Sabia que....a “tecnologia” da pele de tubarão está a ser aplicada às bombas ?
Tal como acontece em muitos ramos da ciência, o conhecimento de algumas particularidades associadas às diferentes espécies animais, tem servido de base a novos desenvolvimentos na área da mecânica de fluidos.
A utilização do efeito da pele do tubarão associado a bombas centrífugas pode ser uma surpresa, mas na realidade o efeito da pele do tubarão - que os torna rápidos e eficientes - foi pormenorizadamente estudado e adaptado às bombas (já tinha sido adaptado aos cascos de navios e às asas de alguns aviões), devido aos ganhos energéticos que se obtêm. Na figura 1, podemos observar uma fotografia ampliada da pele de tubarão, onde se nota a sua “estranha” textura rugosa cheia de socalcos.
Fig. 1 - Foto ampliada da pele de tubarão
É sobre a camada limite (a parte do fluído próxima da parede, na qual a vel. de escoamento diminui para zero, relativamente à parede) da superfície molhada, que os processos de mecânica de fluidos se aplicam. Esta estreita zona é responsável pela fricção que ocorre nas paredes, originando uma separação do fluxo. Não existindo ainda uma explicação hidrodinâmica para este efeito, o que acontece é que os canais longitudinais provocam um efeito de amortecimento, crescimento e rebentamento nas regiões de baixa velocidade de escoamento, junto à sub-camada laminar da camada limite. Normalmente esta turbulência ocorre a uma certa distância das paredes (0<h+<10), oscila transversalmente (entre 8<h+<12) e rebenta (entre 10<h+<30, sendo h+ uma quantidade dimensionável que reflecte a distância absoluta da parede e as propriedades físicas da camada limite).
Fig. 2 - Representação gráfica e foto ampliada de um impulsor com canais em espiral
Paradoxalmente resulta que estas superfícies sejam, do ponto de vista hidráulico, mais suaves do que superfícies polidas !! A utilização desta tecnologia na construção dos impulsores de bombas centrífugas, através da criação destes canais em espiral (ver fig. 2) conduz a aumentos do rendimento em cerca de 1,5% quando comparados com impulsores polidos.
Assim, ao desenhar os impulsores estamos a “pedir emprestado” conhecimento ao meio ambiente, que depois retribuímos ao consumir menos energia !!