A engenharia por trás dos motores de navios é algo digno de estudo, com números impressionantes e processos de testes rigorosos

Se você acha que os motores de carros são potentes, espere até conhecer os motores de navios — verdadeiros titãs da engenharia que impulsionam o comércio mundial.

Imagine se mil motores de carros fossem alinhados lado a lado; ainda assim, não alcançariam a potência de um único motor de navio de carga. Esses gigantes pesam impressionantes 2.300 toneladas — o equivalente a 13 baleias-azuis! Mas por que esses motores de navios precisam ser tão grandes? A resposta está na engenharia por trás deles e na demanda global que atendem.

Nove em cada dez produtos que você compra foram, em algum momento, transportados por navios. Quando falamos em motores de navios, os números são absurdos. Por exemplo, um motor de um navio de cruzeiro pesa cerca de 180 toneladas e custa mais de um milhão de dólares. Não é algo com que se possa brincar, certo?

Motores de navios passam por uma série de testes rigorosos

Antes de serem instalados, esses motores passam por uma série de testes rigorosos. O primeiro desafio é o teste de aceitação do fabricante. Em seguida, vem o famoso teste de prova no mar, onde tudo é colocado à prova em condições reais. Quando o navio é entregue ao novo proprietário, realiza-se o teste comparativo para verificar se o desempenho do motor corresponde às especificações. E isso é apenas o começo — ainda há mais testes de pesquisa e novos testes em bancos de prova.

A engenharia evoluiu muito desde os dias dos motores a vapor. Os navios passaram por turbinas movidas a carvão, energia nuclear e, atualmente, utilizam motores a diesel. A partir da década de 1950, a tecnologia marítima avançou a ponto de equipar embarcações gigantes com reatores nucleares. No entanto, a maioria dos navios não é grande o suficiente para carregar um reator nuclear, reservando essa tecnologia para embarcações como porta-aviões.

Alguns navios têm turbinas a gás

A maioria dos navios, especialmente os de carga, funciona à base de motores de navios movidos a diesel e muitos utilizam gás natural liquefeito como combustível. Alguns navios têm turbinas a gás, geralmente usados em embarcações mais rápidas, e, em muitos casos, essas turbinas são combinadas com outros tipos de motores.

Falando em motores de navios de carga, o mais comum é alimentado por óleo combustível pesado ou diesel marítimo. O maior motor de navio já construído pesa incríveis 2.300 toneladas, tem 14 metros de altura (equivalente a um prédio de cinco andares) e 27 metros de comprimento. Conta com 14 cilindros e gera 84,42 MW de potência — nada menos que 115.000 cavalos de força!

Esses motores de navios são tão gigantescos que uma pessoa pode literalmente ficar de pé dentro do virabrequim e usar uma escada para realizar reparos. Mas todo cuidado é pouco: o virabrequim está coberto de óleo lubrificante, tornando tudo escorregadio.

Como funciona um motor de navio?

Apesar do tamanho colossal, o motor de um navio funciona de forma semelhante ao motor de qualquer veículo. O virabrequim se move e, em vez de rodas, ele impulsiona uma hélice gigante na traseira do navio. A maioria dos navios no mundo é movida por hélices convencionais, mas alguns utilizam motores a jato ou propulsão por jatos de água.

O foco das embarcações de carga é transportar grandes volumes, não necessariamente atingir altas velocidades. Em viagens de longa distância, como de São Francisco ao Japão, onde não são necessárias paradas, o navio pode percorrer cerca de 1.000 km em 24 horas. Durante essa viagem, consome aproximadamente 250 toneladas de combustível por dia. Esse combustível, que é óleo combustível pesado, precisa ser aquecido a cerca de 40 °C antes de ser injetado no motor. Após a injeção, o óleo é aquecido ainda mais, atingindo cerca de 100 °C para garantir seu bom funcionamento.

