Saiba como funciona o ar-condicionado em aviões

Estamos próximos das férias de verão. Para muitos, será o momento de fazer uma boa viagem e curtir a folga. Em alguns casos o transporte usado será o aéreo, é aí que entra nosso assunto: Você já pensou como funciona o ar condicionado dos aviões?

O processo de climatização nas aeronaves não é tão simples como o sistema residencial, pois conta com diversas peculiaridades. Nesta postagem você encontrará:

– Ar que vem do motor;
– Hora de refrigerar o ar (Ciclo de Ar – Ciclo de Vapor a Fluido Refrigerante);
– Fluxo de ar em um Boeing;
– Sistema controlado pela cabine;
– Como o ar chega à cabine;
– Tipos de ar-condicionado e os fluídos refrigerantes;
– Fiscalização da ANAC;
– AC tem feito parte da economia de empresas nacionais.

Ar que vem do motor
O ar que respiramos dentro de aviões vem do motor. Claro, o ar é tratado, passando por dutos e outras condições. Ele encontra-se há uma pressão altíssima, com temperatura superior a 100ºC, por isso a necessidade de um cuidado especial.

Conforme a Boeing, empresa norte-americana líder mundial na fabricação de aviões comerciais, em suas aeronaves fabricadas nos últimos anos, o ar da cabine é uma mistura de cerca de 50% do ar que vem de fora e 50% filtrado/ar reciclado do motor. “Entre os benefícios deste projeto está uma exposição menor à camada de ozônio e redução do consumo de combustível e às emissões dos motores associados”, diz a companhia. A multinacional norte-americana ainda conclui, dizendo que “o ar ambiente fora do avião em níveis de altitude é muito limpo, frio (abaixo de -37º) e de baixa pressão parcial de oxigênio. Consequentemente, o ar deve ser comprimido a uma densidade que é saudável para os passageiros e tripulantes”.

Hora de refrigerar o ar
Existem dois tipos, mais usados, de sistemas para refrigerar o ar. O “Ciclo de Ar” e o “Ciclo de Vapor a Fluido Refrigerante”.

O Ciclo de Ar parte de uma turbina de expansão (turbina de resfriamento), um ou mais trocadores de calor ar-para-ar e válvulas que controlam o fluxo de ar através do sistema. A turbina de expansão conta com um compressor. O ar sob alta pressão do compressor da cabine é direcionado para a seção da turbina. À medida que o ar passa, ele gira a turbina e o compressor.

Quando o ar comprimido desenvolve o trabalho de girar a turbina, ele sofre uma queda de pressão e de temperatura. É essa queda pode ser reduzida para até 2ºC.

O ajuste final é feito com adição de um pouco de ar quente, mantendo a temperatura dentro da aeronave entre 18ºC e 30ºC.

Os sistemas de resfriamento por Ciclo de Vapor a Fluido Refrigerante têm uma capacidade maior que um sistema de Ciclo de Ar, citado anteriormente. Para aeronave é basicamente similar, em princípio, a um refrigerador ou condicionador de ar residencial/comercial. Ele faz uso do fato científico de que um líquido pode ser vaporizado a qualquer temperatura, com a mudança da pressão atuando sobre ele. O sistema é composto por compressor, condensador, reservatório, evaporador, filtro secativo, linhas para o fluído refrigerante circular e dutos de ar para alimentar as unidades.

Fluxo de ar em um Boeing
De acordo com a Boeing, “dentro da cabine o ar flui em padrões circulares e sai por grades localizadas no chão dos dois lados da cabine e, em aviões com circulação suspensa (dutos aéreos), o ar sai pela parte de cima. Então ele vai para a seção inferior da fuselagem, em baixo do piso da cabine. O fluxo de ar é contínuo e usado para manter uma temperatura, pressurização e qualidade geral do ar confortáveis na cabine.”

O sistema também tem seu filtro e o usado pela Boeing é o HEPA. “Os filtros HEPA são muito eficazes para capturar partículas microscópicas, como bactérias e vírus e podem fornecer ar essencialmente livre de partículas no sistema de recirculação”, diz a empresa.

Sistema controlado pela cabine

O controle do ar-condicionado parte dos comandos ordenados pelo piloto, a partir do painel da aeronave. Esse sistema é o responsável por controlar as válvulas e, através delas, regular a temperatura desejada. Ele é composto por sensores, cabos elétricos e acionadores das válvulas que fazem parte do sistema de condicionamento.

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Como o ar chega à cabine?
Na parte superior da cabine de passageiros ficam localizados os tubos. É por eles que o ar condicionado é lançado e o recolhimento ocorre na parte de baixo, junto aos pés dos passageiros. O próximo passo é filtrar metade desse ar recolhido, misturar com ar fresco e lançar novamente dentro da cabine o que auxilia na economia de combustível, já que o ar para o sistema de AC é “roubado” dos motores. O mesmo processo ocorre para as demais áreas da aeronave, como banheiros, as cabines do comandando e da tripulação e o local onde ficam as bagagens.

