Coppe participa do primeiro rali brasileiro de barcos à energia solar

Alunos, professores e pesquisadores da Coppe participarão do primeiro rali de barcos movidos à energia solar realizado no Brasil. Dos 14 barcos inscritos na competição, que vai acontecer de 16 a 24 de outubro, na cidade de Paraty, no Rio de Janeiro, quatro serão conduzidos por professores e alunos da Coppe. Organizado pela UFRJ, o Desafio Solar Brasil começa para valer no dia 18 de outubro. A competição terá, ao todo, sete dias de prova, com quatro horas e 40 km de percurso em cada. A largada final será dia 24, quando será anunciado o vencedor.

Das quatro embarcações da Coppe inscritas no evento, os barcos Carcará e Gabriela estão sendo construídos com tecnologia própria, desenvolvida no Laboratório de Mecânica da Turbulência (LabMecTurb) da Coppe sob a coordenação do professor Átila Pantaleão. Os outros dois barcos, batizados de Cajaíba e Búzios, também coordenados por professores da Coppe, utilizarão a estrutura padrão fornecida pela organização do evento e serão capitaneados, respectivamente, pelos professores Guilherme Rolim, do Programa de Engenharia Elétrica e Mauricio Arouca, do Programa de Planejamento Energético.

Carcará será pilotado por engenheira experimente na arte de velejar

Carcará será pilotado pela aluna de mestrado do Programa de Engenharia Mecânica da Coppe, Fernanda Beatriz de Carvalho Cerveira, e pelo aluno de graduação de Engenharia Mecânica, Victor Gonçalves. O barco Gabriela será conduzido pelo aluno de mestrado, José Luiz Zanon Votim, da Engenharia Mecânica da Coppe.

Única mulher a integrar a equipe, Beatriz costuma velejar nas horas vagas, diferente dos seus colegas do laboratório que terão sua primeira experiência no mar durante a competição. Mas nesse quesito, mais importante que a experiência, é ter o peso adequado, ou seja, cada piloto deve ter no máximo 70 kg. Caso o peso seja menor, deve compensar com lastro. “A vantagem de pesar menos é que podemos escolher onde distribuir o peso, buscando o melhor rendimento da embarcação”, explica Beatriz, que com seus 50 kg já entra na competição beneficiando sua equipe.

O time que estará representando o laboratório na competição é formado por dez estudantes de mestrado e de graduação das áreas de Engenharias Mecânica, Naval e Elétrica. Nos últimos preparativos parte da rotina da equipe consiste em driblar imprevistos. A duas semanas do início da corrida, a equipe foi informada de que não receberia a tempo a bateria importada da China. O feriado nacional em comemoração à fundação do país que dura uma semana impediu o envio do produto. “Esse é só mais um dos obstáculos que tivemos de enfrentar. Como tudo deve ser projetado em função do peso, com uma nova bateria de dimensões diferentes, tivemos de refazer toda a distribuição de peso no barco”, Beatriz.

Para aumentar a competitividade de Carcará e Gabriela, a equipe do laboratório de Mecânica da Turbulência vem apostando suas fichas no aumento da eficiência do propulsor, responsável pelo arranque do barco. A ideia é proporcionar maior velocidade utilizando pás (hélices) esbeltas e com maior diâmetro. Os pesquisadores desenvolveram também um programa de simulação numérica para auxiliar a equipe na concepção do projeto de um propulsor com o dobro de eficiência de modelos disponíveis no mercado. O custo médio estimado de cada embarcação é de R$ 30 mil.

O casco também sofreu alterações e foi preparado para enfrentar situações de ondas no mar. “Nosso diferencial está na distribuição do volume do barco, que tem a proa um pouco mais larga. Como a embarcação é leve e oferece pouco atrito à água, optamos por dar maior estabilidade, permitindo furar as ondas”, explica Luís Fernando de Lucca, um dos componentes do time LabMecTurb.

Com grande expectativa, a equipe vem imprimindo um ritmo intenso para concluir os últimos detalhes. “Estamos na reta final nos dividindo entres as aulas, projetos e o desenvolvimento do barco, mas já traçando as estratégias que serão adotadas, pensando nas condições que vamos encontrar no mar e como lidar com os pontos fracos e fortes do nosso barco”, diz Beatriz. O entrosamento entre piloto e grupo em terra é essencial no gerenciamento do gasto de energia durante a prova. Cada equipe sai com a bateria carregada e só pode recarregá-la com a luz solar. Por isso, é preciso traçar boas estratégias para não ficar pelo caminho.

Equipe Búzios adaptará barco movido com gerador eólico

O barco da equipe Búzios será pilotado por André Luiz Garcia Martins. A equipe do Programa de Planejamento Energético da Coppe, em parceria com o TecNaval – curso de especialização em construção naval voltado para estudantes do segundo grau – vem desenvolvendo formas de tração naval baseadas no uso de fontes alternativas. A equipe está montando uma bancada de desenvolvimento de um motor para geração de energia elétrica a partir dos ventos. Após a competição de Parati, o barco será adaptado para ser movido com um gerador eólico cujos testes serão realizados na Baia da Guanabara nos próximos meses.

Cadeira de praia sobre o casco: um diferencial da equipe Cajaíba

O Cajaíba, barco da equipe da Engenharia Elétrica da Coppe, será pilotado pelo aluno Marcos Serrão, de 56 Kg. De acordo com o pesquisador Ocione José Machado, a embarcação terá como diferencial a utilização de dois motores e um toque de estilo. “O Cajaíba vai utilizar uma cadeira de praia sobre o casco do barco”, adianta. A equipe, uma das primeiras a testar a embarcação na água, avaliou toda a adequação da potência dos motores ao hélice e casco do barco.

Barco solar: vantagens ambientais e econômicas

O uso de embarcações com motores de propulsão elétrica e sistema de energia alimentado por painéis solares colabora com a preservação do meio ambiente e são apropriadas para transportar pequenas cargas ou pessoas em regiões costeiras de baixa densidade populacional. De acordo com os professores da Coppe, os painéis solares têm durabilidade superior a 15 anos e a manutenção de motores elétricos utilizados nos barcos é mais barata do que a de motores movidos à combustão de diesel ou gasolina. Esses modelos de barco são propícios para o deslocamento de passageiros em locais como, por exemplo, as baías da Ilha Grande e Paraty, no Rio de Janeiro, ou para o transporte de pequenas cargas em regiões como o Pantanal e a Amazônia. Também podem ser úteis para locomoção em lagos de represas hidroelétricas.

A organização do Desafio Solar Brasil disponibilizou embarcações com o mesmo padrão, para apenas um tripulante, com 6 metros de comprimento, 2,4 metros de largura e seis painéis solares. Além disso, equipou parte dos barcos com idêntico arranjo mecânico e bateria com a mesma capacidade de armazenamento de energia. Esta padronização deverá ser seguida pelas equipes que optarem por construir suas próprias embarcações, de forma que o rali seja vencido por quem melhor souber gerir o seu barco. Caberá às equipes inovar na melhoria de desempenho de outros componentes, como motores e propulsores. A bordo, a capacidade de armazenamento de energia deverá somar no máximo 1 kWh, incluindo as baterias que serão carregadas por energia solar e as baterias elétricas principais do sistema motor.