Pesquisa espacial brasileira é premiada na China

Danilo Almeida Machado é mestre em Ciências e Tecnologias Espaciais pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e, com bolsa de Demanda Social da CAPES, faz doutorado em Engenharia e Tecnologia Espacial no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe). Com 12 anos de experiência na área espacial, atuou por oito no desenvolvimento de veículos hipersônicos no Instituto de Estudos Avançados e nos últimos quatro anos desenvolve injetores de motores-foguete. Sua pesquisa conquistou um importante prêmio durante congresso realizado na China, em 2022.

Fale sobre o seu projeto de pesquisa.
O sistema de combustão de um foguete é o responsável por fornecer energia para que o foguete ganhe movimento e possa atingir um determinado alvo ou alcançar certa altitude. O coração do motor-foguete são os seus injetores, elementos responsáveis por atomizar os propelentes, ou seja, transformar o líquido em pequenas gotas, com tamanho de poucos mícrons, promovendo uma mistura altamente eficiente entre combustível e oxidante, que fornece o desempenho otimizado para o foguete.

O projeto de um foguete não é uma tarefa simples. Mesmo utilizando a matemática mais sofisticada e os computadores mais potentes, a previsão do comportamento de um sistema de combustão não é completa. Devido à incapacidade de prever de forma teórica o comportamento do sistema de combustão, existe a necessidade de se obter medidas experimentais de cada peça que compõe o motor foguete.

O projeto em que atuo é na elaboração de técnicas ópticas conhecidas como shadowgraphy e schlieren . Esses sistemas são capazes de fornecer medidas do comportamento do injetor de um foguete com grande resolução e precisão. O projeto é coordenado pelo Prof. Fernando de Souza Costa, pesquisador-titular do Inpe e executado no Laboratório de Combustão e Propulsão (LCP) do Inpe de Cachoeira Paulista.

Quais são as parcerias, conquistas e expectativas do projeto?
Para a parte teórica e experimental das técnicas de diagnóstico óptico foram realizadas parcerias com pesquisadores de universidades brasileiras e estrangeiras. Esse sistema, construído e montado no laboratório, coloca o LCP/Inpe no estado da arte na capacidade de diagnóstico de injetores de combustível. Nós já publicamos dois artigos em revistas científicas e congressos nacionais e internacionais, frutos do sistema produzido na minha tese de doutorado: Velocimetria por Imagens Schlieren em Spray de Injetores Centrífugos e Visualização de Escoamentos pelos Métodos Ópticos Shadowgraph e Schlieren .

As medidas ópticas, com o mais rigoroso padrão de resolução e precisão do spray produzido pelos injetores, fornecem uma peça fundamental para o entendimento do sistema de combustão do foguete. A expectativa é de que os injetores caracterizados no laboratório possam ser utilizados, em futuro próximo, em motores-foguetes bipropelentes – que usam combustível e oxidantes líquidos –e que possam colocar satélites em órbita.

Como o seu trabalho pode influir vida das pessoas?
Inicialmente, o sistema óptico está sendo empregado na caracterização de injetores de motores-foguete. Normalmente, em um processo de combustão de hidrocarbonetos, são geradas energia, água e os famosos e maléficos gases de efeito estufa. A tecnologia desenvolvida nesse projeto pode ser facilmente utilizada em qualquer outro sistema de combustão com aplicações direta na indústria.

O projeto de sistemas de combustão altamente eficientes para carros e indústria permite a redução de emissão desses gases e diminui o uso do combustível, contribuindo diretamente para a redução das mudanças climáticas que afligem nosso planeta.

Fale sobre o prêmio que seu projeto recebeu.
O estudo “Diagnóstico óptico schlieren e shadowgraphy aplicados nos sprays de injetores centrífugos”, orientado pelos professores Fernando de Souza Costa e Fábio Antonio da Silva Mota, recebeu o Grande Prêmio de melhor trabalho apresentado no “Simpósio Internacional da Rota da Seda sobre a Cooperação e Integração da Indústria, Educação, Pesquisa e Aplicação de Energia e Produtos Químicos”, na China .

O evento é um fórum para pesquisadores, engenheiros e estudantes chineses e de outros países compartilharem ideias inovadoras nas áreas de energia e de engenharia química, para um futuro sem carbono fóssil. O objetivo desse evento anual é promover o intercâmbio de informações científicas e tecnológicas entre os participantes de todo o mundo. O evento foi realizado em outubro e novembro de 2022, no campus iHarbour da Universidade Xi'an Jiaotong (China), e virtualmente pela plataforma VooV Meeting .

Qual a importância da CAPES para o seu projeto?
Sou bolsista do Programa Demanda Social da CAPES. Esse benefício está sendo fundamental para que eu possa me dedicar exclusivamente ao meu doutorado. Além da bolsa, a CAPES pagou taxas de publicações de artigos em revistas internacionais. Nasci no interior de Minas Gerais, na cidade de Cássia, sou filho de um pedreiro e uma faxineira e sonhava em ser cientista. Hoje no final do meu doutorado, percebo que todo o esforço e estudo durante esses anos valeram a pena.

Legen da da s imagens:
Imagem 1: Sistema de diagnóstico de combustão (Foto: Arquivo pessoal)
Imagem 2: Danilo Almeida Machado faz doutorado em Engenharia e Tecnologia Espacial no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - Inpe (Foto: Arquivo pessoal)

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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