Navio de rotor - Rotor ship
Um navio com rotor é um tipo de navio projetado para usar o efeito Magnus para propulsão . O navio é impulsionado, pelo menos em parte, por grandes rotores verticais acionados , às vezes conhecidos como velas de rotor . O engenheiro alemão Anton Flettner foi o primeiro a construir um navio que tentava usar essa força para propulsão, e os navios que usam esse tipo de rotor são às vezes conhecidos como navios Flettner .
O efeito Magnus é uma força que atua sobre um corpo giratório em uma corrente de ar em movimento, que produz uma força perpendicular à direção da corrente de ar e ao eixo do rotor.
Princípios de operação
Um rotor ou navio Flettner é projetado para usar o efeito Magnus para propulsão. O efeito Magnus é uma força que atua sobre um corpo giratório em uma corrente de ar em movimento, que atua perpendicularmente à direção da corrente de ar e do eixo do rotor. Um rotor Magnus usado para impulsionar um navio é chamado de vela de rotor e é montado com seu eixo vertical. Quando o vento sopra de lado, o efeito Magnus cria um impulso para a frente. Assim, como acontece com qualquer navio à vela , um navio de rotor só pode se mover para a frente quando há vento soprando. A forma mais comum de vela de rotor é o rotor de Flettner .
Devido à disposição das forças, um navio com rotor é capaz de navegar mais próximo do vento do que um navio à vela convencional. Outras vantagens incluem a facilidade de controle de estações de navegação protegidas e a falta de requisitos de enrling em clima pesado.
No entanto, se o navio mudar de direção para que o vento venha do outro lado, a direção de rotação deve ser invertida ou o navio será empurrado para trás.
O vento não movimenta o rotor propriamente dito, que deve ter sua própria fonte de energia. Como outros navios à vela, os navios com rotor também têm uma pequena hélice convencional, para fornecer facilidade de manobra e propulsão para frente em velocidades baixas e quando o vento não está soprando ou o rotor está parado. Em um navio com rotor híbrido, a hélice é a principal fonte de propulsão, enquanto o rotor serve para descarregá-lo e, assim, aumentar a economia geral de combustível. As velas do rotor geram economia de combustível de 5 a 20%.
História
Pioneiros
O engenheiro alemão Anton Flettner foi o primeiro a construir um navio que tentava usar o efeito Magnus para propulsão. Auxiliado por Albert Betz , Jakob Ackeret e Ludwig Prandtl , Flettner construiu um navio de rotor experimental; Em outubro de 1924, a Germaniawerft concluiu a construção de um grande navio de dois rotores chamado Buckau . A embarcação era uma escuna reformada que carregava dois cilindros (ou rotores) de aproximadamente 15 metros (50 pés) de altura e 3 metros (10 pés) de diâmetro, movidos por um sistema de propulsão elétrica de 50 hp (37 kW) de potência.
O Buckau navegou de Danzig para a Escócia através do Mar do Norte em fevereiro de 1925. O navio podia virar (navegar contra o vento) a 20–30 graus, portanto, os rotores não causavam preocupação em tempo tempestuoso. O navio foi renomeado Baden Baden em homenagem à cidade termal alemã e em 31 de março de 1926 partiu para Nova York via América do Sul , chegando ao porto de Nova York em 9 de maio.
O navio provou ser ineficiente nessas viagens, com a energia consumida por tambores de 15 metros de altura girando sendo muito desproporcional ao efeito propulsor quando comparado com hélices convencionais. Como o sistema não podia competir economicamente, Flettner voltou sua atenção para outros projetos e os rotores foram removidos.
Em 1926, um navio maior com três rotores, o Barbara foi construído pelo estaleiro AG Weser em Bremen.
Embarcações modernas
O interesse pelas velas de rotor renasceu na década de 1980, como uma forma de aumentar a eficiência de combustível de um navio de propulsão convencional.
A Enercon lançou o navio de rotor híbrido E-Ship 1 em 2 de agosto de 2008. Desde 2010, ele tem sido usado para transportar os produtos de turbina da empresa e outros equipamentos. A Enercon afirma "economia de combustível operacional de até 25% em comparação com navios de carga convencionais do mesmo tamanho."
A Universidade de Flensburg está desenvolvendo o catamarã Flensburg ou Uni-Cat Flensburg , um catamarã movido a rotor .
Em 2007, Stephen H. Salter e John Latham propuseram a construção de 1.500 naves com rotor robótico para mitigar o aquecimento global . Os navios pulverizariam água do mar no ar para aumentar a refletividade das nuvens . Um protótipo de nave com rotor foi testado no Discovery Project Earth . Os rotores eram feitos de fibra de carbono e presos a um trimarã adaptado e impulsionavam a embarcação de forma estável através da água a uma velocidade de seis nós.
Em 2009, a Wärtsilä propôs um Cruiseferry que utilizaria os rotores Flettner como meio de reduzir o consumo de combustível. A operadora finlandesa de balsas Viking Line adotou a ideia, com o MS Viking Grace construído em 2011-2012, inicialmente sem rotores. Um sistema de rotor foi adaptado em 2018.
Em 2014 e 2015, a Norsepower instalou velas de rotor duplo no navio RoRo da empresa de navegação finlandesa Bore, M / V Estraden . Em maio de 2018, o navio de carga Fehn Pollux construído em 1996 da Fehn Shipmanagement ( Leer ), com sede na Alemanha, foi equipado com um rotor Flettner de 18 m de comprimento do tipo EcoFlettner na frente.
Em 2018, a Norsepower implantou velas de rotor com a maior empresa de navegação do mundo, a Maersk . O Maersk Pelican , um tanque da classe LR2, foi equipado com duas velas de rotor Norsepower.
O graneleiro MV Afros (IMO 9746803) operou quatro rotores móveis durante um ano com resultados positivos.
Em 2021, a Norsepower instalou cinco velas de rotor inclinadas em um transportador de minério de ferro operado pela Vale para permitir manobras abaixo das pontes.