A NASA está aproveitando sua experiência e aprimorando suas instalações de testes para ajudar a enfrentar um risco raro, mas persistente, da aviação: o congelamento que ocorre quando aeronaves encontram, nas nuvens, gotículas de água excepcionalmente grandes e muito frias.
O problema, conhecido como “congelamento por gotículas grandes super-resfriadas”, ocorre quando aeronaves atravessam nuvens que contêm gotas de água excepcionalmente grandes, muito frias, mas que permanecem líquidas. Quando um avião passa por essas gotas, elas podem congelar rapidamente sobre superfícies que não são protegidas contra o acúmulo de gelo.
Com uma série de testes no Icing Research Tunnel, no Glenn Research Center, em Cleveland, pesquisadores da NASA estão ajudando a indústria norte-americana a compreender melhor o fenômeno.
Água super-resfriada é comum nas nuvens: as gotículas podem atingir temperaturas abaixo de 32 graus Fahrenheit sem congelar, a menos que encontrem poeira ou outras partículas minúsculas ao redor das quais possam se cristalizar. As aeronaves são projetadas para enfrentar condições típicas de formação de gelo, nas quais as gotículas variam de 2 a 100 micrômetros de diâmetro (para comparação, um fio de cabelo humano tem cerca de 70 micrômetros de espessura). Mas, em casos mais raros, as nuvens podem conter gotas grandes super-resfriadas de até 2.000 micrômetros de diâmetro (se você já foi pego por uma chuva congelante, encontrou essas gotículas no nível do solo). Essas gotas muito maiores podem atingir ou respingar na parte traseira de uma aeronave, inclusive em áreas localizadas atrás dos sistemas convencionais de proteção contra gelo.
A indústria da aviação depende de ferramentas de engenharia para ajudar a projetar suas aeronaves. As ferramentas atuais funcionam bem para nuvens típicas, mas os engenheiros têm dúvidas sobre até que ponto elas levam em conta a física das gotas grandes super-resfriadas. Para ajudar a responder a essas questões, a NASA está trabalhando para aprimorar os equipamentos usados na geração e medição de nuvens experimentais para testes no Icing Research Tunnel.
Pesquisadores da NASA realizaram experimentos com sondas totalmente novas, que ajudam a calibrar o tamanho das gotas nas nuvens produzidas pelo túnel. As sondas conseguem “enxergar” gotas maiores que 45 micrômetros e analisar seu tamanho em tempo real. A NASA comparará esses resultados com os obtidos por uma técnica trabalhosa de pós-processamento de dados de imagens das gotículas no túnel. Os resultados serão combinados com os de uma sonda diferente, que mede gotículas menores que 45 micrômetros. Assim, será conhecido o espectro completo do tamanho das gotículas.
A campanha de testes representa um marco importante para o projeto Subsonic Flight Demonstrator, parte da Research and Technology Mission Directorate da NASA. A análise detalhada dos dados coletados continua, e a equipe do projeto da NASA compartilhará os resultados com a comunidade aeroespacial mais ampla quando o trabalho for concluído.