Pesquisadores estudam formas de reduzir o ruído de aviões

POR TOM CASSAUWERS

Em meados de dezembro de 2023, uma manifestação na Irlanda revelou a força da preocupação da população com o ruído causado por aviões comerciais. Os manifestantes se reuniram em frente aos escritórios do condado, onde a Autoridade Aeroportuária de Dublin (DAA) discutia uma expansão planejada da capacidade do aeroporto.

“Wrong way, DAA!”, gritavam as pessoas. [“Do jeito errado, DAA!” em português]

Ruído de aeronaves tem alto impacto social

Tais reações são comuns em toda a Europa, à medida que os aeroportos se esforçam para obter mais negócios e os residentes sob a rota dos voos buscam alívio do som dos aviões quando decolam e pousam. Em setembro, o aeroporto de Schiphol, na Holanda, limitou seus voos por causa de preocupações com o ruído, consternando as companhias aéreas, que tiveram prejuízos.

Essa tensão entre interesses comerciais e públicos tem levado pesquisadores a buscarem formas para os aviões voarem com mais tranquilidade. Com cerca de 30 mil voos por dia na Europa, prevenir problemas de saúde tem sido um dos principais motores para motivar pesquisas.

“Na decolagem em particular, mas também no pouso, as aeronaves fazem muito barulho”, diz Werner Haase, consultor aeronáutico alemão e especialista em aerodinâmica com doutorado pela Universidade Técnica de Berlim. “Se você está dormindo e um avião sobrevoa sua casa, isso é muito perturbador. O impacto social desse tipo de ruído é bastante alto.”

Embora os aviões individuais tenham se tornado cerca de 75% mais silenciosos nas últimas três décadas, e o transporte rodoviário cause significativamente mais ruído do que a aviação, o aumento do tráfego aéreo resultou em incômodos sonoros para um grande número de pessoas.

Na Europa, 22 milhões de pessoas têm “alto incômodo crônico” como resultado do ruído ambiental, incluindo de aviões, de acordo com a Comissão Europeia, que cita doenças relacionadas como doenças cardiovasculares, estresse e zumbido nos ouvidos.

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A instituição diz que 12 mil mortes prematuras são causadas todos os anos pela exposição de longo prazo ao ruído do ambiente e que 12.500 crianças em idade escolar enfrentam dificuldades de aprendizagem apenas devido ao ruído dos aviões.

A poluição sonora é a segunda maior causa ambiental de problemas de saúde depois da contaminação do ar, de acordo com a Organização Mundial da Saúde.

Por meio de um plano de ação de poluição zero, de 2021, a comissão pretende diminuir em 30% a parcela de pessoas com distúrbio crônico devido ao ruído dos transportes nesta década.

Projeto da União Europeia quer diminuir ruído de avião

Um projeto financiado pela União Europeia (UE) chamado Inventor pretende tornar os pousos, em particular, menos intrusivos para os habitantes que moram embaixo. O foco está no trem de pouso, nos flapes, na parte de trás das asas, e nos slats, nas frentes das asas.

Quando uma aeronave se aproxima de um aeroporto, o trem de pouso é abaixado e os flapes e slats são usados para aumentar a sustentação em baixa velocidade, de acordo com Eric Manoha, chefe da Unidade de Pesquisa Aeroacústica Computacional do Escritório Nacional de Estudos e Pesquisas Aeroespaciais (Onera).

“A aeronave segue uma descida suave ao longo de uma rota padronizada”, diz ele. “Isso significa que estão constantemente voando em baixa altitude sobre as casas do mesmo grupo de pessoas.”

Manoha lidera o Inventor, que começou em maio de 2020 e vai até outubro deste ano.

Reunindo os principais fabricantes europeus de aeronaves Airbus e Dassault e a fabricante de trens de pouso Safran Landing Systems, ele está se concentrando no ruído que emana dos flapes e slats das asas e do trem de pouso.

Embora os motores de avião sejam uma grande fonte de ruído na decolagem, tornar os flapes e os slats, bem como o trem de pouso, mais silenciosos pode produzir uma grande melhoria geral durante as aproximações e os pousos quando os motores são menos barulhentos.

“Cerca de 30% a 50% do ruído causado por uma aeronave nessas etapas do voo vem da fuselagem, não do motor”, fala Manoha.

