Os motores a jato usados na aviação comercial atingem temperaturas superiores ao ponto de fusão do metal que os compõe, mas continuam funcionando por milhares de horas graças a materiais avançados e sistemas de resfriamento sofisticados.
Ventilador gigante e ciclo Brayton
O tipo de propulsor mais comum em aviões de passageiros é o turbofan. Ele começa com um ventilador frontal que aspira toneladas de ar por segundo. Cerca de 10% desse volume segue para o núcleo do motor, onde o ar é comprimido em várias etapas até alcançar dezenas de vezes a pressão atmosférica e, sozinho, chegar a aproximadamente 600 °C. Em seguida, combustível é injetado, ocorre a combustão e os gases quentes giram as turbinas, seguindo o ciclo de Brayton (compressão, combustão e expansão).
Nos jatos comerciais, mais de 80% do empuxo vem do ar frio que contorna o núcleo, empurrado para trás pelo ventilador. A estratégia de mover muito ar a velocidade moderada aumenta a eficiência energética e reduz o ruído, motivo pelo qual os diâmetros dos motores cresceram ao longo das décadas.
Materiais que suportam calor extremo
Para converter calor em trabalho útil, projetistas exploram o contraste entre os gases internos superaquecidos e o ar externo, que na altitude de cruzeiro pode chegar a −55 °C. Quanto maior a temperatura dentro da câmara de combustão, maior a eficiência; porém, o ambiente se torna mais severo para as pás da turbina.
A solução é o uso de superligas de níquel que misturam cobalto, cromo, alumínio, tântalo, molibdênio e rênio. Esses materiais mantêm resistência mecânica e térmica em condições extremas e resistem à fluência — deformação gradual provocada por calor e tensão.
Fundição precisa e camadas protetoras
As pás de turbina são produzidas por fundição em cera perdida, processo que cria canais internos de refrigeração. Depois de solidificadas, recebem múltiplas proteções:
• Revestimento metálico de ligação: protege contra oxidação e corrosão.
• Camada cerâmica: funciona como barreira térmica, reduzindo a temperatura percebida pelo metal.
• Canais de refrigeração: permitem a passagem de ar frio do compressor pelo interior da pá.
• Controle rigoroso de defeitos: evita trincas que poderiam comprometer a peça.
Imagem: esse motivo
Filme de ar contra o derretimento
Mesmo com superligas e revestimentos, o resfriamento ativo é decisivo. Parte do ar já comprimido — próximo de 600 °C — é desviado para circular pelos canais internos das pás e escapa por microperfurações, criando um “filme” que isola a superfície da peça dos gases ainda mais quentes.
A quantidade de ar de resfriamento exige equilíbrio: excesso diminui a eficiência e falta coloca o motor em risco. Poeira, areia e partículas semelhantes a cinzas vulcânicas podem derreter, aderir às pás, entupir canais e danificar os revestimentos. Para mitigar esse problema, engenheiros testam novos materiais, geometrias de furos e ensaios com poeira controlada em bancadas de testes.
Graças a essa combinação de superligas, revestimentos cerâmicos e circuito interno de ar, os motores a jato permanecem íntegros mesmo operando em temperaturas que superam o ponto de fusão de seus componentes metálicos.
Com informações de Olhar Digital
