Gelo no Carburador
O gelo no carburador é um problema potencialmente perigoso em aeronaves equipadas com motores de combustão interna. O fenômeno ocorre devido à combinação de três fatores principais: temperatura do ar, umidade relativa e o design do carburador. Abaixo, detalha-se o mecanismo envolvido e suas implicações:
Formação do Gelo
- Funcionamento do Carburador: O carburador mistura o ar com o combustível, formando uma mistura que será queimada no motor. Esse processo ocorre no interior do Venturi, uma passagem estreita e cônica.
- Fenômenos Físicos:
- À medida que o ar passa pelo Venturi, ele acelera, causando uma redução de pressão e temperatura.
- O combustível é injetado nesse fluxo de ar, evaporando rapidamente e promovendo uma queda adicional de temperatura.
- Condensação e Congelamento: Se a temperatura cai a níveis próximos ou abaixo do ponto de congelamento e a umidade relativa for alta, a água no ar condensa e pode congelar, formando gelo no interior do carburador.
Impactos no Motor
- O gelo pode obstruir a passagem de ar e combustível, causando uma mistura desbalanceada.
- O resultado é perda de potência, funcionamento irregular do motor ou até mesmo uma parada completa.
Reconhecimento e Mitigação
- Sintomas:
- Perda de potência.
- Alterações na rotação do motor.
- Resposta lenta ao ajuste dos controles do motor.
- Prevenção e Ação Corretiva:
- Uso do aquecedor do carburador: Ele aquece o ar de admissão, prevenindo a formação de gelo.
- Monitorar constantemente as condições de operação (temperatura e umidade).
- Realizar verificações regulares do sistema de alimentação.
A formação de gelo no carburador é intensificada por dois fenômenos simultâneos: a vaporização do combustível e a redução de pressão induzida pelo Venturi. Esses efeitos provocam um resfriamento significativo no interior do carburador, que pode alcançar até 20ºC abaixo da temperatura ambiente.
Condições para Formação de Gelo
- Queda de Temperatura: A redução térmica pode levar o ar dentro do carburador a temperaturas inferiores ao ponto de congelamento, mesmo em condições de clima moderado.
- Presença de Umidade: Se o ar contiver umidade suficiente, a queda de temperatura faz com que o vapor d’água condense nas superfícies internas do carburador e congele.
Consequências do Acúmulo de Gelo
- Obstrução do Fluxo: O gelo acumulado nas paredes internas diminui a passagem da mistura ar-combustível, essencial para a combustão no motor.
- Perda Progressiva de Potência: À medida que o gelo se acumula, o motor sofre redução de potência devido à diminuição do fornecimento de combustível e ar.
- Risco de Parada Total: Se não for corrigida, a obstrução pode levar à completa perda de potência do motor, colocando a aeronave em uma situação crítica.
Prevenção e Soluções
- Uso de Aquecimento do Carburador:
- Dispositivos de aquecimento aquecem o ar de admissão, prevenindo o congelamento.
- Esse sistema deve ser ativado ao detectar os primeiros sinais de formação de gelo, como perda de potência ou instabilidade no motor.
- Monitoramento Ativo:
- Pilotos devem estar atentos às condições climáticas que favorecem o gelo no carburador (alta umidade e temperaturas entre -10ºC e 20ºC).
- Manutenção Preventiva:
- Inspeções regulares do carburador para garantir o funcionamento adequado e a ausência de vazamentos ou falhas.
Zona de Perigo e Condições para Gelo no Carburador
Zona de Perigo
O gelo no carburador pode se formar em uma ampla faixa de temperaturas e níveis de umidade. Contrariando a ideia comum de que o fenômeno ocorre apenas em condições extremamente frias, ele pode surgir em temperaturas externas de até 38ºC com 50% de umidade relativa. O risco persiste mesmo abaixo de 25% de umidade e em temperaturas bem abaixo do ponto de congelamento.
Condições Favoráveis
- Temperatura e Umidade: O gelo é mais provável entre 10ºC e 16ºC com umidade relativa acima de 60%.
- Fase de Voo: Operações de potência reduzida, como descidas, aumentam o risco devido à diminuição do fluxo de ar e da dissipação de calor natural do motor.
- Variações por Aeronave: Diferentes projetos de carenagem, fluxo de ar e aquecimento do motor influenciam a formação de gelo. Pequenos monomotores como os Cessna recomendam o uso do ar quente ao reduzir potência, enquanto aeronaves Piper podem não ter tal orientação.
Sintomas de Gelo no Carburador
- Redução de Potência: Inicialmente, uma leve queda na rotação em hélices de passo fixo, enquanto em hélices de velocidade constante, é detectada pela queda da pressão no manifold.
