IPT moderniza laboratório de ensaios navais
Autor: GIULIANO LUCAS | Publicado: 2010-12-25T23:27:00-08:00

Inovação TecnológicaO IPT está reinaugurando seu túnel de cavitação do IPT, usado para testes de embarcações.  Depois de 47 anos de atividades, o laboratório foi totalmente  reestruturado e será reaberto com uma estrutura remodelada e  modernizada.  Teste de cavitação  O túnel consiste em um circuito fechado de água, fabricado em aço,  montado de forma a permitir a instalação de um modelo de propulsor em  sua seção de teste.  A água em circulação dentro do túnel torna possível medir os  parâmetros de operação da hélice (empuxo e torque) não só na chamada  condição estática, mas em todas as faixas de operação.  Em determinadas condições de rotação e pressão interna, é possível  ocorrer o fenômeno da cavitação, ou seja, a água muda para o estado  gasoso, onde a pressão local é mais baixa que a pressão de vaporização  da água. Formam-se bolhas que produzem vibrações, diminuem a eficiência  do propulsor e podem causar a erosão do material.  Velocimetria  A estrutura principal do túnel de água é a mesma desde 1963, com comprimento de 8 metros e 6 metros de altura.  A lista de equipamentos para os testes, no entanto, inclui agora  células de carga, manômetros, uma nova bomba de vácuo para controle das  condições internas e, principalmente, o sistema de velocimetria por  imagem de partículas (PIV, de particle image velocimetry).  Trata-se de uma técnica que lança mão de emissões de feixes de laser  para a medição de campos de velocidade em escoamentos, de forma  não-intrusiva.  Para recriar as condições exigidas no túnel para os ensaios, o  pesquisador Marco Antonio P. Carmignotto, do Laboratório de Tecnologia  Naval do IPT, explica que é necessária a reprodução da chamada "esteira  nominal", isto é, o escoamento na área da popa da embarcação onde o  propulsor é instalado.  A esteira é caracterizada com o sistema de medição de mapas de  velocidades em escoamento, o PIV, e ajustada até que se reproduzam as  condições reais de operação.  Novas técnicas  Entre o período de quase um ano entre a reinauguração das novas  instalações do CNaval e a execução do primeiro ensaio no túnel de  cavitação, os pesquisadores dedicaram-se a testes de caracterização da  estrutura e dos equipamentos de medição.  Foram comparadas novas e antigas técnicas em um processo de  benchmarking para validação de parâmetros e certificação dos próprios  métodos do Instituto, antes da retomada dos serviços no único  laboratório da América Latina.  "Pelo fato de o PIV ser uma técnica nova de medição, fizemos estudos  de comparação com práticas consolidadas, como o tubo de Pitot", explica  Adriano Axel P. Pereira, do Laboratório de Hidrodinâmica do IPT.  "Existem diferenças na comparação entre diferentes tecnologias: enquanto  o tubo de Pitot fornece valores médios e localizados, o PIV informa as  velocidades de todo o campo de escoamento. No entanto, foi importante  comparar semelhanças e diferenças para propiciar um domínio maior em  hidrodinâmica, garantindo qualidade dos resultados para ensaios com as  mais diversas velocidades e rotações nas hélices".  Propulsores  Em paralelo aos investimentos em nova instrumentação, os propulsores  ensaiados no túnel de cavitação passaram a ser fabricados no próprio IPT  com o auxílio da máquina de prototipagem rápida recentemente adquirida  dentro do Projeto Multiusuários (Finep e Petrobras).  Moldes são agora construídos no novo equipamento para a confecção de  hélices de metal, um requisito necessário em razão das condições mais  rigorosas do túnel de cavitação - isso acelerou o tempo de construção  das peças e tornou viável o estudo de uma gama maior de geometrias dos  modelos.