Hum, vou tentar explicar da maneira mais fácil possível, de forma genérica, como funciona um sistema de “ciclo de ar”. Usarei um diagrama de Boeing 777, mas é bem semelhante ao do 767/757/747. O usado no 737 também é parecido mas há diferenças sutis, os Airbuses também.
Hoje em dia não se usa mais gás refrigerante (Freon), como o que era usado na época do ELectra. Apesar de ser um sistema extremamente eficiente, o fato de agredir o meio ambiente acabou cedendo lugar aos sistemas de ciclo de ar.Então vamos tentar entender como funciona um sistema de ar condicionado, chamado comumente de “Packs”.
Conforme o avião voa, temos constantemente ar passando neste duto.. e é um ar bem gelado! Antes de continuar, você deve estar com uma dúvida já: mas quando o avião não esta voando, também temos ar condicionado dentro! É verdade, e para que isso aconteça, olhe no diagrama a direita do número 2 tem um “ventilador”(F)… então, quando o avião não está voando, esse ventilador “puxa” o ar para entrar lá no 1 e sair no 2, então na prática é como se o avião estivesse voando.
Este ar que passa neste duto serve apenas para refrigerar um ar bastante quente que é “sangrado” do motor. Sim senhores, o ar que respiramos dentro do avião vem de dentro do motor!Continuando, este ar quente entra ali no número 3 e passa no trocador de calor primário (PRI HX). Apesar do nome bonito, é um negócio parecido com radiador de carro. Quando o ar do “3″ passa ali, ele perde muito calor e fica mais fresco, e segue seu caminho até dar de cara com o compressor da ACM (Air Cycle Machine – Máquina de Ciclo de Ar – letra C). Este ar passa ali e faz o compressor girar (vejam que o eixo desta turbina é o mesmo eixo do ventilador.. se a turbina gira, o ventilador gira e puxa ar frio através dos trocadores de calor).
Quando o ar passou pela turbina, ele gerou energia e consequentemente se aqueceu, então ele segue por dentro do duto para passar dentro do SEC HX (trocador de calor secundário). Como esse trocador está bem na frente do fluxo de ar frio, o ar dentro do tubo fica de novo fresco e segue o caminho até o “4″, que é a entrada do “Reheater”(reaquecedor). Ele passa pelo reheater e vai para o condensador, onde sofre uma queda brusca de temperatura… tão brusca que o ar fica cheio de umidade (afinal é um condensador certo?).
O ar continua seu caminho e vai de encontro ao número 6, que é um coletor de água. O que esse bicho faz é remover toda a água do ar através de centrifugação (o ar fica tão seco que o seu nariz reclama lá na cabine, além de dar dor de cabeça).
Bem, este ar está bem fresco e no caminho dele tem uma turbina (T1) para girar. Ar fresco não tem energia, então antes de chegar na turbina ele passa no reheater de novo, onde ele recebe um pouco do calor do ar que está entrando pelo 4 e dá um pouco de frio pro ar que vai entrar no condensador (genial não é?).
Beleza, o ar segue agora mais morno e gira a turbina T1. Nesta turbina é onde toda a mágica do condicionamento de ar é feita. Essa turbina expande o ar de tal maneira que ele fica abaixo de zero (-20 até) e aí sai geladão e adivinha onde tem que entrar? No condensador!!! Agora já dá pra entender como o ar que sai no 5 condensa super rápido? Por que tem ar super gelado que saiu da turbina trocando calor! E mais uma mágica acontece, porque esse ar que estava a -20 precisa chegar na turbina T2, mas lembram que eu falei que ar gelado não tem energia?
Então, ao passar pelo condensador duas coisas são feitas: ele gela o ar que veio do reheater pelo 4 e se aquece um pouquinho para seguir o caminho com mais energia até a turbina T2. É ou não é genial de novo!??!?!?!
Agora o ar está seguindo meio morno e ao chegar na turbina T2 toma outra expandida e cai pra baixo de zero novamente (como a água já foi removida lá atrás, não há perigo de formar gelo).
Pronto, o ar super gelado segue o caminho até o “Mix Manifold”, onde vai ser misturado com ar filtrado e recirculado que vem da cabine e seguirá seu destino até entrar na cabine, geladinho :)
Espero que tenha dado pra ter uma noção mais ou menos de como funciona um sistema de ar condicionado em aviões modernos.
Só por curiosidade, a ACM (turbinas e compressores) gira a mais de 60.000 vezes por minuto. Isto é tão rápido que o eixo não possui rolamentos físicos, ele fica suspenso num colchão de ar para reduzir o atrito ao mínimo.
Uma outra curiosidade é que o Boeing 787 não vai ter ar sangrado do motor, vai ter um compressor separado de ar (de funcionamento elétrico), mas apesar disso o sistema de packs deve ser bem semelhante.
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