⏱️ Tempo de leitura: ~8 minutos | 🎯 Nível: curioso e técnico
Motores parados, mas a cabine já tem luz e ar-condicionado. De onde vem a energia? Às vezes, do aeroporto. Muitas vezes, de um motor em que quase ninguém repara: a APU (Auxiliary Power Unit, unidade auxiliar de energia), no cone de cauda.
Depois do sensor de ângulo de ataque no Por Dentro do Avião #5, hoje vamos à ponta da fuselagem.
🔧 O que é: um turboeixo na cauda
Para a FAA, a APU é um turboeixo: um motor a turbina que entrega potência num eixo, não em empuxo. É primo dos motores de Pistão, Turboélice, Turbojato ou Turbofan.
Segundo o SKYbrary, ela fica normalmente no cone de cauda (em alguns casos, numa nacele ou no alojamento do trem) e deixa o avião operar sozinho, sem fonte de energia de solo (GPU), carrinho de ar-condicionado ou carrinho de ar para partida.
📜 CURIOSIDADE HISTÓRICA Segundo a Boeing, o 727 (primeiro voo em 9/2/1963) foi o primeiro jato da Boeing com APU, para dispensar energia de solo e equipamento de partida nos aeroportos menos equipados de países em desenvolvimento.
⚡ O que ela fornece
A lista da Honeywell, uma das fabricantes, cabe em três entregas:
| Entrega | Para que serve |
|---|---|
| Ar de sangria | Partida pneumática dos motores e ar para os packs (o ar-condicionado) |
| Energia elétrica | Sistemas do avião no solo |
| Reserva em voo | Energia elétrica e pneumática de reserva, quando o projeto permite |
Ar de sangria é ar comprimido "sangrado" de um compressor. Para a partida, diz a FAA, ele também pode vir de um carrinho de solo ou de um motor já girando.
⚙️ Como funciona
- Partida elétrica: a APU pode partir só com a bateria do avião.
- Ignição e aceleração: a turbina acelera até se sustentar.
- Rotação controlada: em muitos aviões, a APU gira em rotação constante, com o gerador acionado direto, sem câmbio de velocidade constante (CSD). Se a frequência foge dos 400 Hz típicos, o controle corrige a rotação.
- Entrega: eletricidade e ar comprimido.
Três APUs reais, segundo a Pratt & Whitney
| Modelo | Avião | Destaques do fabricante |
|---|---|---|
| APS3200 | Família A320 | Velocidade fixa, compressor de carga para a sangria, 90 kVA; certificada para ETOPS de 180 min |
| APS2300 | Embraer E170/175/190/195 e Lineage 1000 | Velocidade constante, sangria integral (sai do próprio compressor do núcleo) |
| PW980 | A380 | Dois eixos, compressor de carga, dois geradores de 120 kVA; a maior APU em serviço comercial, segundo a P&W |
🔌 O contraponto do 787: só eletricidade
No 787, a APU segue na cauda, mas, segundo a Boeing, fornece apenas energia elétrica, e por isso é muito mais simples. Como o sistema elétrico aceita frequência variável, ela gira em velocidade variável, numa faixa de 15% em torno da velocidade nominal.
📝 Transparência: o artigo da Boeing é de 2007, anterior à entrada em serviço. Hoje a P&W descreve a APS5000 do 787 como de velocidade variável, com 450 kVA ao nível do mar e partida e operação até 43.100 pés.
✈️ No solo e em voo
Nem toda APU funciona em voo. O manual da FAA mostra um sistema mais antigo, paralelo, com gerador da APU só para o solo; nos sistemas modernos split bus, ela pode ser ligada em voo.
Quando certificada para voo, diz o SKYbrary, ela vira fonte extra de energia se um gerador de motor falhar, ajuda a religar um motor e pode alimentar os packs numa decolagem sem sangria dos motores. Mas algumas têm limites de altitude e temperatura, e a tripulação pode precisar descer antes de ligá-la.
ETOPS: provar que acorda gelada
Nas ETOPS (operações estendidas, com longos trechos longe de aeroportos de alternativa), a regra americana de certificação (14 CFR Part 25, Apêndice K) exige que a APU, se precisar partir em voo, parta em qualquer altitude até a máxima do avião ou 45.000 pés, o que for menor, e funcione pelo resto do voo.
A AC 120-42B da FAA pede ainda um programa de confiabilidade de partida em voo: a tentativa vem depois de um cold soak de 2 horas em altitude (a APU desligada, gelando). Se a taxa de sucesso em 12 meses móveis cair abaixo de 95%, o operador deve investigar.
