Aguenta muita pressão: como o pneu de avião suporta toneladas e muito calor

Você já parou para pensar que, além de asa, motor e trem de pouso, um avião comercial precisa ter um pneu especial para dar conta das toneladas de uma aeronave, mais o combustível e as várias pessoinhas --e suas bagagens --que viajam pelos céus de todo mundo?

De pronto você pode até imaginar que o acessório é só uma versão maior do modelo usado pelos carros que circulam pela cidade, mas existem diferenças necessárias para que os aviões decolem e aterrissem com segurança.

O pneu do avião tem borracha como o de veículos terrestres, mas outros elementos fazem dele um objeto completamente diferente. Predomina a borracha natural, moldada em várias camadas e direções diferentes com calor e pressão, mas há ainda polímeros e arames de aço para reforçar a estrutura. Segundo a Goodyear Aviation, divisão voltada à aviação da famosa empresa de pneus, há ainda tecido de nylon na carcaça.

Embora mais complexo, o pneu do avião também tem ranhuras mais simples, cujo objetivo é manter a aeronave em linha reta no pouso, ajudar na frenagem e evitar aquaplanagem. O desenho da banda de rodagem é diferente, com sulcos longitudinais privilegiando o escoamento da água e a dirigibilidade da aeronave em solo.

O número de camadas de borracha é maior que o de um pneu de carro e varia de avião para avião, dependendo da capacidade de carga e da velocidade.

Também não adianta pegar uma bomba de posto de gasolina para encher a câmara do pneu de uma aeronave. Ela é inflada por nitrogênio, gás escolhido por dois motivos, como explica Joseph Youssif Saab Jr., coordenador do curso de engenharia mecânica do Instituto Mauá de Tecnologia:

Evitar que o oxigênio contido no ar combine com gases liberados da carcaça do pneu em elevada temperatura, causando explosão; e para evitar a expansão do vapor d'água dentro do pneu com o aumento de temperatura, causando excesso de pressão

A durabilidade do pneu de um avião é calculada com parâmetros completamente diferentes dos de um carro ou caminhão. Em vez de quilometragem, o que é considerado para saber se o pneu está gasto é o número de ciclos. O que isso significa? O número de vezes que a aeronave pousou, que normalmente se restringe a algumas centenas. Segundo Saab Jr., cerca de 300 aterrissagens são suficientes para a troca.

Para os aviões comerciais, a compra de novas unidades de pneus custa entre US$ 2 mil e US$ 5 mil.

O que ele precisa aguentar?

Quando você vai no posto de gasolina para calibrar o pneu do carro, a recomendação é colocar cerca 30 PSI --sigla em inglês para a unidade de pressão "libra-força por polegada quadrada". Para um avião, o número recomendado varia de 200 a 220 PSI, mas essa pressão interna pode aumentar significativamente durante o pouso.

Com todo o calor gerado pelos freios, mais o impacto do contato com o solo, a pressão interna pode subir até 800 PSI, o que acaba reduzido por fusíveis que impedem explosões.

Para se ter uma ideia da variação sentida pelos pneus, a temperatura deles na rampa do aeroporto fica na casa de 40 ou 50 ºC, mas sobe para a casa de 920 ºC quando a pressão atinge 800 PSI, limite estrutural do objeto.

O jeito de não chegar a toda essa pressão é distribuir o impacto e a frenagem em diversos trens de pouso. Os aviões comerciais mais comuns, Airbus A320 e o Boeing 737, têm quatro pneus principais para distribuir um máximo de cerca de 66 toneladas no momento do pouso, enquanto o gigante A380 precisa de 20 pneus principais para suportar um máximo de 386 toneladas na aterrissagem. Todos os modelos citados têm mais uma dupla de pneus na parte da frente.

"Cada aeronave é certificada para um peso máximo de decolagem e outro de pouso. Vários aviões, ao se depararem com uma pane após a decolagem, precisam se livrar de combustível antes de pousar, pois decolam com combustível para alcançar o destino e mais sobras técnicas, não podendo pousar com o mesmo da decolagem, já que a aterrissagem solicita muito mais os pneus", explica Saab Jr.

Enquanto um pneu automotivo de 27" de diâmetro externo, aro 15", aguenta uma velocidade média de 160 km/h, inflado com 30 PSI de ar comprimido, o de aviação, com as mesmas dimensões, suporta velocidade média de 350 km/h ao ser inflado com 200 PSI de nitrogênio.

De acordo com a Goodyear, os pneus devem suportar carga e velocidade. "Se você tomar como exemplo um pneu de um caminhão fora de estrada em uma mineradora, ele estará suportando altíssimas cargas, porém a baixa velocidade, enquanto no outro extremo, um carro de corrida estará a altíssimas velocidades, porém suportando pouco peso sobre cada um dos pneus. O pneu para aviação trabalha sob condições severas de operação pois deve suportar os dois fatores, em alta intensidade e ao mesmo tempo, peso e velocidade. Um Boeing 747, por exemplo, tem capacidade para carregar 380 toneladas para serem divididas em 18 pneus, durante um pouso ou decolagem, e com velocidade próxima a 400 km/h."

Precaução contra explosões

Mesmo com toda a composição especial, a calibragem com nitrogênio e a distribuição do peso em vários pneus, ainda há o risco deles explodirem com toda a pressão que é aplicada, especialmente nos pousos. Para evitar isso, há recursos para que a pressão seja regulada e nenhum desastre aconteça.

"No caso de pouso duro da aeronave com aumento repentino de pressão, um fusível estrutural pode ser acionado muito abaixo dessa pressão, comandando um esvaziamento controlado do conjunto, o que evita que uma eventual explosão do pneu danifique a asa, trem de pouso, motor e estruturas subjacentes", diz Saab Jr.

Ainda assim, explosões são comuns em situações como pousos duros e até moderados, quando os pneus tiverem defeitos ou danos prévios causados por objetos como parafusos ou metais. Pousos irregulares também podem causar sobrecarga dos pneus e causar uma explosão neles.