Friday, August 10, 2007

Cavitação e desafios tecnológicos

Olhe a foto abaixo:

O que é isso? É um modelo de hélice de navio sendo ensaiado em laboratório, em um chamado Túnel de Cavitação. Os filamentos de gás que saem das pontas das pás e também da região central constituem o próprio fenômeno de cavitação, e não são formados por ar, mas sim por água. Isso mesmo, água na fase vapor.

Mas... como a água se vaporiza assim? A água vai para a fase vapor por dois caminhos: mudanças de temperatura, ou mudanças de pressão. No caso acima, o que ocorre é uma mudança de pressão por conta do funcionamento do hélice.

Em um laboratório, como o mostrado na foto abaixo, o desafio é medir todas as propriedades de um pequeno hélice a fim de entender quando e como a cavitação ocorre. Um bom hélice é capaz de funcionar sob condições extremas sem desenvolver cavitação. Afinal, para vaporizar a água muita energia é consumida, logo um hélice cavitando joga fora muita energia do motor que poderia ser aproveitada para produzir movimento.

Medidas de pressão, temperatura, rotação, torque e tração, além de registros de vibração e gravação de imagens do fenômeno, são ingredientes básicos de um bom trabalho desse tipo. Pode parecer apenas uma brincadeira quando você está no laboratório com modelos de hélice de apenas dez centímetros de diâmetro, mas quando você pensa nas hélices reais, de mais de oito metros de diâmetro e funcionando a quase 100 rotações por minuto, dá para se ter uma idéia da violência dos fenômenos em questão.

O vídeo abaixo mostra exatamente isso... O hélice de um navio de 278,8m de comprimento... Trata-se de um "pequeno" hélice de 8,35m de diâmetro. Para movimentá-la é necessário um motor com 74700 HP de potência. É muita potência... É o suficiente para me lançar ao espaço a mais de 4000 km/h em apenas um segundo. (que comparação mais inútil).




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