Em breve, balsas elétricas de passageiros que deslizam sobre a superfície através dos mares podem se tornar uma realidade. Na Chalmers University of Technology, na Suécia, uma equipe de pesquisa criou um método único para desenvolver hidrofólios que podem aumentar significativamente o alcance de embarcações elétricas e reduzir o consumo de combustível de navios movidos a combustíveis fósseis em 80%.

Embora a eletrificação dos carros esteja bem avançada, as balsas de passageiros do mundo ainda são movidas quase que exclusivamente por combustíveis fósseis. O fator limitante é a capacidade da bateria, que não é suficiente para alimentar navios e balsas em distâncias maiores. Mas agora os pesquisadores da Chalmers e do centro de pesquisa marinha SSPA conseguiram desenvolver um método que pode tornar o setor de transporte marítimo significativamente mais verde no futuro.

O foco está nos hidrofólios que, como asas, elevam o casco do barco acima da superfície da água e permitem que o barco viaje com uma resistência consideravelmente menor à água. Uma tecnologia que nos últimos anos revolucionou a vela, pela qual os hidrofólios fazem os barcos dos velejadores de elite sobrevoarem a superfície da água a uma velocidade muito alta. Os pesquisadores da Chalmers e da SSPA agora querem permitir que o princípio do hidrofólio dos veleiros também seja usado em balsas de passageiros maiores, resultando em grandes benefícios para o clima.

“A eletrificação de balsas não pode ser feita sem reduzir drasticamente sua resistência à água. Este método permitirá o desenvolvimento de novos projetos de folha que podem reduzir a resistência em até 80%, o que aumentaria significativamente o alcance de um navio movido a bateria. Dessa forma, também poderíamos usar balsas elétricas em distâncias maiores no futuro”, diz o líder da pesquisa Arash Eslamdoost, Professor Associado de Hidrodinâmica Aplicada na Chalmers e autor do estudo Fluid-Structure Interaction of a Foiling Craft publicado no Journal of Marine Ciência e Engenharia.

Mesmo para os navios que hoje funcionam com combustíveis fósseis, o benefício climático pode ser significativo, pois a tecnologia de hidrofólio semelhante pode reduzir o consumo de combustível em não menos de 80%.

Método de medição exclusivo desperta amplo interesse

No centro do projeto de pesquisa está uma técnica de medição única que os pesquisadores montaram para entender em detalhes como os hidrofólios se comportam na água quando, por exemplo, a carga ou a velocidade aumentam ou o posicionamento do hidrofólio muda. 

Usando os dados coletados nos experimentos, a equipe desenvolveu e validou um método para simular e prever com grande precisão como o hidrofólio se comportaria sob uma variedade de condições. O método é único em seu tipo e agora pode ser usado para desenvolver o projeto de hidrofólios para balsas de hidrofólio elétricas.

O estudo foi realizado em colaboração com o centro de pesquisa SSPA – um dos poucos desse tipo no mundo – onde Laura Marimon Giovannetti trabalha como pesquisadora e gerente de projetos. Ela é a principal autora do estudo e competiu em nível de elite para as equipes nacionais de vela britânica e italiana. 

Hoje ela é consultora de pesquisa e desenvolvimento do comitê olímpico da Suécia e da seleção sueca, com o objetivo de ajudar a equipe a ganhar mais medalhas nas Olimpíadas de 2024. Marimon Giovannetti vê muitas possibilidades para o método de medição exclusivo desenvolvido pela equipe:

“Na Americas Cup na Baía de São Francisco em 2013, foi a primeira vez que vimos um veleiro de 72 pés aprendendo a ‘voar’ usando hidrofólios durante a competição. E desde então, vimos um grande aumento na navegação de barcos com hidrofólios. Com este novo método e conhecimento, podemos reunir uma gama de diferentes ramos da engenharia – arquitetura naval, materiais avançados e aeronáutica, além de energia renovável.”

Abrindo o caminho para hidrofólios em balsas elétricas

A tecnologia Hydrofoil não é em si uma novidade, mas foi desenvolvida já nos anos 60 e 70. Naquela época, o foco era fazer com que os barcos viajassem o mais rápido possível e os hidrofólios eram feitos de aço, um material pesado e com maior custo de manutenção. 

Os hidrofólios modernos de hoje são feitos de fibra de carbono, um material muito mais leve e rígido que pode manter sua rigidez mesmo sob altas cargas – e pode ser adaptado às cargas esperadas. Parte do projeto de pesquisa foi, portanto, entender completamente como uma estrutura de fibra de carbono se comporta debaixo d’água durante diferentes condições operacionais. 

O método da equipe de pesquisa desenvolvido em associação com a tecnologia moderna está agora abrindo caminho para o uso de hidrofólios de fibra de carbono em navios de passageiros maiores que podem viajar de maneira segura, controlada e ecológica mesmo em baixas velocidades.

“Você quer que a lâmina seja o mais eficiente possível, o que significa carregar o máximo de peso possível na velocidade mais baixa possível com o mínimo de resistência. Nosso próximo objetivo é usar esse método ao projetar hidrofólios mais eficientes para balsas no futuro “, diz Eslamdoost.