Victor Bianchin
RedatorVictor Bianchin é jornalista.
Cada vez que uma embarcação corta os mares, ela é acompanhada por um ruído contínuo sob a água: o das hélices que a impulsionam. Elas produzem um som de baixa frequência que se propaga por quilômetros, incomodando peixes, cetáceos e outros seres vivos marinhos. Esse barulho, chamado de cavitação, foi identificado academicamente em 2004, mas já é analisado desde 1893.
Para entender a cavitação, primeiro é preciso observar o que acontece nas pás de uma hélice quando giram em alta velocidade. Com seu movimento, elas geram uma diferença de pressão entre suas faces. Assim, na face traseira, a pressão cai tanto que a água muda de estado, passando de líquido para gás. Mais especificamente, para milhares de pequenas bolhas de vapor.
O problema surge quando essas bolhas saem dessa zona de baixa pressão: elas implodem violentamente ao voltar ao estado líquido, o que provoca ondas de pressão que se transmitem a grande velocidade pela água. Se essas ondas se chocam com uma superfície, podem deteriorá-la consideravelmente. O fenômeno da cavitação vem acompanhado de vibração e ruídos, como se fosse cascalho caindo sobre uma máquina. Esse som, embora seja de baixa frequência, é capaz de percorrer grandes distâncias.
De todos os tipos possíveis de poluição aquática, a poluição acústica de origem humana é a menos popular, mas seus efeitos estão documentados. As baleias usam o som para se comunicar, orientar-se e caçar, enquanto os peixes o utilizam para tarefas essenciais como detectar predadores e realizar a desova. Já os crustáceos são sensíveis à vibração no fundo.
Para termos uma ideia da dimensão do problema, segundo a Câmara Internacional de Navegação, existem aproximadamente 50.000 navios mercantes operando continuamente em todo o planeta e todos eles emitem esse som. Não é algo pontual.
Uma equipe da Universidade de Ciências Aplicadas de Kiel agora se propõe a remediar o problema com seu projeto MinKav. A equipe identificou em que momento o problema se origina: o pico sonoro não ocorre quando a bolha se forma, mas justamente no final do colapso. E sua intensidade depende diretamente da velocidade com que esse colapso acontece. Quanto mais rápido, mais forte é o impacto.
Os pesquisadores estão propondo uma hélice com menos cavitação. Segundo eles, ela não só é menos ruidosa, como também pode ser potencialmente mais eficiente (a cavitação é energia mecânica desperdiçada). Menos ruído e menos emissões.
Os experimentos estão sendo realizados no Laboratório de Hidrodinâmica Naval da universidade alemã, em uma espécie de aquário com uma hélice em miniatura, de modo que é possível reproduzir as condições de fluxo ao redor da hélice. Equipados com microfones subaquáticos e câmeras de alta velocidade, eles determinam onde e quando ocorre esse pico de ruído.
O próximo passo são simulações computacionais para experimentar o design de diferentes geometrias de hélices a fim de reduzir o ruído sem sacrificar o desempenho, a eficiência ou a durabilidade. A solução mais óbvia — reduzir as rotações por minuto — não é uma opção: um navio comercial não pode se dar ao luxo de navegar mais devagar.
O MinKav começou em janeiro deste ano, terá duração de três anos e um orçamento de 390.000 euros, modesto para um problema de escala global. Mesmo que o MinKav chegue a um bom resultado, ainda seria necessário passar do laboratório para a aplicação em escala em um navio comercial.
Este texto foi traduzido/adaptado do site Xataka Espanha.
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