Barcos superrápidos

2002/01/20 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia

• Garraioak

Os buques mercantes actuais son moi lentos. Imaxínache! De media, móvense un pouco máis rápido que o seu amigo que corre e necesitan una semana paira cruzar o Atlántico. Si fose unha viaxe de pracer, bo, pero sendo mercadorías, sempre mellor máis rápido. Até agora había impedimentos técnicos ineludibles, pero puxéronse en marcha barcos que van superalos e que van de Europa a América en tres días.

O factor máis importante que impide que os buques mercantes tomen una gran velocidade é a “onda cativa”. A onda cativa, tal e como o seu nome indica, é una onda e chámase cativa porque se forma o empuxe do barco e móvese con el. É dicir, a cada barco correspóndelle a súa propia onda cativa. Até a data, esta singular onda limitou en gran medida o desenvolvemento de buques mercantes en canto a velocidade.

A ondada cativa é, en xeral, igual que a ondada producida polo vento, é dicir, segue as mesmas leis físicas, pero tamén está estreitamente relacionado co barco que o creou. Por exemplo, canto máis grande sexa o barco, maior será a ondada; a velocidade da onda dependerá tamén do tamaño do barco. Os buques mercantes son grandes e xeran grandes ondas cativas.

Prisioneiro da onda cativa

Mentres a onda vai por diante do barco non hai problemas, pero se o barco supera a velocidade da onda, aí empezan as comeries. A onda alárgase, aumenta e o pop do barco afúndese nas profundidades entre os cumes. Afundindo a popa, o rozamiento entre a onda e o barco aumenta considerablemente e diminúe a velocidade do buque. Este fenómeno fai que os modernos buques mercantes non superen os 42 km/h.

As características da onda cativa foron descritas e analizadas polo arquitecto naval William Froude no XIX. No século XX, e a partir dos 42 km/h, a fricción da onda cativa convértese nun inconveniente. Esta presunción segue vixente na actualidade, xa que os envases non poden funcionar máis rápido sen malgastar enerxía.

Doutra banda, a propulsión dos envases tamén impón limitacións á velocidade. Por exemplo, a partir de una velocidade de 55 km/h (se se alcanzase algunha vez) prodúcese una cavitación na hélice, é dicir, créanse cavidades ou ocos de aire ao redor das pas de hélices. Isto provoca vibracións perigosas e o envase perde forza de empuxe.

Este problema tivo lugar nos avións e foi solucionado con motores de reacción e cambio de deseño das ás. No caso dos buques de mercadorías, están a desenvolverse turbinas de gas e motores de chorro de auga paira solucionar o problema das hélices. Son perfectos paira circular a alta velocidade, aumentando a eficiencia coa velocidade e non xerando cavitación.

Pero mellorar a propulsión non é suficiente paira superar a onda cativa, se os barcos seguen arrastrando a auga. Os barcos necesitan deseños que lles permitan atravesar a auga ou a onda.

Deseños innovadores

Paira superar o fito da velocidade, varias empresas presentaron deseños innovadores de buques mercantes. O enxeñeiro británico Nigel Gee e o consorcio ADX Express queren utilizar o deseño Pentamaran paira superar a onda cativa e pór aos buques mercantes a 70 km/h. Os buques pentamaran terán 280 metros de eslora e capacidade paira transportar 8.000 toneladas de mercadoría. Pero a achega dos barcos Pentamaran non está en tamaño, senón en velocidade, xa que, como dixemos, atravesarán o Océano Atlántico a 70 km/h.

A clave do misterio está no deseño dos envases, na súa relación lonxitude e anchura. Os recipientes en pentama serán máis longos e estreitos que os convencionais, do mesmo xeito que os envases de viquingos. Ao ser o barco máis delgado, producirán menos ondas cativas e, en lugar de empuxalas, serán capaces de atravesar as ondas. Desta forma poderán manter velocidades elevadas. A quilla do primeiro Pentamarán estará lista en 2003. Ao principio só van facer barcos de mercadorías, pero xa están a pensar nos barcos de pasaxeiros e nos ferrys.

O feito de que os envases comerciais até agora sexan anchos débese á súa sinxeleza, en xeral, os envases longos e estreitos adoitan ser máis inestables que os grandes. Paira superar o obstáculo, o enxeñeiro Nigel Gee dotou externamente a Pentamaran dunha estrutura especial para que sexan estables.

A compañía FastShip Atlantic, de Filadelfia, está a seguir o mesmo obxectivo, pero abordaron doutra banda o problema da onda cativa. En lugar de construír barcos máis estreitos, deseñaron barcos cunha proa profunda en forma de V e una popa plana de pouca profundidade. É dicir, os baixos dos FastShip serán cóncavos.

Grazas a este deseño hidrodinámico conseguen reducir considerablemente o rozamiento da ondada cativa. A alta velocidade fórmase una cima artificial na popa que axuda a levantar o extremo posterior do recipiente paira evitar que o pop chegue ao fondo. Desta forma compensan o efecto de fricción da onda cativa. A onda artificial, ademais, proporcionará estabilidade ao barco en condicións de mar abrupto e non perderá velocidade. O obxectivo é, de novo, construír un buque mercante que circule a 70 km/h nun prazo de dous anos.

Publicado en 7k.