- Motor Irregular: O motor pode apresentar funcionamento áspero e engasgando, progredindo para falhas graves.
- Parada do Motor: Se o gelo não for tratado, a obstrução pode levar ao apagamento completo do motor.
Soluções e Prevenção
- Uso do Ar Quente no Carburador:
- Quando ativado, redireciona ar aquecido pelos gases de escape para o carburador, derretendo o gelo acumulado.
- O derretimento adiciona água líquida à mistura, causando um funcionamento irregular temporário, que deve ser tolerado até a completa eliminação do gelo.
- Monitoramento Constante:
- Observação atenta dos instrumentos (tacômetro ou pressão do manifold).
- Instalação de indicador de temperatura no carburador pode ajudar a prever condições de formação de gelo.
- Ação Imediata:
- Aplique o ar quente ao menor sinal de formação de gelo, preferindo agir precocemente a arriscar uma intervenção tardia.
- Manual da Aeronave:
- Consulte as orientações específicas para o modelo de aeronave que opera, garantindo o uso correto do ar quente.
Prevenção do Gelo no Carburador
Procedimentos Antes da Decolagem
- Cheque do Sistema de Ar Quente:
- Aplique o ar quente do carburador durante o cheque de motor.
- Hélice de Passo Fixo: Observe uma pequena redução na rotação.
- Hélice de Passo Variável: Note uma leve redução na pressão do manifold.
- Se não houver gelo, a rotação ou pressão permanecerá estável após a redução inicial.
- Caso haja gelo, a rotação ou pressão diminuirá momentaneamente e, em seguida, aumentará à medida que o gelo derrete.
- Cheque Adicional Antes da Decolagem:
- Se muito tempo se passou desde a última verificação, especialmente em condições propensas à formação de gelo, realize o teste novamente imediatamente antes da decolagem.
- Evitar Uso Prolongado do Ar Quente no Táxi:
- Durante o táxi, o ar quente não deve ser mantido aberto para evitar a entrada de partículas e detritos no motor, já que o ar bypassa o filtro.
Operações em Potência Reduzida
- Prevenção Antes da Redução de Potência:
- Aplique totalmente o ar quente antes de operações como descidas ou manobras em marcha lenta.
- O ar quente impede a formação de gelo e a aplicação intermitente de potência mantém o motor limpo.
- Atenção ao Ajuste da Mistura:
- Durante o uso prolongado de ar quente em voo (em condições extremas), ajuste a mistura de combustível para compensar o ar menos denso e mais quente, evitando mistura excessivamente rica.
Estratégia em Voo
- Identificar a Zona de Perigo:
- Esteja atento às condições climáticas que favorecem o gelo no carburador (temperaturas entre 10°C e 16°C com umidade relativa acima de 60%).
- Reconheça sintomas iniciais como mudanças na rotação, pressão do manifold ou irregularidade no motor.
- Reação Imediata:
- Ao identificar sintomas de gelo, ative imediatamente o ar quente.
- Aguarde pacientemente enquanto o motor opera de forma irregular devido à remoção do gelo.
Resumo de Boas Práticas
- Realize verificações frequentes do sistema de ar quente, especialmente em condições de risco.
- Prefira precauções exageradas a subestimar o risco de gelo.
- Mantenha monitoramento constante dos indicadores do motor durante o voo.
Esses passos asseguram a prevenção eficaz contra o gelo no carburador, preservando o desempenho do motor e garantindo a segurança em todas as fases do voo.
Procedimentos ao Identificar Gelo no Carburador
- Ação Imediata: Abrir Totalmente o Ar Quente
- Ative o ar quente do carburador completamente. A abertura parcial pode agravar o problema ao criar condições de formação de gelo mais intensa em partes específicas do sistema.
- Manutenção do Ar Quente
- Deixe o ar quente ativado até que o motor recupere sua potência normal. Isso garante que todo o gelo seja derretido e removido do sistema.
- Monitoramento Contínuo
- Observe o desempenho do motor após a recuperação.
- Caso os sintomas de perda de potência ou funcionamento irregular reapareçam, reative o ar quente imediatamente.
Impacto do Ar Quente no Motor
- A aplicação do ar quente causa uma pequena redução na potência do motor. Isso é esperado devido ao ar menos denso utilizado na combustão.
- Aceite essa perda temporária como parte do processo para eliminar o gelo e estabilizar o desempenho do motor.
Esses passos garantem uma resposta eficaz e segura ao gelo no carburador, minimizando riscos e mantendo o controle da aeronave.
Artigo originalmente publicado no Safety Brief N.9, pela AOPA Air Safety Foundation
(https://www.aopa.org/-/media/Files/AOPA/Home/Pilot-Resources/ASI/Safety-Briefs/SB09.pdf) –
Air Safety Foundation: www.asf.org