Navios transportam centenas de milhares de toneladas

Pode parecer um consumo absurdo de combustível, mas quando consideramos que esses navios transportam centenas de milhares de toneladas por enormes distâncias, o gasto faz mais sentido. Eles navegam a cerca de 23 nós, o que equivale a 42 km/h.

Teste de aceitação do fabricante

Antes de qualquer coisa, os motores de navios precisam passar por uma série de testes para garantir que tudo funcione conforme o esperado. O primeiro é o teste de aceitação do fabricante, onde os motores são colocados em um banco de provas para determinar se os valores de desempenho especificados estão dentro dos parâmetros aceitáveis. Se aprovados, o navio avança para o teste de prova no mar, onde o desempenho do motor é comparado com os padrões do contrato.

Se tudo estiver certo, o fabricante entrega o motor ao comprador, que fará seus próprios testes ao longo da vida útil do navio. Neste estágio, o comprador realiza testes comparativos que marcam o início da quarta fase de testes, chamada teste de pesquisa. Essa etapa ocorre após o novo proprietário fornecer feedback sobre o navio, com o objetivo de identificar e resolver problemas ou realizar modificações necessárias.

Após completar esses testes, o navio e o motor podem passar para os testes no mar. Quatro grandes testes no mar devem ser realizados:

1. Teste de Atracação: ocorre antes de o navio partir para o mar aberto. Nesse teste, o desempenho é avaliado enquanto o navio está atracado ou amarrado ao cais.
2. Teste de Rodagem: a potência do motor é controlada e são avaliados os anéis dos pistões e o revestimento dos cilindros.
3. Teste Preliminar: realizado logo antes do teste oficial do motor.
4. Teste Oficial: durante este teste, o motor precisa passar por 11 testes rigorosos realizados em mar aberto.

Se todos esses testes forem aprovados, eles podem iniciar os testes de estabilidade. O maior problema que um navio pode enfrentar em mares agitados é um naufrágio. Embora qualquer embarcação possa enfrentar o risco de naufragar, a probabilidade é maior para barcos e navios menores, especialmente em condições de ondas severas. Isso ocorre porque embarcações menores têm menos massa e, consequentemente, menos estabilidade.

Pequenos barcos e navios são projetados com uma quilha

Para diminuir esse risco, muitos pequenos barcos e navios são projetados com uma quilha na parte inferior. Essa quilha, que é uma estrutura que se estende para baixo a partir do casco, ajuda a aumentar a estabilidade, permitindo que a embarcação se mantenha firme nas águas turbulentas. Por outro lado, naufragar um navio de carga gigante é muito mais difícil devido ao seu tamanho e peso. Esses navios possuem um centro de gravidade mais baixo e uma maior capacidade de resistir a movimentos bruscos, o que os torna mais estáveis em condições adversas.

Mesmo que os navios menores apresentem um maior risco de naufragar, todos os navios, independentemente do tamanho, devem passar por rigorosos testes de estabilidade antes de serem lançados. Os estaleiros realizam simulações computacionais avançadas e experimentos de inclinação para avaliar os limites das embarcações recém-construídas.

Engenharia por trás dos motores de navios é um campo fascinante

Além dos testes já mencionados, há outros procedimentos essenciais que o navio deve realizar antes de ser considerado apto para o mar e para operações reais. Testes como medição de calado, teste de âncora e resistência do motor também são essenciais para que o navio seja considerado seguro para operar. E não podemos esquecer o teste de apagão, onde todos os sistemas são desligados para ver como o navio reage. Esses testes garantem que a embarcação esteja totalmente preparada para enfrentar as exigências do mar.

A engenharia por trás dos motores de navios é um campo fascinante que combina potência bruta com precisão técnica. É graças a essa engenharia que o comércio global flui, e produtos de todos os tipos chegam até nós, impulsionados por esses gigantes dos mares.

Você acha que a tecnologia dos motores de navios vai evoluir ainda mais com o uso de combustíveis alternativos, como o hidrogênio ou energia elétrica?