Alemanha sugere hélices silenciosas para mitigar impacto sonoro dos navios nos oceanos

Pesquisadores buscam soluções para reduzir a poluição acústica causada por embarcações.

Cada embarcação que navega pelos mares gera um ruído contínuo, proveniente das hélices que a impulsionam. Este som de baixa frequência se propaga por longas distâncias, afetando peixes, cetáceos e outros organismos marinhos. O fenômeno, conhecido como cavitação, foi reconhecido academicamente em 2004, embora já fosse objeto de estudo desde 1893.

Para compreender a cavitação, é essencial observar o funcionamento das hélices em alta rotação. O movimento das pás provoca uma diferença de pressão, resultando em uma queda significativa na pressão na face traseira da hélice. Essa queda de pressão faz com que a água se transforme em pequenas bolhas de vapor.

O problema surge quando essas bolhas retornam ao estado líquido, implodindo de forma violenta e gerando ondas de pressão que se propagam rapidamente pela água. Quando essas ondas colidem com superfícies, podem causar danos consideráveis. A cavitação é acompanhada por vibrações e ruídos, semelhantes ao som de cascalho caindo sobre uma máquina. Apesar de ser um som de baixa frequência, ele consegue percorrer grandes distâncias.

A poluição acústica causada por atividades humanas é uma das formas menos discutidas de poluição aquática, mas seus impactos são bem documentados. As baleias utilizam o som para comunicação, navegação e caça, enquanto os peixes dependem dele para detectar predadores e realizar a desova. Os crustáceos, por sua vez, são sensíveis às vibrações no fundo marinho.

Para ilustrar a gravidade da situação, estima-se que existam cerca de 50.000 navios mercantes operando globalmente, todos emitindo esse tipo de som. A poluição acústica não é um fenômeno isolado, mas um problema generalizado.

Uma equipe da Universidade de Ciências Aplicadas de Kiel está trabalhando para mitigar essa questão por meio do projeto MinKav. Os pesquisadores identificaram que o pico de som não ocorre no momento da formação das bolhas, mas sim no colapso delas. A intensidade do som está diretamente relacionada à velocidade desse colapso: quanto mais rápido, mais intenso o impacto.

Os cientistas estão desenvolvendo uma hélice que gera menos cavitação, o que não só reduziria o ruído, mas também poderia aumentar a eficiência, já que a cavitação representa energia mecânica desperdiçada. Assim, a proposta é criar um sistema que produza menos ruído e emissões.

Os experimentos estão sendo realizados no Laboratório de Hidrodinâmica Naval da universidade, utilizando um aquário com uma hélice em miniatura para simular as condições de fluxo. Equipados com microfones subaquáticos e câmeras de alta velocidade, os pesquisadores analisam onde e quando ocorrem os picos de ruído.

O próximo passo envolve simulações computacionais para testar diferentes designs de hélices, buscando reduzir o ruído sem comprometer o desempenho, a eficiência ou a durabilidade. A solução mais evidente — diminuir as rotações por minuto — não é viável, pois um navio comercial não pode navegar a velocidades reduzidas.

O projeto MinKav, iniciado em janeiro deste ano, terá duração de três anos e um orçamento de 390.000 euros, um valor modesto para um problema de tal magnitude. Mesmo que o projeto alcance resultados satisfatórios, a transição do laboratório para a aplicação em navios comerciais ainda será um desafio significativo.