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    Superfícies de alta tecnologia podem reduzir muito o arrasto e as emissões de CO2 dos navios

    A samambaia aquática Salvinia molesta armadilhas subaquáticas em uma fina camada de ar, que pode segurar por muitas semanas. Crédito:Prof. Dr. Wilhelm Barthlott / Universidade de Bonn

    Se os cascos dos navios fossem revestidos com materiais especiais de alta tecnologia para aprisionamento de ar, até um por cento das emissões globais de CO2 poderiam ser evitadas. Esta é a conclusão a que chegaram cientistas da Universidade de Bonn, juntamente com colegas de St. Augustin e Rostock, em um estudo recente. De acordo com o estudo, os navios podem economizar até 20% de combustível como resultado da redução do arrasto. Se os chamados efeitos anti-incrustantes também forem considerados, como o crescimento reduzido de organismos no casco, a redução pode até ser duplicada. O estudo já foi publicado na revista "Philosophical Transactions A".

    Os navios estão entre os piores bebedores de combustível do mundo. Juntos, eles queimam cerca de 250 milhões de toneladas por ano e emitem cerca de um bilhão de toneladas de dióxido de carbono no ar - quase a mesma quantidade que toda a Alemanha emite no mesmo período. A principal razão para isso é o alto grau de arrasto entre o casco e a água, que constantemente diminui a velocidade do navio. Dependendo do tipo de navio, arrasto é responsável por até 90 por cento do consumo de energia. Isso também o torna um grande fator econômico:Afinal, o consumo de combustível é responsável por metade dos custos de transporte.

    O arrasto pode ser reduzido significativamente usando truques técnicos. Por exemplo, a chamada "tecnologia de microbolhas" bombeia ativamente bolhas de ar sob o casco. O navio então viaja sobre um tapete de bolha, o que reduz o arrasto. Contudo, a produção das bolhas consome tanta energia que o efeito da economia total é muito pequeno.

    Os revestimentos retêm o ar por semanas

    Os novos revestimentos de alta tecnologia podem prometer uma solução. Eles são capazes de reter o ar por longos períodos de até semanas. "Cerca de 10 anos atrás, já fomos capazes de demonstrar em um protótipo que, em princípio, é possível reduzir o arrasto em até dez por cento, "explica o Dr. Matthias Mail do Instituto Nees para a Biodiversidade de Plantas da Universidade de Bonn, um dos autores do estudo. "Nossos parceiros na Rostock University obtiveram posteriormente uma redução de 30 por cento com outro material desenvolvido por nós." Desde então, vários grupos de trabalho adotaram o princípio e o desenvolveram ainda mais. A tecnologia ainda não está madura o suficiente para uso prático. No entanto, os autores prevêem um potencial de economia de combustível de pelo menos cinco por cento no médio prazo, mas mais provavelmente até 20 por cento.

    Imagem do microscópio eletrônico de varredura de uma superfície modelada na de Salvinia. Crédito:Prof. Dr. Wilhelm Barthlott / Universidade de Bonn

    Em sua publicação no renomado "Philosophical Transactions" da British Royal Society, fundada por Isaac Newton, calcularam as vantagens econômicas e ecológicas que isso traria. Por exemplo, um navio de contêineres comerciais a caminho de Baltimore (EUA) para Bremerhaven poderia reduzir seus custos de combustível em até 160, 000 dólares americanos. No mundo todo, as emissões do gás de efeito estufa dióxido de carbono seriam reduzidas em um máximo de 130 milhões de toneladas.

    Levando em consideração o crescimento reduzido de cracas e outros organismos aquáticos, o que causa uma enorme perda adicional de arrasto, essa quantidade chega até a quase 300 milhões de toneladas. Isso corresponde a quase um por cento das emissões globais de CO2. "Claro, esses números são otimistas, "diz Mail." Mas eles mostram quanto potencial esta tecnologia tem. "

    Samambaia flutuante hidrofóbica

    As camadas de alta tecnologia são baseadas em modelos da natureza, como a samambaia flutuante Salvinia molesta. Isso é extremamente hidrofóbico:quando submerso e retirado novamente, o líquido escorre imediatamente. Depois disso, a planta está completamente seca. Ou para ser mais preciso:para começar, nunca foi realmente molhado. Porque embaixo da água a samambaia se envolve em um vestido extremamente fino de ar. Isso evita que a planta entre em contato com o líquido - mesmo durante um mergulho de muitas semanas. Os cientistas chamam esse comportamento de "super-hidrofóbico".

    Salvinia tem minúsculos pêlos semelhantes a batedores de ovos na superfície de suas folhas. Estes são repelentes de água em sua base, mas hidrofílico em sua ponta. Com essas pontas de cabelo, a samambaia aquática "fixa" firmemente uma camada de água em torno de si mesma. Seu pequeno vestido de ar aprisionado mantido no lugar pela camada de água. Talvez esse princípio logo cause sensação em um contexto completamente diferente:como um potente lubrificante para navios petroleiros.


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