Metal super-hidrofóbico inspirado em aranhas-d’água promete cascos inafundáveis

Mais de 110 anos depois da tragédia do Titanic, engenheiros seguem em busca de soluções capazes de impedir que grandes embarcações percam a flutuabilidade em caso de avaria. A aposta mais recente recorre a um material metálico tratado para reter ar de forma permanente, inspirado no modo como aranhas-d’água e formigas-de-fogo sobrevivem na superfície ou sob a água.

Como funciona a nova superfície

O estudo utiliza tubos convencionais de alumínio submetidos a gravações microscópicas. Microrranhuras e cavidades distribuem-se ao longo da parede interna, criando bolsões de ar que permanecem presos mesmo sob grande pressão. A camada gasosa age como um colete salva-vidas embutido, dificultando que a água ocupe o interior da estrutura desde o primeiro contato.

O princípio imita o comportamento da aranha de sino de mergulho, espécie que segura uma bolha próxima ao corpo para respirar debaixo d’água, e das formigas-de-fogo, que formam balsas vivas graças à hidrofobicidade natural dos seus exoesqueletos. Nos experimentos, um divisor posicionado no centro do tubo contribui para manter o ar no lugar caso ocorram perfurações localizadas ou forte agitação das ondas.

Diferença em relação aos cascos compartimentados

Navios modernos já incorporam diversos compartimentos estanques: se um setor é perfurado, outros ficam secos e a embarcação continua a boiar. A nova linha de pesquisa, no entanto, tenta impedir que a água entre em qualquer área, reduzindo ainda mais o risco de inundação progressiva. Em vez de confiar apenas na espessura ou na forma das chapas, o método acrescenta propriedades super-hidrofóbicas à própria superfície metálica.

Aplicações em estudo

Os pesquisadores avaliam a montagem de múltiplos tubos tratados em série ou em rede para criar módulos flutuantes com redundância. Entre as possibilidades discutidas estão:

• Navios de carga formados por seções independentes e inafundáveis;
• Boias de navegação menos suscetíveis a colisões e tempestades;
• Plataformas de turbinas eólicas instaladas em alto-mar;
• Estruturas móveis para painéis solares flutuantes;
• Equipamentos de monitoramento oceânico e dispositivos de resgate.

Desafios para uso em larga escala

Para viabilizar a produção comercial, o efeito super-hidrofóbico precisa resistir por vários anos à ação do sal, da radiação ultravioleta, das oscilações de temperatura e da incrustação de organismos marinhos. Bioincrustações podem preencher as cavidades microscópicas, anulando a camada de ar. Assim, protocolos regulares de limpeza, reaplicação de tratamentos e monitoramento de desempenho terão de ser incorporados às rotinas de estaleiros e portos.

Outra etapa crítica envolve a reprodução das microrranhuras em escala industrial sem elevar excessivamente o custo em comparação com chapas de aço naval tradicionais. Os autores listam uma agenda técnica e regulatória que inclui:

• Desenvolver linhas de fabricação capazes de gravar microestruturas em grandes painéis de alumínio;
• Executar testes de durabilidade contínuos, em ambiente salino, por vários anos;
• Integrar o material a projetos navais já certificados, sem comprometer normas de segurança;
• Definir padrões específicos para estruturas consideradas “inafundáveis”;
• Avaliar possíveis impactos ambientais decorrentes de tratamentos químicos das superfícies.

Rumo aos testes em mar aberto

Um vídeo divulgado pela Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, mostra protótipos de pequeno porte que afundam e retornam à superfície repetidas vezes sem perder o ar interno. A próxima fase prevê a construção de módulos maiores para ensaios controlados em tanques de prova e, depois, em mar aberto.

Se os resultados de laboratório se confirmarem em escala real, navios, plataformas de energia renovável e equipamentos de suporte a pesquisas oceânicas poderão receber cascos com capacidade de flutuar mesmo quando danificados. Até lá, a tecnologia seguirá em avaliação, enquanto o Titanic permanece como lembrança do desafio permanente de vencer a força do mar.