Renovação de todo o volume de ar a bordo ocorre a cada 3 minutos em média
Por Edmundo Ubiratan Publicado em 15/07/2020, às 00h00 - Atualizado em 16/07/2020, às 18h47
Sistema de ar condicionado é capaz de renovar todo volume de ar da cabine de um avião comercial em apenas 3 minutos
Com a retomada dos voos ao longo dos próximos meses, muitos passageiros passaram a questionar a segurança de embarcar em um avião, onde o ambiente confinado parece oferecer o ambiente ideal para contaminação pelo novo coronavírus. Todavia, o interior da maioria das aeronaves possui qualidade do ar superior a existente na maioria dos escritórios.
Um dos segredos está nos filtros HEPA, acrônimo em inglês para "detenção de partículas de alta eficiência". Na prática são filtros especiais com capacidade para reter até 99,99% de qualquer material particulado, inclusive agentes patógenos, como vírus, bactérias e fungos.
Além disso, as aeronaves atuais conseguem prover uma elevada taxa de renovação do ar a bordo, com alguns modelos realizando a completa troca de ar de todo o volume da cabine em menos de 3 minutos. Para se ter uma ideia da renovação do ar a bordo de um avião comercial, a taxa de ventilação é entre cinco e seis vezes maior que a existente em um hospital.
Ainda que alguns passageiros imaginem que o ar a bordo é proveniente do fluxo externo quando a aeronaves está no solo, sendo posteriormente apenas reciclado, na verdade o sistema de ventilação realiza uma troca completa de todo volume de ar com a atmosféra externa a cada 3 minutos.
Em um avião comercial a jato uma parcela do ar atmosférico que passa pelos motores é extraída após passar pelos compressores, pouco antes das câmaras de combustão, de maneira contínua ao longo de todas as fases de voo, promovendo entre 20 e 30 trocas completas do ar da cabine por hora.
O primeiro componente da segurança do ar a bordo é justamente a constante renovação do ar interno. O fluxo elevado o escoamento de ar, que é insuflado na parte superior e retirado nas laterais junto ao piso, força um movimento no deslocamento na vertical – de cima para baixo (downwash).
O escoamento na vertical proporciona uma limpeza de particular a bordo de cima para baixo. Mesmo o ar expelido por tosse e espirro é forçado a descer antes mesmo de encontrar o assento da fileira da frente.
Geralmente a maior parte desse ar é removido da cabine na mesma seção em que é insuflado minimizando o escoamento entre fileiras da aeronave. Durante o desenvolvimento de uma aeronave os engenheiros realizam uma série de simulações do fluxo escoamento interno, buscando assim a melhor forma de garantir que haverá pouco ou nenhum deslocamento vertical na corrente de ar.
Após simulações em computador, são realizadas diversas validações em bancadas de ensaios e na própria aeronave durante a campanha de testes.
Ao contrário do que muitos imaginam, utilizar as saídas de ar individual permite criar uma região de ar limpo ao redor da cabeça, que potencialmente minimiza o risco de contaminação.
Muitos acreditam que as tomadas de ar tendem a distribuir mais facilmente germes e contaminantes, mas o sistema de circulação de ar conta com uma série de filtros especiais que combinados com a renovação do ar interno minimiza as chances de contaminação.
Por exemplo, nas aeronaves Embraer, a vazão de ar fresco corresponde a aproximadamente 50% do total insuflado na cabine. Ainda que o avião seja capaz de trocar a totalidade do volume de ar da cabine em três minutos, aproximadamente 50% dele é filtrado ao menos uma vez e recirculado a bordo. O objetivo é garantir assim um controle térmico e de umidade constante. O ar externo nas elevadas altitudes do voo tem umidade muito baixa, assim a recirculação permite que a umidade gerada internamente, pela respiração e pelo funcionamento de alguns sistemas da própria aeronave, seja reaproveitada para manter níveis mais confortáveis.
No destaque a posição da tomada de recirculação na cabine, que capta o escoamento vertical do fluxo de ar
Para garantir que qualquer contaminante e impureza seja eliminado durante o processo de reciclagem, o sistema de ar condicionado força a passagem do ar interno por poderosos filtros especiais, popularmente conhecidos como HEPA.
Estes filtros contém uma malha de fibras dispostas randomicamente, com diâmetros entre 0,5 e 2 mícrons (um fio de cabelo humano tem 50 e 70 mícrons). Assim, caso uma partícula seja capaz de passar por uma das fibras no primeiro momento, ela será capturada pela próxima camada, visto que a montagem é feita de modo entrelaçado. O sistema é diferente dos populares filtros de membranas, onde cada fibra está espaçada de forma geométrica, com o ar (ou outro fluído) passando de maneira alternada por cada etapa. A vantagem de uma construção em camadas randômicas é que o ar vai encontrar uma sequência interminável de fibras ao longo do caminho no interior do filtro. Além disso, a maior parte dos vírus e bactérias são transportados pelo ar anexados em gotículas de 150 mícrons, que se tornam imensas massas diante do espaço inferior aos 2 mícrons entre cada fibra do filtro.
As partículas sólidas orgânicas ou não, são presas no interior do filtro por uma combinação de três mecanismos:
O vírus Sars-Cov-2, responsável pela covid-19 possui 0.125 micron (125 nanômetro) de diâmetro, enquanto o filtro Hepa pode capturar com extrema eficiência partículas com até 0.01 micron (10 nanômetros).
Muitos podem perguntar sobre os riscos de contaminação do ar após passar pelo filtro e ser direcionado pelos dutos de distribuição do ar pelo interior do avião, e um processo similar ao existente no ar condicionado de grandes escritórios. Todavia, o projeto de uma aeronave não conta com dutos de ar após os filtros HEPA. A aspiração é feita diretamente das áreas de retorno, assim o ar reciclado não carrega contaminantes particulados para o sistema de distribuição.
Comparação do uso escoamento do fluxo de ar da respiração de uma pessoa a bordo sem máscara e outra utilizando
Ainda que os sistemas de ar condicionado dos aviões sejam mais seguros que o existente em hospitais, alguns cuidados adicionais ficam a cargo dos passageiros. "A movimentação de pessoas pode gerar perturbações do escoamento que eventualmente possam induzir componentes não verticais do escoamento", comenta a Embraer. "Desta forma, recomenda-se que, durante a pandemia, sejam minimizadas as movimentações de passageiros e tripulação ao longo da cabine para que este efeito seja limitado". Por menor que seja o risco, é recomendado que, durante a pandemia, sejam minimizadas as movimentações de passageiros e tripulação durante todo o voo.
Além disso, o uso de máscaras reduz as chances que o vírus Sars-CoV-2 se aloje nos painéis da lateral do avião, poltronas, encosto, entre outros.