Hidrofolio

1. Introdução

Ao longo deste relatório iremos abordar o hidrofólio de diferentes perspetivas, nomeadamente em termos de históricos, as suas principais vantagens e desvantagens em relação a outras embarcações, o seu funcionamento, os processos e materiais que ainda hoje continuam em desenvolvimento e por fim, os tipos de hidrofólios existentes e assim como as suas diversas aplicações.

Para uma melhor compreensão deste trabalho, é de salientar que o hidrofólio é uma superfície flutuante usada em inúmeros transportes marítimos, sendo a sua principal característica a projeção parcial da parte inferior do barco para um nível superior ao da água, graças ao ângulo de curvatura que a estrutura forma.

Consiste, essencialmente, numa estrutura instalada no casco do barco com o intuito de elevá-lo, reduzindo assim o atrito da água, resultando desta forma, num aumento potencial da sua velocidade, e na substancial redução do consumo de combustível.

Uma possível analogia de se fazer a esta capacidade de projeção é a sustentabilidade que as asas de um avião conferem ao mesmo, a única diferença é que como a água é aproximadamente 600 vezes mais densa que o ar, a estrutura pode ser muito mais pequena e capaz de ser aplicada a velocidades inferiores.

 

2. História

Enrico Forlanini, um inventor italiano, começou a trabalhar em hidrofólios em 1948, usando um sistema de escadas para elevar o navio, obtendo assim patentes pela sua invenção em diversos países como, por exemplo, a Grã-Bretanha e os Estados Unidos da América.

Mais tarde, entre 1899 e 1901, um designer de navios inglês, John Thornycroft, desenvolveu o sistema de Forlanini. Assim, em 1909, este construiu o seu próprio modelo, o Miranda II, um barco movido por um motor de 60 cavalos (45kW). Os hidrofólios de Thornycroft foram-se desenvolvendo, sendo que o último barco desenvolvido já atingia os 65km/h (Miranda IV).

Em Março de 1906, saía um artigo na revista Scientific American sobre os princípios básicos do hidrofólio. Alexander Graham Bell (conhecido mundialmente pelos seus estudos e contributos na invenção dos telefones) após ler este artigo, ganhou um especial interesse por este tipo de navios e decidiu estudá-los, desenvolvendo então vários protótipos mais idênticos aos hidrofólios atuais.

Juntamente com o engenheiro americano Casey Baldwin, Bell começou a realizar experiências no verão de 1908. Baldwin estudou pormenorizadamente o trabalho de Forlanini e começou a testar alguns modelos baseados nos seus designs. Entre 1910 e 1911, Bell realizou uma digressão mundial, durante a qual se encontrou com Forlanini em Itália testando o modelo de Bell e Baldwin no lago Maggiore.

Quando ambos regressaram aos Estados Unidos, experimentaram inúmeros modelos e designs dando assim origem ao HD-4, que usava um motor Renault atingindo velocidades de 87 km/h, tinha uma grande capacidade de aceleração, apresentava estabilidade em mares mais revoltos e uma excelente capacidade de mudar de direção.

 

Mais tarde, em 1919, a marinha americana disponibilizou dois motores com 350 cavalos para o HD-4 de Bell batendo assim o recorde de velocidade em navios (114km/h), um recorde que durou duas décadas a ser novamente ultrapassado.

Nos dias que correm, pode-se observar uma réplica deste modelo no museu Alexander Graham Bell National Historic Site em Baddeck na Nova Escócia no Canadá.

Em 1950 um casal inglês construiu o White Hawk tentando bater o recorde de velocidade de navios. O recorde foi praticamente batido e os engenheiros depararam-se com um fenómeno que devido às elevadas velocidades comprometia a estabilidade e o funcionamento do navio.

 

3. Vantagens/Desvantagens

3.1. Vantagens

Segundo os fabricantes, se instalados corretamente, os hidrofólios podem fazer maravilhas, como:

• Permitir que mais altas velocidades sejam atingidas com um esforço consideravelmente menor que o necessário à maioria das embarcações de altas velocidades;

• Possibilidade de se utilizar motores mais pequenos para atingir velocidades máximas;

• Aumentar a capacidade de transporte de carga com uma menor perda de velocidade;

• Diminuir o tempo de planeio;

• Manter o regime de planeio numa rotação mais baixa;

• Reduzir o consumo de combustível;

• Baixar a proa para dar mais visibilidade frontal para o piloto;

• Oferecer, geralmente, um maior conforto a bordo devido às acelerações verticais muito menores sofridas por este tipo de barcos, em mares calmos ou moderados;

 

3.2. Desvantagens

Os hidrofólios tiveram o seu pico de popularidade nos anos 60 e 70. Desde então tem ocorrido um grande declínio na sua popularidade e no seu uso para lazer, serviços militares e também para o transporte de passageiros comerciais. Existem várias razões para que isto ocorra:

3.2.1. Desvantagens Económicas

• A sua construção é muito dispendiosa, o que nem sempre compensa para os utilizadores dos barcos;

• A necessidade de os hidrofólios de produzirem força para cima o suficiente para tirar o barco da água coloca limitações práticas sobre o tamanho do mesmo. Isto torna o barco extremamente caro para o tamanho que possui em comparação aos navios de deslocamento convencionais;

 

3.2.2. Desvantagens Ambientais/Animais

• Possuem arestas afiadas que se mantém debaixo de água em andamento, e que podem ferir letalmente os animais marinhos, como as baleias;

3.2.3. Desvantagens Estruturais

• São tecnicamente complexos e requerem manutenção contínua, o que levou a que muitos projetos dos hidrofólios para serviços militares fossem descartados;

• Torna-se desconfortável e até mesmo perigoso quando o mar se encontra demasiado agitado devido à emersão à tona da água e ao impacto do casco nas ondas;

• São