A empresa japonesa Nikon desenvolve uma nova tecnologia inspirada na pele de tubarão, que reduz o atrito e a resistência, melhorando a eficiência de aviões, veículos ou aerogeradores. A natureza continua a dar dicas!
Riblets: Tecnologia biomimética para um futuro sustentável da Nikon
Os riblets são uma tecnologia inspirada na estrutura da pele dos tubarões. Consistem em padrões de ranhuras longitudinais finas criadas artificialmente para replicar as propriedades aerodinâmicas destes animais marinhos.
Os tubarões evoluíram para ter uma superfície cutânea com ranhuras que minimizam a resistência à água, permitindo-lhes nadar de forma mais eficiente. Este princípio foi adaptado para aumentar a eficiência energética de turbinas a gás, motores a jato, aviões e aerogeradores.
A resistência em fluidos divide-se em dois componentes principais:
- Resistência à pressão (ou inercial)
- Resistência por fricção (ou viscosa)
Os riblets são particularmente eficazes na redução da resistência viscosa, graças a:
- Separação dos vórtices turbulentos na camada limite do fluxo, por meio das ranhuras longitudinais.
- Redução da área de contacto entre o fluxo e a superfície, diminuindo a fricção.
Estes benefícios resultam em menor consumo de energia e maior sustentabilidade em aplicações industriais.
O design da tecnologia riblet da Nikon é uma verdadeira imitação das microestruturas cutâneas dos tubarões.
Aviões podem tirar proveito da inovação no design dos riblets
A Nikon, em parceria com a bionic surface technologies GmbH, utiliza análises de CFD (dinâmica de fluidos computacional) para otimizar o design dos riblets e prever o seu impacto em diferentes condições de fluxo, como velocidade, densidade e viscosidade do fluido.
A empresa nipónica revolucionou o design e a implementação dos riblets com tecnologia laser, proporcionando três vantagens principais:
- Flexibilidade nos materiais: Os riblets já não se limitam a películas de resina, que têm baixa resistência ao calor e à durabilidade. Agora, podem ser aplicados diretamente em metais, revestimentos e materiais resistentes a altas temperaturas e condições extremas.
- Flexibilidade nas formas: Ao contrário das películas tradicionais, os riblets podem ser integrados em superfícies tridimensionais curvas, garantindo uma aplicação precisa em peças complexas.
- Flexibilidade no design: Graças ao processamento laser, os padrões de riblets podem ser desenhados com software, permitindo personalização, redução de custos e tempos de produção.
Aplicações e perspetivas dos riblets
Os riblets têm um enorme potencial em setores que procuram melhorar a eficiência energética e reduzir o impacto ambiental, tais como:
- Aeronáutica: Melhoria da aerodinâmica em aviões e drones;
- Energias renováveis: Otimização do desempenho de aerogeradores e turbinas;
- Transportes terrestres: Aumento da eficiência em veículos de competição e transporte público;
- Casa e indústria: Redução do consumo energético em eletrodomésticos e bombas.
Em resumo…
A tecnologia dos riblets é um exemplo notável de como a biomimética pode oferecer soluções sustentáveis para desafios industriais modernos.
Inspirando-se na natureza e aplicando inovação tecnológica, os riblets não só aumentam a eficiência dos sistemas mecânicos, mas também contribuem para os esforços globais de redução de emissões e conservação de recursos.