Como Funciona: Navio Quebra-Gelo?

Durante o inverno, o gelo cobre quase que completamente o Oceano Ártico e chega a uma média de 2,5 metros de espessura. Com isso, não é qualquer navio que consegue quebrar esse gelo para alcançar essas regiões. Deste modo, surgiram os navios quebra-gelo que tinham finalidade de resgatar outros navios, abrir canais, fazer patrulhas, realizar pesquisas e até mesmo turismo.

Uma embarcação de carga padrão possui um bulbo na proa para reduzir a resistência das ondas de proa geradas pelo próprio barco. Entretanto, se encontrar um bloco de gelo espesso, irá bater de frente e não irá quebrar.

• Como o navio de fato quebra o gelo?

1. Ao entrar em contato de frente com o bloco de gelo, o veículo irá aplicar uma força axial sobre ele, o que irá comprimir e aumentar as tensões de flexão sobre o bloco. Consequentemente, se a força for suficiente, o gelo sofre uma flexão vertical e se curvará. Isso ocorre pois, apesar de o gelo ser quebradiço, ele possui um certo grau de comportamento elástico devido às moléculas de água. Então, para quebrar a superfície, o contato frontal deve ter uma força maior que o limite de elasticidade.

(Navio quebrando gelo com contato frontal)

2. A outra opção ocorre quando a primeira falha, o navio desliza e sobe em cima do bloco de gelo e com o seu peso faz uma enorme força aplicada para baixo, que flexiona e quebra o gelo. Essa maneira requer muito menos força do que o contato frontal.

Na maioria das vezes, as placas mais finas são quebradas da primeira forma. Por outro lado, as mais grossas, que podem chegar a 3 metros de espessura, é necessário que o navio deslize e suba com seu preso. Em alguns casos, o barco precisa dar ré e subir repetidas vezes na superfície, até ela se romper.

• Quais as principais características desses navios?

1. O formato do casco é específico para subir no gelo e quebra-lo. Além disso, eles não necessitam do bulbo, já que navegam mais lentamente em águas e o formato de proa pode ser quadrado, em V ou de colher, que é o mais atual e eficiente.
2.  Além disso, o casco é reforçado para aguentar os impactos e a força de grande parte do peso do navio, que é concentrada nessa região quando sobe nas placas de gelo.
3. Outra característica importante é a necessidade dessas embarcações terem uma grande propulsão para impulsionar o navio nas águas cobertas de gelo. Geralmente, a geração e propulsão são feitas por diesel elétricos, ou seja, um motor a diesel é acoplado a um gerador que aciona os propulsores com motores elétricos. Porém, existem também outras formas, como os de diesel acoplados aos propulsores mecanicamente, os a gás natural e os nucleares. 

Mesmo com toda essa tecnologia, ainda sim é possível o navio se encalhar. Para evitar isso, alguns navios possuem uma faca de gelo embaixo do casco que ajuda a cortar o gelo. Ademais, os ângulos entre o casco da proa e a linha d’água devem ser os menores possíveis. Enquanto o casco, possui um formato que facilita o escoamento dos blocos de gelo quebrados, para evitar que pedaços de gelos fiquem presos nas hélices ou em outras partes do navio. Apesar disso tudo facilitar para navegar no gelo, não é bom para navegação em mar aberto, pois o barco se torna mais suscetível ao impacto das ondas no fundo do casco. Por isso, algumas vezes se sacrifica o melhor design possível para o gelo, em função da sua operação em mar aberto.

Além do formato diferenciado, o navio precisa ser reforçado tanto pelos impactos quanto pela baixa temperatura (a água tem em média -1,8ºC e o ar no inverno chega a entre 25ºC e 35ºC). Por isso geralmente se utiliza chapas de aços mais grossas que de um barco comum. Logo, o material usado é um aço de maior resistência, para evitar que ocorram fraturas mais facilmente. O casco também recebe uma parede dupla no fundo e nas laterais.

• Por que a Rússia investe muito nos navios quebra-gelo nucleares?

Basicamente isso se deve ao fato desses navios possuírem uma melhor autonomia e eficiência, já que podem ficar mais de 7 anos sem reabastecer combustível. Isso é muito vantajoso, pois abastecer no meio de um oceano de gelo é muito difícil. Dessa forma, eles só dependem de reabastecimento de comida, que dura em torno de 6 meses e que pode ser feita por helicóptero ou outra embarcação de apoio. Um bom exemplo disso é o navio nuclear Arktika que, em 2008, ficou 357 dias sem entrar em um porto. 

Outra forma de demonstrar essa vantagem é que um navio nuclear russo de 55,2 Megawatts fosse movido a diesel, ele consumiria mais de 100 toneladas de combustível por dia. Como o barco é movido a energia nuclear, ele consome menos de meio quilo de urânio no pior dia,  ou seja, é menos combustível que se tem que carregar, consequentemente, menos peso.

• Curiosidade

1. Existem também navios que quebram o gelo na diagonal ou lateralmente. Esses barcos têm casco assimétrico e são capazes de abrir uma passagem de 50 metros de largura, muito maior que o padrão (25 metros).
2. Como o gelo tem ficado mais fino, muitas empresas têm se interessado em utilizar rotas no oceano ártico. Isso ocorre pois o caminho é muito mais curto do que utilizar outras rotas famosas, como o canal de Suez. Um bom exemplo disso é a rota feita de Rotterdam – Holanda, que é o porto mais movimentado da Europa, até Yokohama – Japão. Caso o caminho adotado for o canal de Suez, a distância é de 20744 km. Enquanto, se utilizar o oceano ártico, a distância passa a ser de 14009 km. Essa mudança diminui quase 15 dias de viagem. Ainda existe uma outra rota capaz de reduzir a distância para 12845 km, o que diminuiria praticamente 20 dias.
3. No começo do ano de 2021, o navio Ever Given ficou encalhado no canal de Suez, e abriu ainda mais atenção para as rotas do ártico. Além disso, acredita-se que no fundo do oceano ártico tem minerais como ouro, prata, titânio, grafite e urânio.

E você, ficou impressionado com a forma que o navio quebra-gelo funciona?

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Escrito por: João Pedro F. Barreto
Fonte:
Youtube – Integrando Conhecimento
Bipedepop – Imagem da Capa