RICARDO BRANDT
DAS REGIONAIS

A reação da água ao impacto de uma gota (fenômeno conhecido entre pesquisadores como "splash") está sendo utilizada por pesquisadores do Instituto de Química da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) para estudar o emprego de polímeros -nome genérico de compostos caracterizados pela repetição de moléculas fundamentais- na redução do atrito hidrodinâmico.
As aplicações do estudo dizem respeito principalmente à economia de energia e à otimização de sistemas de bombeamento de líquidos a longa distância, como ocorre no caso de oleodutos e de irrigadores agrícolas.
O atrito hidrodinâmico é provocado pela fricção entre as moléculas de um líquido em deformação (no caso, em movimentação). Esse atrito provoca a perda de energia, o que leva o líquido a se desacelerar e a parar, voltando a seu estado de repouso assim que a energia aplicada for totalmente dissipada.
Com a adição de polímeros (substâncias de alta massa molecular), a deformação do líquido pode ser prolongada. Na prática, essas substâncias permitem um uso menor de energia para impulsionar um líquido, pois reduzem o atrito entre as suas moléculas.
Os polímeros são usados também em navios e em cascos de torpedos para diminuir o atrito com a água.

Petróleo e irrigação
Segundo o coordenador da pesquisa, o físico-químico Edvaldo Sabadini, 41, um dos exemplos clássicos da aplicação dos polímeros envolve o bombeamento de petróleo por 1.287 quilômetros entre as baías de Prudhoe e Valdez, no Alasca, onde se consegue uma redução de 20% no uso da energia aplicada.
No caso do uso agrícola, o alcance dos jatos d'água lançados pelos irrigadores é bem superior quando há a adição dos polímeros. "Nesses casos [uso agrícola], os polímeros precisam ser biocompatíveis e não podem gerar problemas ambientais. No entanto, há diversos tipos de polímeros que podem ser usados."
Os estudos, financiados pela Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e pelo CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), foram publicados nas revistas "The Journal of Physical Chemistry", neste mês, e "Experiments in Fluids", no final do ano passado.
Os estudos foram iniciados na Unicamp há seis anos e envolveram financiamento de US$ 10,2 mil por essas agências.

Laboratório
Para verificar as reações da adição dos polímeros aos líquidos por meio do splash, os pesquisados da Unicamp montaram um equipamento que reproduz repetidamente, em condições exatas, a queda de uma gota sobre uma superfície líquida.
A outra parte do estudo foi dedicada a criar um "set" (estúdio) de filmagem ideal para captar em close o splash. Segundo o pesquisador, o fenômeno dura por volta de 0,2 segundo -do momento em que a gota toca a superfície da água até ela parar (esse período não considera a ondulação posterior da água).
O sistema utilizado pelos pesquisadores permite a captação ampliada do splash em até 10 mil quadros por segundo.
Essa capacidade de captação permite a análise exata das quatro etapas do splash: o momento em que a gota toca a superfície da água, a formação de uma espécie de coroa, o surgimento de uma cavidade no local que recebeu o impacto e a formação de um jato (denominado jato Rayleigh), que termina por desabar.
O sistema de gravação é ligado a um computador, no qual as imagens são digitalizadas e catalogadas para análise.
Além da visualização perfeita dos efeitos provocados pelos polímeros em uma substância líquida em turbulência, outra das principais contribuições desse estudo pelo uso do splash, segundo Sabadini, foi a análise da deformação do líquido sem a influência de paredes, como as de uma tubulação, que contribuem para a redução da energia aplicada.

Resultado
"O estudo sobre a aplicação dos polímeros na redução do atrito hidrodinâmico é antiga. A novidade do estudo está na utilização do splash para estudar o fenômeno", disse Sabadini.
Segundo o pesquisador da Unicamp, a presença de polímeros no líquido utilizado para reprodução do splash permitiu a formação de coroas d'água muito mais estruturadas e com um jato d'água mais alongado, com uma altura três vezes maior do que a obtida em água pura.
Segundo Sabadini, a altura do jato se relaciona com a porcentagem de redução do atrito hidrodinâmico, provocando ganho na energia gerada pela gota.
"A variação do tipo de formação da coroa e da altura do jato Rayleigh está relacionada à altura com que calibramos o aparelho que solta a gota e ao próprio peso da gota", afirmou o pesquisador da Unicamp.



Texto Anterior: Química: Equipe da Rússia e dos EUA cria dois elementos
Índice