🧯 Proteção: fogo, corte automático e abastecimento
O compartimento da APU é uma zona de fogo e pode usar uma garrafa de extintor única. Num sistema típico descrito pela FAA (detalhes variam por modelo), o fogo detectado desliga a APU automaticamente. No solo, sem motores girando, a garrafa descarrega sozinha; com um motor girando, quem descarrega é a tripulação.
No Brasil, o RBAC 153.125(a)(8) diz que a APU com exaustão na zona de abastecimento "deve estar ligada antes que as tampas dos tanques sejam removidas ou que se façam as conexões das linhas para abastecimento". E o (9) proíbe religar a APU que pare durante o abastecimento "até que o fluxo de combustível cesse e seja efetuada a desconexão das linhas para abastecimento e fechamento das tampas dos tanques".
A regra é da ANAC; a leitura é nossa: não ligar uma fonte de ignição no meio de uma operação com vapor de combustível.
🌍 No pátio: APU ou energia de solo?
Para a FAA, usar a APU no solo para o ar-condicionado é caro: soma horas e antecipa revisões obrigatórias. A IATA lembra que o ar pré-condicionado (PCA) de solo reduz o uso da APU, as emissões e o ruído. Em Heathrow, por exemplo, a APU é só contingência. No Brasil, não localizamos norma nacional da ANAC sobre o tempo de APU no pátio; regras assim aparecem em normas locais.
🛠️ Olhar de hangar
- Vida própria: tipicamente, a APU tem horas, ciclos e revisões acompanhadas como um motor à parte.
- Óleo com atenção: a AC 120-42B põe o abastecimento de óleo da APU entre as tarefas que exigem alto nível de atenção.
- APU na MEL, exceto ETOPS: na MMEL do 737 da FAA, a APU (com a APS2000) pode ficar inoperante, exceto para ETOPS, com inspeção do cone de cauda em busca de dano por calor ou delaminação. A MEL de cada operador pode ser mais restritiva; veja a lógica no post sobre a MEL.
- Partida falhada tem limite: na família A320, a AD 2006-0153R2 da EASA nasceu de um fogo na entrada de ar da APU: após numerosas partidas falhadas em voo, há risco de fluxo reverso levar a chama até ali e, se a área estiver contaminada, iniciar um fogo. A AD lembra o limite do FCOM (após 3 ciclos do motor de partida, 60 minutos de espera) e exigiu inspeções a cada 600 horas de voo, tarefas que tipicamente entram na agenda de manutenção programada.
🚨 Gancho de Safety: a bateria da APU do 787 em Boston
Em 7 de janeiro de 2013, um 787-8 da Japan Airlines (JA829J) estava no portão em Boston. Segundo o NTSB, a limpeza viu fumaça na cabine traseira e a manutenção notou que a APU tinha desligado sozinha (a bateria da APU alimenta o controlador dela). Um mecânico achou fumaça e fogo na caixa da bateria da APU. Não havia passageiros a bordo; um bombeiro teve ferimento leve.
📋 CAUSA PROVÁVEL (NTSB AIR-14/01, tradução nossa) "O National Transportation Safety Board determina que a causa provável deste incidente foi um curto-circuito interno em uma célula da bateria de íons de lítio da unidade auxiliar de energia (APU), que levou a uma fuga térmica que se propagou em cascata para as células adjacentes, resultando na liberação de fumaça e fogo. O incidente resultou da falha da Boeing em incorporar requisitos de projeto para mitigar os efeitos mais severos de um curto-circuito interno em uma célula da bateria da APU e da falha da Federal Aviation Administration em identificar essa deficiência de projeto durante o processo de certificação do projeto de tipo."
A análise de segurança da Boeing partia da premissa de que um curto interno ficaria restrito a uma célula, sem fogo. O NTSB: "Boeing's assumption was incorrect" (a premissa estava incorreta). Lição (leitura nossa): uma premissa não demonstrada pode atravessar a certificação inteira.
Caso de hangar: o "cheiro de meia molhada" do G-EZDD
Em 2020, um A319 (G-EZDD) descia para Gatwick quando os pilotos sentiram forte cheiro de "wet sock" (meia molhada) nos dutos e puseram as máscaras por precaução. Segundo o AAIB, havia três relatos de cheiro nas semanas anteriores, dois com vazamentos na APU. Depois, a APU foi trocada, mas o cheiro continuou.
Conclusão do AAIB (tradução nossa): "A causa do cheiro de 'meia molhada' foi rastreada até a contaminação por óleo do sistema ECS nº 2 da aeronave. A fonte da contaminação provavelmente foi óleo vazando de pelo menos uma das LRUs da APU." (ECS é o sistema de ar-condicionado; LRU, uma unidade substituível na linha.)
