Carcaças de foguetes lado a lado (Foto: Ribamar Neto/UFC)
O Thunder foi o primeiro projeto desenvolvido pelo GDAE, com objetivo de fazer testes (Foto: Ribamar Neto/UFC)
Tecnologia

Grupo de extensão desenvolve minifoguetes no Ceará

Fortalecendo a ciência aeroespacial, estudantes e professor da UFC trabalham na criação de projetos e promovem divulgação científica em escolas

“Todo mundo conhece alguma criança que sonha em ser astronauta”, diz Gustavo Farias, estudante de Engenharia Mecânica e gerente de Aerodinâmica no Grupo de Desenvolvimento Aeroespacial (GDAE) da Universidade Federal do Ceará. Apesar de não levar pessoas para o espaço, a equipe trabalha no desenvolvimento e estudo de minifoguetes.

Desde 2016, o GDAE vem incentivando a ciência aeroespacial no Ceará, não só com a criação e lançamento de projetos, mas também com ações de extensão, principalmente a divulgação científica em escolas de ensino fundamental e médio. “Se você não vai entrar no foguete, você pode vir aqui e construir um”, convida Gustavo.

O papel do futuro engenheiro no grupo é garantir que os foguetes tenham a melhor sustentação de voo possível, definindo fatores como geometria e posicionamento de cada componente interno. Nos primeiros projetos desenvolvidos, o foguete era guiado apenas pelo vento, sendo necessário que ele tivesse um formato adequado à trajetória buscada, para que seu voo fosse o mais estável possível.

Foi o caso do minifoguete Thunder, cujos lançamentos tiveram o objetivo de fazer testes iniciais de sistemas de propulsão, recuperação e trajetória para subsidiar a produção de outro projeto mais avançado, batizado de Hermes. “A ideia era criar uma experiência de lançamento, de experimentação e de testes de motores”, explica o coordenador do GDAE, Prof. Claus Wehmann, do Departamento de Engenharia Mecânica.

A Fazenda Experimental Vale do Curu, em Pentecoste, foi escolhida como local de testes, onde o Thunder chegou a atingir 250 metros de altura (veja o vídeo do lançamento abaixo). A propulsão e a trajetória são fatores já bem definidos, mas o grupo precisa agora criar um sistema efetivo de recuperação do foguete após ele atingir a altura máxima (apogeu), com acionamento de paraquedas, além de um computador de bordo para controlar válvulas e ignição.

Para o novo foguete, o Hermes, os pesquisadores esperam atingir uma altura máxima estimada entre 3 e 5 quilômetros. O objetivo é que ele seja lançado no Centro de Lançamento da Barreira do Inferno, em Natal, e no VI Festival Brasileiro de Minifoguetes, que ocorrerá em Curitiba, em 2019. Atualmente, o projeto está na fase de aquisição de materiais para fabricação, que deve ser facilitada a partir de assinatura de convênio com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI).

A parceria será para que os alunos dos cursos técnicos do SENAI, a partir de conversa com os estudantes das engenharias da UFC, realizem a fabricação das peças. “Eles farão a fabricação de equipamentos que não podemos fazer aqui, porque nossa escala é pequena para um foguete como o Hermes”, explica o Prof. Claus, que, junto com o Prof. Marcos Paulo Nogueira (SENAI), idealizou o convênio. Além disso, o GDAE também está recebendo doações para viabilizar a execução do novo projeto.

PRODUÇÃO

Pela complexidade que possui um foguete, o grupo conta com representantes de diferentes especialidades das engenharias. “Precisamos de quem entenda de resistência mecânica (pela pressão sofrida pelos materiais no voo), saiba preparar propelentes, consiga criar um sistema de controle e assim por diante. Então interagimos com uma gama de competência que não encontramos em uma engenharia só”, explica o Prof. Claus.

Um motor mais simples, como o do Thunder, pode ter a propulsão desencadeada a partir da mistura de materiais em mesmo estado. Nesse caso, foi feita a queima de açúcar que, ao reagir com nitrato de potássio, gera um gás quente, expulso em alta velocidade, promovendo o empuxo. “A velocidade e a quantidade de massa que sai vai fazer com que haja uma força no sentido contrário”, esclarece.

Membros do GDAE reunidos em frente ao laboratório onde se reúnem O GDAE é formado por estudantes das engenharias da UFC. O Prof. Claus Wehmann, o primeiro à direita, é o coordenador do grupo (Foto: Ribamar Neto/UFC)

O GDAE é formado por estudantes das engenharias da UFC. O Prof. Claus Wehmann, o primeiro à direita, é o coordenador do grupo (Foto: Ribamar Neto/UFC)

Já para o Hermes, de motor mais complexo, a ideia é que ele seja o primeiro foguete híbrido já construído no Ceará. Isso significa que a propulsão seria feita a partir de dois materiais em estados físicos diferentes; nesse caso, a parafina e o óxido nitroso, que gerariam uma combustão mais eficiente do que a do Thunder e maior velocidade e altura.

Além disso, é preciso atentar para cada material estrutural usado. “O motor precisa suportar grandes temperaturas e pressões, então procuramos materiais com essa capacidade. A tubeira (por onde sai o gás quente) precisa ser de aço, mas o corpo do foguete, para diminuir o peso, podemos fazer de alumínio com proteção térmica. A escolha do material depende do que queremos que o foguete faça”, exemplifica o Prof. Claus.

EXTENSÃO

Para contribuir com a difusão da ciência aeroespacial, o GDAE também realiza ações de extensão, como divulgação científica em escolas e promoção de eventos. Em março deste ano, o grupo realizou a Jornada Cearense de Foguetes, evento vinculado à Mostra Brasileira de Foguetes. Foram dois dias de competição envolvendo escolas do Ceará, que montaram pequenos projetos feitos com garrafas PET.

Em agosto, o orientador do GDAE visitou o Campus da UFC em Quixadá para apresentar o grupo e seus projetos, bem como para discutir possíveis parcerias, como a proposta de um software a ser desenvolvido por alunos do campus com o objetivo de realizar cálculos das trajetórias de foguetes.

SAIBA MAIS

Veja o site do GDAE para mais informações

Acesse também o link para contribuir com a produção do Hermes

Fonte: Prof. Claus Wehmann, do GDAE – e-mail: claus.wehmann@ufc.br