Uma equipa de pesquisa da Chalmers University of Technology, na Suécia, afirma ser a primeira a demonstrar que é possível reduzir a resistência aerodinâmica dos navios até 7,5% utilizando o que é conhecido como “efeito Coanda”.
Basicamente, arestas vivas na parte traseira da superestrutura de um navio são “suavizadas” por meio de raios e saliências; um pouco como móveis / painéis de madeira na aparência. Notavelmente, o resultado é o aumento da eficiência energética e redução do consumo de combustível. O efeito Coanda recebeu o nome do inventor romeno Henri Coanda que, por volta de 1910, foi o primeiro a reconhecer as aplicações práticas do fenômeno no projeto de aeronaves.
Em essência, descreve a tendência de um jato de fluido permanecer preso a uma superfície curva; a água escorrendo pelas costas curvadas externamente de uma colher, em vez de se separar dela, é uma ótima maneira de demonstrar o efeito. Hoje, o efeito é usado em aeronaves a jacto, onde a sustentação aerodinâmica é aumentada à medida que a corrente de jacto “gruda” na asa. Há anos que também é explorado nas corridas de Fórmula 1 e, se já ouviu falar de uma asa 'parada' num carro de F1, é porque o efeito Coanda parou de funcionar, o que significa que o ar não está mais “preso” a a superfície da asa.
Mas, de acordo com o Departamento de Mecânica e Ciências Marítimas da Chalmers, ninguém investigou o seu valor para o mundo da navegação. A indústria naval global é uma grande poluidora e, para atingir as metas climáticas internacionais, as emissões de carbono da indústria devem ser reduzidas em mais de 50% até 2050 em comparação com os níveis de 2008.
Imagine ser capaz de reduzir o arrasto aerodinâmico de um navio em 7,5% por meio de mudanças de engenharia estrutural relativamente simples... seja uma embarcação a motor de alguma forma ou mesmo um veleiro de nova geração. “Para um petroleiro indo da Arábia Saudita para o Japão, isso significaria uma redução no consumo de combustível de cerca de dez toneladas métricas”, diz o Dr. Kewei Xu, investigador de pós-doutorado em tecnologia marítima da Chalmers. Na navegação, uma das principais fontes de arrasto aerodinâmico é a superestrutura em forma de fortificação; que pode ser notavelmente alto em navios super porta-contentores. Ele comporta-se como um enorme freio de vento; como um camião de frente plana sem modificações no tejadilho. O que os investigadores da Chalmers fizeram foi projectar mudanças de projecto que induzam o efeito Coanda em torno dessa superestrutura. “Ao criar um design com bordas convexas na superestrutura do navio e permitir que o ar altamente comprimido flua através de 'entradas de jacto', o efeito Coanda permite que a pressão do ar no casco do navio se equilibre. Isso, por sua vez, reduz consideravelmente o arrasto aerodinâmico, tornando o navio mais eficiente em termos de energia”, diz o Dr. Xu. O método, que pode ser usado em navios existentes, bem como em navios recém-projectados, é descrito no estudo Large Eddy Simulation of Ship Airflow Control with Steavy Effect Coanda publicado no Physics of Fluids. “Ao mostrar que o nosso método pode reduzir a resistência aerodinâmica em 7,5%, esperamos que a indústria naval acolha esta solução como parte de sua transição necessária para reduzir as emissões”, diz o Dr. Xu. “O nosso estudo também indica um grande potencial para reduzir ainda mais o arrasto por meio de uma optimização adicional.”
A equipa da Chalmers também acredita que aproveitar o efeito Coanda para futuros navios movidos a energia eólica também pode ser altamente benéfico. A propulsão movida a vento não é uma nova tecnologia por si; ficou adormecido por décadas em termos de navegação comercial, mas agora há um grande ressurgimento da ideia de transportar grandes cargas globalmente à vela e não apenas no comércio marítimo de curta distância. Um navio com propulsão baseada no vento requer um projecto aerodinâmico mais eficiente, pois não possui a potência constante de um navio movido a combustível fóssil. Anteriormente, o efeito aerodinâmico não era considerado importante em comparação com a resistência total de um navio na água. Mas quando se trata de propulsão eólica, a equipa da Chalmers diz que a sua abordagem pode abrir novas possibilidades. No entanto, esta não é a única solução de modernização de retrofit oferecida a grandes proprietários de navios. Isso inclui uma enorme estrutura de blindagem que pode ser encaixada na proa das embarcações existentes. Ele fornece simplificação e protecção valiosa para, por exemplo, contentores empilhados e está a tornar-se popular rapidamente. Até agora, foi demonstrado que proporciona uma redução de até 2% no consumo de combustível. A Ocean Network Express de Singapura está entre os usuários pioneiros de escudos adaptados nos seus gigantescos navios porta-contentores.
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