Ocupando dois andares de um prédio no campus do IPT, o túnel de cavitação pode assustar por sua grande estrutura. O equipamento de água circulante geralmente é utilizado para testes de propulsores usados em embarcações marinhas. Presente no IPT desde 1963, o túnel passou por uma modernização para atender a novas demandas do mercado, dentre elas um trabalho em parceria com a Marinha do Brasil. O túnel de cavitação do IPT é considerado um equipamento de acesso restrito por haver apenas cerca de 30 unidades no mundo todo. Na América Latina, por exemplo, o localizado no Instituto é o único.
No túnel é possível induzir um fluxo de água equivalente ao encontrado na operação de uma embarcação, regulando a velocidade, a pressão hidrostática e rotação do hélice, e medir o empuxo e o torque gerados, além de visualizar a cavitação. O fenômeno da cavitação é equivalente ao fenômeno de evaporação, com a diferença de que aqui sua ocorrência se deve a uma redução de pressão ao invés da elevação da temperatura.
“Uma das principais mudanças que fizemos foi fazer a integração de uma maneira mais adequada do sistema de velocimetria por imagem de partículas (PIV, de particle image velocimetry). Este é um sistema de visualização do escoamento que nos permite realizar a medição do campo de velocidade em um plano em qualquer posição de maneira síncrona à rotação do hélice”, declara o pesquisador do Laboratório de Engenharia Naval e Oceânica, João Lucas Dozzi Dantas.
Além disso, segundo Dantas, os pesquisadores também realizaram a digitalização do sistema de medição de torque e empuxo do hélice, trocando o sistema que utiliza uma balança analógica por um sistema com células de carga. Atualmente, as informações obtidas neste sistema são sincronizadas ao PIV e aos demais sensores do túnel, e tudo está ligado a um sistema em um único computador de controle.
No túnel é possível induzir um fluxo de água equivalente ao encontrado na operação de uma embarcação, regulando a velocidade, a pressão hidrostática e rotação do hélice
Tais modernizações contribuem muito para o relacionamento IPT-indústria, como analisa Dantas. “Graças à modernização, hoje podemos aumentar a gama de resultados oferecidos aos clientes. Como tudo ficou digital, agora a precisão dos resultados está muito melhor e a obtenção de dados mais rápida”, afirma ele. Foi por essas e outras atualizações que o trabalho feito no IPT atraiu a atenção da Marinha do Brasil para desenvolver uma parceria.
O projeto consistiu na análise do casco de um navio patrulha no tanque de provas, envolvendo ensaios de resistência e de autopropulsão para medir as forças no hélice e no casco. Também foram realizados ensaios de medição de esteira que, junto aos demais ensaios, são usados como referência para os testes no túnel de cavitação. Nessa segunda parte, os pesquisadores realizaram um trabalho de customização e otimização do hélice original, tendo sido o modelo posteriormente fabricado para testes em escala no túnel de cavitação. O trabalho foi concluído no terceiro trimestre do ano passado.
Ainda segundo Dantas, os testes no túnel de cavitação são importantes para validar os projetos finais dos hélices de acordo com critérios de desempenho e cavitação, verificando se os equipamentos conseguem apresentar uma boa eficiência e mantém a cavitação em um nível admissível. “A cavitação é um fenômeno tão agressivo que pode danificar o hélice e reduzir significativamente o empuxo gerado. Por isso é muito importante fazer estes ensaios no equipamento.”