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Mudança no design de aviões

A equipe do Inventor está testando – e planejando propor à indústria da aviação – uma série de mudanças de design para níveis mais baixos de decibéis.

Uma delas é colocar uma estrutura porosa passiva na frente do trem de pouso para que o fluxo de ar ao redor que interage com a estrutura seja alterado e o ruído seja abafado.

Outra é instalar um dispositivo ativo no trem de pouso que sopra o ar para fora. Isso criaria uma “cortina de ar” que, novamente, cortaria o ruído ao desviar o fluxo de ar.

O trem de pouso também deve ser estudado para tentar reduzir o ruído dos flapes das asas, que são estendidos durante o pouso e a decolagem para fornecer mais sustentação e arrasto.

“A esteira do trem de pouso impacta os flapes”, diz Manoha. “Isso causa barulho.”

A equipe do projeto está colocando um material poroso no flape para reduzir o ruído gerado pelo fluxo ao seu redor. Também está examinando opções para reduzir o ruído dos slats, com materiais porosos, e o ruído gerado por dispositivos mecânicos usados para acionar os slats. 

Próxima geração de aviões mais silenciosos

Aviões mais silenciosos surgirão principalmente dos efeitos cumulativos de tais melhorias de design e não de uma delas isoladamente.

Por exemplo, a última geração de aeronaves de corredor único gera cerca de 75 a 80 decibéis de ruído durante o pouso.

“Nosso objetivo é uma redução de 1 a 3 decibéis por elemento da fuselagem”, fala Manoha. “Cada passo em frente é progresso.”

De qualquer forma, os residentes perto dos aeroportos europeus precisarão ter paciência. Embora algumas tecnologias possam ser adaptadas em aeronaves existentes, um alívio significativo dos sons de tráfego aéreo pode vir apenas com a próxima geração de jatos de passageiros.

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Projeto prevê como será o ruído de um avião

Um outro projeto financiado pela UE que acaba de terminar – e que Haase liderou – adotou uma abordagem mais ampla para todo o desafio.

Chamado de Djinn, o projeto aprimorou os métodos de simulação usados pelos fabricantes de aeronaves para prever como será o barulho que seus aviões. Ele funcionou de junho de 2020 a novembro de 2023 e usou métodos numéricos avançados e computação de alto desempenho para prever fluxos de fluidos e melhorar o desempenho aerodinâmico e acústico das aeronaves.

Suas descobertas ajudarão os fabricantes de aviões a experimentar opções de design para reduzir o ruído.

“Esses métodos se tornaram mais precisos do que o que a indústria usa hoje para calcular o ruído”, diz Haase. “Isso é algo que a indústria está procurando porque eles querem melhorar seus projetos.”

Em contraste com o Inventor, o Djinn analisou o ruído gerado pelos motores e pela fuselagem e incluiu os fabricantes de motores de avião Rolls-Royce e Safran Aircraft Engines como participantes do projeto.

Um incentivo para o setor das companhias aéreas

Uma possível mudança de design que a equipe do Djinn examinou é uma forma irregular da saída do motor. Tampas de motor serrilhadas foram mostradas em certos testes para reduzir o ruído dos motores de aeronaves e já estão presentes em alguns modelos da Boeing.

Até agora, a Airbus optou por não usar as tampas serrilhadas do motor, citando a falta de ganhos no combate ao ruído.

Exitem outras opções para reduzir o ruído, incluindo o uso de retalhos porosos.

“Todos eles têm seus prós e contras”, diz Haase. “A questão de qual é a abordagem preferível permanece em aberto.”

De qualquer forma, embora as mudanças nos aviões em si possam não vir imediatamente, tanto Haase quanto Manoha estão otimistas sobre as perspectivas de redução do ruído das aeronaves, graças aos avanços nas pesquisas.

Nesse contexto, o as companhias aéreas tem um incentivo para acelerar a mudança, uma vez que os aeroportos na Europa modulam cada vez mais as taxas de aterrisagem e descolagem com base nos níveis de ruído dos aviões.

Essa prática reflete as crescentes preocupações ambientais e os clamores públicos como o da Irlanda no mês passado.

“O barulho das aeronaves está atrapalhando a vida de certas pessoas todos os dias”, fala Manoha. “A nova tecnologia pode nos ajudar a reduzir esse fardo.”

Esta notícia foi originalmente publicada na Horizon, a revista de pesquisa e inovação da União Europeia. Leia o original em inglês.