Leitura nossa, não do AAIB: a contaminação pode ficar no sistema mesmo depois de trocada a fonte.
🏁 O que fica
A APU acorda o avião, dá partida nos motores, segura o ar-condicionado e, em muitos projetos, é a reserva de um gerador. Trabalha nos bastidores, mas pede o respeito de um motor principal.
💬 E você? No aeroporto onde você trabalha ou voa, os aviões ficam no pátio com a APU ligada ou com energia e ar de solo? Conta nos comentários.
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📚 Referências
- FAA, Aviation Maintenance Technician Handbook – Powerplant (FAA-H-8083-32B), cap. 1: https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/03_amtp_ch1.pdf
- FAA-H-8083-32B, cap. 5 (Engine Starting Systems; citada no infográfico): https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/07_amtp_ch5.pdf
- FAA-H-8083-32B, cap. 9 (Engine Fire Protection Systems): https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/11_amtp_ch9.pdf
- FAA-H-8083-32B, cap. 10 (Engine Maintenance & Operation): https://www.faa.gov/sites/faa.gov/files/12_amtp_ch10_0.pdf
- FAA, Aviation Maintenance Technician Handbook – Airframe (FAA-H-8083-31B): https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/FAA-H-8083-31B_Aviation_Maintenance_Technician_Handbook.pdf
- FAA, AC 120-42B, Extended Operations (ETOPS and Polar Operations): https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/120-42B.pdf
- eCFR, 14 CFR Part 25, Appendix K (ETOPS): https://www.ecfr.gov/current/title-14/chapter-I/subchapter-C/part-25/appendix-Appendix%20K%20to%20Part%2025
- FAA, MMEL Boeing 737, Rev. 63a (cópia Transport Canada): https://wwwapps2.tc.gc.ca/saf-sec-sur/2/MEL-LEM/tcbbs/mmels/B_737.pdf
- SKYbrary, Auxiliary Power Unit (APU): https://skybrary.aero/articles/auxiliary-power-unit-apu
- SKYbrary, Electrical Problems: Guidance for Flight Crews: https://skybrary.aero/articles/electrical-problems-guidance-flight-crews
- Honeywell Aerospace, Auxiliary Power Units: https://www.honeywellaerospace.com/us/en/products-and-services/products/power-and-propulsion/auxiliary-power-units
- Honeywell Aerospace, 131 Series Auxiliary Power Units (citada no infográfico): https://www.honeywellaerospace.com/us/en/products-and-services/products/power-and-propulsion/auxiliary-power-units/131-series-auxiliary-power-units
- Pratt & Whitney, Commercial Auxiliary Power Units: https://www.rtx.com/en/prattwhitney/products/commercial-auxiliary-power-units
- Boeing AERO, 787 No-Bleed Systems (QTR_4 2007, cópia arquivada): https://web.archive.org/web/20230610154327/https://www.boeing.com/commercial/aeromagazine/articles/qtr_4_07/article_02_1.html
- NTSB, AIR-14/01, Auxiliary Power Unit Battery Fire, Japan Airlines Boeing 787-8, JA829J: https://www.ntsb.gov/investigations/accidentreports/reports/air1401.pdf
- AAIB, Bulletin 4/2021, Airbus A319-111 G-EZDD (AAIB-26882): https://www.gov.uk/aaib-reports/aaib-investigation-to-airbus-a319-111-g-ezdd
- EASA, AD 2006-0153R2 (A318/A319/A320/A321, APU): https://www.caa.gov.cz/wp-content/uploads/2019/07/easa_2006_0153R2_e.pdf
- ANAC, RBAC nº 153, Emenda 11: https://www.anac.gov.br/assuntos/legislacao/legislacao-1/rbha-e-rbac/rbac/rbac-153
- Heathrow Airport, OSI 078 Use of Aircraft Auxiliary Power Units (v2.0, 31/01/2024): https://www.heathrow.com/content/dam/heathrow/web/common/documents/company/team-heathrow/airside/operational-safety-insttructions/ASEnv_OSI_078_Use_of_Aircraft_Auxillary_Power_Units_v2.pdf
- IATA, Airport Pre-Conditioned Air (PCA) – Airport Infrastructure Requirements: https://www.iata.org/contentassets/d1d4d535bf1c4ba695f43e9beff8294f/pre-conditioned-air---airport-infrastructure-requirements.pdf
- Boeing, Select Products in Boeing History (727): https://www.boeing.com/content/dam/boeing/v2/company/history/pdf/Boeing_Products.pdf
Imagens: capa, Julian Herzog / Wikimedia Commons (CC BY 4.0), redimensionada; APU GTCP85-129E, Pqnonwba / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0), redimensionada; infográfico: AAAviation.
