende neutralizar suas operações até 2050. Para isso, investe também no desenvolvimento de veículo aéreo elétrico de mobilidade urbana (eVTOL), popularmente conhecidos como “carro voador”.

Para o professor da Unicamp Marcos José Barbieri Ferreira, especialista em Indústria Aeroespacial, a entrada da bateria como mais um elemento da aeronave impõe uma série de desafios por conta do maior peso que acarreta. Por isso, além de uma integração segura e eficiente dos sistemas, as pesquisas devem ir ao encontro do uso de materiais mais leves, o que tem sido facilitado graças ao emprego das denominadas terras raras tanto em motores quanto nesses compartimentos de armazenamento de energia.

“As duas empresas estão na fronteira tecnológica do desenvolvimento de produtos inovadores. São duas empresas que operam no mercado mundial e são importantes players de seus respectivos mercados. Essa parceria já é uma vitória, pois mostra que o Brasil pode ter empresas que operam e competem globalmente com gigantes dos Estados Unidos, Alemanha ou Coreia do Sul, por exemplo”, afirma Barbieri.

Segundo ele, a capacidade invejável da Embraer no desenvolvimento de projetos, que a faz concorrer com competitividade no mercado internacional, foi o que motivou a proposta de compra por parte da norte-americana Boeing. A transferência de controle, que acabou não se concretizando, manteve no Brasil uma capacidade de inovação tecnológica só comparável com a de alguns países desenvolvidos do Hemisfério Norte. 

Recentemente, a Embraer anunciou o desenvolvimento de um novo modelo de avião turboélice com capacidade para até 90 passageiros. A possibilidade de que no futuro possa desenvolver uma versão dessa aeronave com propulsão elétrica seria uma vantagem competitiva formidável para a fabricante nacional num setor que movimenta muito dinheiro.

Segundo o professor da Coppe/UFRJ Márcio D’Agosto, as pesquisas para o desenvolvimento de aviões elétricos envolvem os grandes fabricantes como Boeing e Airbus e vêm se confrontando com desafios técnicos e econômicos. Portanto, o sucesso da missão brasileira seria um feito gigantesco para a ciência nacional e traria resultados financeiros compensadores. 

Conciliar o peso da bateria com grande autonomia com a necessidade de maior eficiência energética dificulta o lançamento comercial de um modelo no mercado. A opção por propulsão híbrida gera outro problema que é a necessidade de maior número de componentes, o que também encarece os projetos. Outra linha de pesquisa é a de pilhas de combustível a hidrogênio, cujo isolamento térmico é outro entrave, apesar do menor peso.

“A Embraer tem lutado para se posicionar ao lado dos grandes fabricantes, que também estão enfrentando o mesmo desafio com relação ao avião elétrico. Mas é uma exigência e quem não entrar na briga vai ficar para trás”, ressalta D’Agosto.

Edgar Barassa, pós-doutor do Departamento de Política Científica e Tecnológica/Instituto de Geociências e professor da Escola de Extensão da Unicamp, afirma que o nó de um projeto de aviação com sistema de propulsão elétrico está na questão dos acumuladores de energia (baterias). Pois, além do desafio de projeto e da engenharia de sistemas embarcados associada, o país não possui uma cadeia produtiva que contemple todas as etapas de fabricação desse produto. Segundo ele, esse componente representa o ponto central por ser também muito caro. No caso dos automóveis elétricos, chega a representar aproximadamente 50% dos custos em alguns modelos. A massa e o espaço ocupado (dimensão) também são desafios, tendo em vista que quanto maior a autonomia desejada, maior será o volume desse equipamento e consequentemente o consumo de energia.

A aplicação da bateria para a propulsão de motores é uma tarefa bastante complexa e exige muitos testes para uma gestão adequada de temperatura, balanceamento e operação.  

“É uma equação complexa que fica ainda mais difícil de ser resolvida no caso das aeronaves maiores”, explica Barassa.

O professor avalia que o uso do hidrogênio como combustível é uma alternativa que vem sendo questionada nas aplicações para veículos automotivos, pois esse sistema exige a presença do tanque de armazenamento do hidrogênio, o sistema para a eletrólise dele e uma bateria, mesmo que menor, para eletrificar o motor responsável pela tração veicular. De fato, estes conjuntos de tecnologias embarcadas implicam custos expressivos para este tipo de produto que os torna não competitivos no cenário de mercado para os veículos baseados em novas energias.

 Por outro lado, a tecnologia nacional está bem avançada no desenvolvimento de powertrain (trem de força) pela própria WEG e pela capacidade da Embraer em termos e tecnologia de recarga e nos sistemas de integração.

Para ele, é um ponto positivo o Estado brasileiro ter entrado nesse processo de desenvolvimento através da FAB, mas é também fundamental o poder público, como agente regulador, já se envolver com esse objetivo. Nessa corrida contra o tempo, não se pode ficar para trás também na formulação de regulamentos e protocolos.

“Eu acho que o grande ponto positivo dessa encomenda é colocar um desafio tecnológico que vai puxar uma ampla agenda de pesquisa e desenvolvimento internamente à Embraer para que ela dê uma resposta a essa solicitação. Trará um arcabouço de conhecimento e competências internas nesse quesito eletrificação na aviação. Como nos programas espaciais, pode trazer inovações que vão irradiar até para outras aplicações”, defende Barassa.

A Embraer também atua em pesquisas para o desenvolvimento do  SAF (Combustível Sustentável para Aviação), que seria menos poluente, com o objetivo de neutralizar a emissão de CO2 em suas operações até 2050. Luís Carlos Affonso, vice-presidente sênior de Engenharia, Desenvolvimento de Tecnologia e Estratégia Corporativa da empresa, chegou a declarar no ano passado que a companhia deve iniciar testes com aeronave movida a hidrogênio daqui a três anos.

 “O primeiro voo de uma aeronave é sempre um marco importante, e a decolagem do nosso primeiro avião elétrico de zero emissões simboliza também relevante contribuição das nossas equipes e parceiros para a transição energética do setor”, declarou Affonso após o voo experimental com o EMB-203 Ipanema.

Ter o Brasil na vanguarda da pesquisa tecnológica de um setor tão competitivo quanto a aviação é fundamental para a construção de um país soberano que ruma no sentido do seu desenvolvimento sustentável. Por isso, parcerias como essa servem de exemplo para todos os segmentos da economia do país.