Pesquisadores da Universidade de Sharjah, nos Emirados Árabes Unidos, demonstraram com sucesso o uso de motores a ar comprimido como alternativa sustentável e eficiente aos motores a diesel em balsas operacionais na Finlândia.
A propulsão pneumática, uma tecnologia que utiliza ar comprimido para movimentar hélices, está ganhando força como uma solução promissora no transporte marítimo de curta distância. Desenvolvido por Abdul Hai Alami e sua equipe na Universidade de Sharjah, o sistema substituiu dois motores a diesel, cada um com 250 kW, por um sistema movido inteiramente a ar em uma balsa em operação na Finlândia.
Os motores a diesel, embora amplamente utilizados por sua confiabilidade e robustez, apresentam graves problemas ambientais, como emissão de poluentes e ruído elevado. Além disso, exigem tanques de combustível volumosos, o que compromete a eficiência e o espaço útil em embarcações menores.
A proposta da equipe árabe consistiu em utilizar tanques de alta pressão para armazenar o ar comprimido, que é então liberado em um motor pneumático com palhetas acoplado a um impulsor naval. Esse arranjo técnico mostrou-se suficiente para cumprir a rota da balsa sem necessidade de energia complementar.
Os testes experimentais foram combinados com simulações baseadas em condições reais de operação, utilizando equações politrópicas para prever o comportamento do ar durante os ciclos de compressão e expansão. O resultado foi um desempenho semelhante ao sistema a diesel, mas com vantagens significativas em termos de sustentabilidade e manutenção.
Um dos grandes diferenciais da proposta é o projeto modular do sistema pneumático, que permite adaptar sua capacidade a diferentes tipos de embarcações. A possibilidade de armazenar o ar comprimido na própria estrutura da balsa ou em tanques auxiliares representa também um ganho em flutuabilidade, ampliando a eficiência do projeto.
A economia financeira também chama atenção. Segundo a análise econômica da equipe, o uso do sistema pneumático pode gerar uma economia de até US$ 73.000, com um retorno de investimento estimado em 8 anos. A redução dos custos de combustível e das necessidades de manutenção são os principais vetores dessa vantagem.
Além do sucesso técnico e econômico, o estudo aponta um potencial para futuras melhorias. Com o avanço de novos materiais, os pesquisadores acreditam que será possível desenvolver motores pneumáticos ainda mais potentes, capazes de atender operações mais exigentes e ampliar o uso da tecnologia em embarcações de diferentes portes.
A equipe já planeja testar o sistema em trajetos mais longos e embarcações maiores, levando em consideração o impacto ambiental positivo e a viabilidade de substituição gradual de motores convencionais, especialmente em regiões onde a poluição marítima é um desafio constante.
O estudo, publicado na revista Energy Conversion and Management, ressalta que os motores a ar comprimido não apenas representam uma alternativa viável aos motores convencionais, mas também abrem caminho para um novo paradigma no transporte marítimo sustentável.
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Motor pneumático com palhetas:
Dispositivo que utiliza ar comprimido para girar um eixo com palhetas móveis. Essas palhetas capturam a energia do ar em expansão, gerando movimento rotativo, ideal para mover hélices em embarcações.
Impulsor naval:
Componente semelhante a uma hélice, responsável por converter energia rotacional em propulsão na água. No caso dos sistemas pneumáticos, é acionado por motores movidos a ar.
Relações politrópicas:
Equações usadas para descrever o comportamento do gás (neste caso, o ar comprimido) durante processos de compressão e expansão, levando em conta variações de pressão e temperatura. São fundamentais para projetar sistemas eficientes.