Tipos de ar-condicionado e os fluídos refrigerantes
Separamos alguns modelos de aparelhos usados nas aeronaves:

ACU-808 – As unidades de ar condicionado ACU-808 oferecem o conforto dos passageiros para aeronaves grandes. Estas unidades estão equipadas com uma descarga de ar condensador vertical para atenuação do som e rejeição de calor consistente em todas as condições. Usando R-134a, o ACU-808 é ambientalmente correto, não causando danos ao ozônio atmosférico.

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ACU-804 – A Série 804 é uma linha totalmente portátil de ar condicionado, adequado para aeronaves conexão única em todo o mundo. A ACU-804 tem capacidade suficiente para alcançar e manter a temperatura da cabine confortável em qualquer aeronave, em qualquer clima. O design simples, mas robusto, consiste de um motor diesel que atua diretamente para o compressor de refrigeração e ventilador. Além disso, um ventilador do condensador acionado hidraulicamente o esgotamento de calor. Pelo fato de ser portátil, pode ser transportado temporariamente por aeronaves que não possuem o sistema de ar-condicionado de fábrica.

ACU-401 – A ACU-401 é uma unidade de ar-condicionado projetado para a Força Aérea para satisfazer as exigências de muitos aviões de combate militar, tais como F-15, F-16, F-18 e F -35, bem como outras aplicações que necessitem de ar pré-condicionado. O equipamento de 33 toneladas ACU-401 pode ser alimentado por pelo seu próprio gerador de motor diesel ou pode ser ligado na rede elétrica para a operação.

ACU-302 – Unidades de ar ACU-302 compreendem uma linha de ar condicionado e aquecimento elétricos diesel-elétricos de utilidade projetada para atender tanto aviões de transporte regional até aeronaves de nível mundial. Essas unidades empregam o gás refrigerante R-134a. Construído com baixa manutenção e peças disponíveis comercialmente, os modelos ACU-302 prometem uma longa vida útil.

ACU-802 – O modelo ACU-802 é ambientalmente responsável, pois não causa danos à camada de ozônio. As unidades empregam um sistema de refrigeração tipo ar-ar, e para os operadores que necessitam de calor, pode ser fornecido com um ciclo reverso, sistema opcional “bomba de calor“. As projeções são feitas para utilizar o calor do líquido de arrefecimento do motor para aumentar a temperatura de ciclo reverso.

Fluido refrigerante R-134a – Também conhecido como tetrafluoroetano, o R-134a é o gás mais utilizado em nossos exemplos acima e vem sendo usado para substituir o Freon. Hoje, ele também compõe o sistema de alguns refrigeradores, condicionadores de ar de automóveis, entre outros sistemas de refrigeração. O R-134ª é um refrigerante menos prejudicial ao meio-ambiente, causando menos degradação à camada de ozônio.

Fluído Freon – O Freon tem como base os clorofluorcarbonos, os famosos CFCs, que já citamos no blog. Antigamente, na época do Electra (modelo de aeronave lançado em 1954 pela American Airlines e utilizado no Brasil a partir de 1962 pela Varig), era comum o uso de Freon em sistemas de Ciclo de Vapor que a Fluido Refrigerante, que é extremamente eficiente, mas pelo fato de agredir o meio ambiente vem sendo eliminado gradativamente do mercado.

Fiscalização da ANAC
Entramos em contato com a Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC) quanto à fiscalização e fomos informados que “a ANAC fiscaliza a instalação do aparelho em aviões (segurança das fixações, local apropriado, resistência ao fogo, peso, balanceamento, etc.), mas não entra em detalhes da certificação do equipamento em si”.

AC tem feito parte da economia de empresas nacionais
As empresas de aviação brasileiras passaram nos últimos meses a economizar em seus serviços. Para quem pensa que a crise afeta apenas os lanches, que andam bem menos generosos e alguns passaram até a serem cobrados, errou. A economia chegou ao ar-condicionado.

A TAM, por exemplo, passou a desligar os aparelhos da cabine dos passageiros quando o avião está em solo durante as escalas. A Azul, por sua vez, também passou a desligar o ar-condicionado quando o avião está no gate e com a porta aberta para a ventilação.

Conforme Eduardo Sanovicz, presidente da Associação Brasileira de Empresas Aéreas (Abear), “as empresas aéreas estão cortando despesas para o equilíbrio financeiro. As altas do dólar e do valor de combustível, aliado à incidência de impostos, são os principais vilões”.

As empresas procuram formas de economia através do sistema de climatização das aeronaves no momento em que não estão no ar, mas os passageiros continuam usufruindo o conforto do ar-condicionado quando o avião está em rota. Além disso, as indústrias de aeronaves parecem atentas ao meio ambiente, utilizando fluidos ecologicamente corretos nos sistemas de climatização.

Fonte:  http://www.webarcondicionado.com.br/como-funciona-o-ar-condicionado-em-avioes