Construir foguetes faz parte da rotina de alguns alunos do curso de Engenharia Mecânica da UFPR. Por meio do Grupo de Pesquisa em CFD (Computacional Fluid Dynamics ou Dinâmica dos Fluidos Computacional ) e do Grupo de Foguetes Carl Sagan, os participantes têm a oportunidade de trabalhar em pesquisas relacionadas a foguetes. A iniciativa é do professor Carlos Henrique Marchi que criou o grupo CFD em 2002, após o término do doutorado, e em 2005, o grupo de foguetes.
O Grupo de Pesquisa em CFD trabalha de maneira teórica. Os integrantes, alunos da pós-graduação, desenvolvem programas de computador para examinar o funcionamento dos foguetes e resolver problemas aplicados, referentes à propulsão (impulsão em um objeto, como um motor) e aerodinâmica (como a força do ar age sobre os foguetes).
A área do CFD trata dos movimentos dos fluidos – a água, os gases, meteorologia – e utiliza o computador para resolver equações que modelam esses problemas. O conjunto de técnicas utilizadas preveem os fenômenos que podem ocorrer e minimizam o desempenho insatisfatório de um protótipo, como de um foguete.
Já o Grupo de Foguetes Carl Sagan, surgiu como uma disciplina optativa para motivar os alunos de graduação na área de pesquisa em foguetes. Desde o ano passado, o grupo é reconhecido como atividade formativa. Os alunos aprendem a teoria básica sobre motor, aerodinâmica e trajetória analisando o ponto de partida do foguete, a altitude atingida e o ponto final. Além disso, aprendem a escolher certo ângulo para que o foguete caia na localidade desejada.
O aluno do quinto período de Engenharia Mecânica, Tobias Pinheiro Queluz participa do Grupo de Foguetes desde 2012. Segundo ele, a participação no grupo possibilita conhecimentos e experiência que o curso não dá. “Também aprendemos a trabalhar em equipe e conviver com outras pessoas, o que é bem bacana”, completa.
Formação de pessoas
O objetivo dos dois grupos é formar mestres e doutores na área e motivar alunos de graduação para a Iniciação Científica. As atividades motivam acadêmicos tanto a seguirem carreira dentro da universidade, quanto a se desenvolverem mercado de trabalho.
De acordo com o coordenador dos grupos, Carlos Henrique Marchi, existe a contribuição para o conhecimento, em que os alunos fazem pesquisas que serão divulgadas em eventos e congressos. “Os alunos apresentam seus trabalhos e têm a publicação em revistas. Então, o que a gente descobre fica público para que outras pessoas possam usar em seus projetos”, diz.
Da evolução dos alunos e do cancelamento de uma competição de minifoguetes da Agência Espacial Brasileira (AEB), surgiu a iniciativa do professor Marchi em criar o primeiro Festival de Minifoguetes. Nesta competição, o mestrando de Engenharia Mecânica e participante do Grupo CFD desde 2010, Diego Fernando Moro bateu o recorde mundial de lançamento de minifoguetes com o desempenho de um motor conhecido como Classe A.
Diego acredita que o recorde foi pura sorte, mas que talvez a marca não seja reconhecida pela Nar (Associação Nacional de Foguetes), uma instituição norte-americana. “Só se o evento estivesse associado à Nar, ou fosse em uma competição reconhecida por ela. Então o recorde não vale nos EUA. Mas, pelo menos, no Brasil vai ser reconhecido”, comenta.
Construindo um foguete
O princípio para construir um foguete é o da Ação e Reação, conhecido como Terceira Lei de Newton, em que se há uma ação para um lado ocorrerá uma reação para o lado oposto. Para conseguir esse feito no foguete, existe o propelente, composto pelo combustível– a pólvora – e um oxidante – que cede oxigênio ao motor.
Depois de dada a partida eletricamente, o combustível começa a queimar, e o que era sólido se transforma em gás. Isso causa uma pressão muito forte que obriga o gás formado pela queima da pólvora a sair pelo único orifício que existe na tubeira – peça de cerâmica que fica acoplada na parede do motor. Essa ação causa uma reação para o lado oposto, o que gera o movimento do foguete.
Além do motor, a aerodinâmica também deve ser considerada em um foguete. De acordo com Diego Fernando Moro, a parte mais complicada de um desses protótipos, é o motor. “Poucas pessoas tem a coragem para criar algo novo, por isso que a área de pesquisa tem poucos profissionais. É uma área em que apenas os corajosos ou muito ingênuos entram. Acho que eu estou mais para o segundo caso”, explica.