Per assolir els objectius internacionals climàtics, les emissions de carboni derivades del transport marítim s'han de reduir en més d'un 50% l'any 2050 en comparació amb els nivells de 2008. Fins al 99% del transport mundial marítim, actualment depèn dels combustibles fòssils. Tot i que l'electricitat pot transportar ferris més petits a distàncies més curtes, l'electrificació de vaixells grans i de llarg recorregut es veu obstaculitzada per les limitacions d'abast.
Investigadors de la Universitat Tecnològica de Chalmers, Suècia, han estat els primers en demostrar amb èxit un nou mètode que podria obrir el camí per reduir significativament l'impacte climàtic del transport marítim. Inspirats en una tecnologia aerodinàmica utilitzada a l'aviació, s'ha trobat una manera de reduir la resistència aerodinàmica d'un vaixell en un 7,5%. El resultat és una major eficiència energètica i un consum de combustible molt més baix.
Per a un petrolier que va des de l'Aràbia Saudita al Japó, significaria una reducció del consum de combustible d'unes deu tones mètriques. El innovador mètode, és especialment rellevant per al futur transport eòlic. La propulsió eòlica no és una tecnologia nova per se.
Un vaixell amb propulsió eòlica requereix un disseny aerodinàmic més eficient, ja que no té la potència d'un vaixell de combustible fòssil. Abans, tampoc es tenia en compte l'efecte aerodinàmic en comparació amb la resistència total d'un vaixell a l'aigua. Però quan es tracta d'una propulsió eòlica, l'efecte aerodinàmic podria obrir noves possibilitats.
Probablemetn, en els propers anys es veuran vaixells que combinen propulsió eòlica i propulsió amb combustibles. Però l'objectiu a llarg termini és fer que l'energia eòlica sigui l'única font d'energia per als vaixells de càrrega i similars.
L'efecte Coanda com a part fonmental, fa que el flux d'aire s'adhereixi a superfícies corbes donat què es basa en la tendència d'un fluid, com l'aigua, a fluir per la part posterior d'una cullera, al llarg d'una superfície corba convexa.
En el transport marítim, una de les principals fonts d'arrossegament aerodinàmic és la part posterior de forma quadrada de la superestructura del vaixell; la part que surt de la coberta. El nou disseny indueix l'efecte Coanda al voltant d'aquesta zona gràcies a crear un disseny amb vores convexes a la superestructura del vaixell i permetre que l'aire comprimit flueixi a través de les ranures. L'efecte Coanda permet que la pressió de l'aire al casc del vaixell s'equilibri fet que considerablement redueix la resistència aerodinàmica, fent el vaixell més eficient energèticament.
El mètode, que es pot utilitzar tant en vaixells existents com en vaixells de disseny moderns i recents, demostra que el mètode pot reduir la resistència aerodinàmica en un 7,5%.
Aqeusta idea permetria augmentar la seguretat dels helicòpters enels enlairaments i aterratgesen en aquests vaixells. Les turbulències solen sorgir quan l'aire baixa des de la superestructura del vaixell, desestabilitzant l'helicòpter. Com que els pilots han d'aterrar o enlairar en un lloc molt precís del vaixell, això comporta grans riscos.
Actualment, s'utilitzen tanques o una forma adaptada a la nau per minimitzar els riscos, però no són gaire efectives. Com aquesta solució esmorteeix les turbulències gràcies a que afecta el vent que baixa darrere de la superestructura.
L'efecte Coanda rep el nom de l'inventor romanès Henri Coanda que, cap al 1910, va ser el primer a reconèixer les aplicacions pràctiques del fenomen en el disseny d'avions. Avui en dia, l'efecte s'utilitza en avions a reacció, on la sustentació aerodinàmica augmenta a mesura que el corrent laminar circula en contacte amb el ala. L'efecte Coanda afecta els fluxos d'aire i líquids en molts contextos diferents, com ara la climatització. Les proves teòrques es van dur a terme en un model de dinamica de fluid computacional per vaixells.
Font: Kewei Xu et al, Gran simulació de remolí del control del flux d'aire del vaixell amb efecte Coanda constant, Physics of Fluids (2023). DOI: 10.1063/5.0127560
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada