O Papel e as Características dos Esqueletos de Velas em Fibra de Vidro

Sua maior vantagem é que reduz significativamente o peso do casco, mantendo ao mesmo tempo a resistência estrutural, reduzindo assim eficazmente o consumo de combustível e as emissões de carbono.

Suportando Cargas Complexas e Tensões de Fadiga: As velas no mar devem suportar coeficientes de pressão superiores ao nível 10, e componentes rotativos (como velas rotativas) realizam bilhões de rotações durante sua vida útil, gerando cargas de fadiga muito superiores às das pás de turbinas eólicas. O papel principal do esqueleto de fibra de vidro é atuar como um "esqueleto" para suportar essas cargas dinâmicas de alta intensidade e alta frequência, garantindo uma vida útil superior a 25 anos.

Fornecendo Suporte à Forma Aerodinâmica: Para velas em formato de perfil aerodinâmico, a estrutura esquelética (como nervuras e longarinas principais) sustenta a cobertura externa, mantendo com precisão a superfície curva aerodinâmica da vela. Esse projeto aproveita a diferença de pressão gerada pelo fluxo de ar em ambos os lados da superfície curva para fornecer empuxo eficiente ao navio.

Economia de Energia e Redução de Emissões Auxiliares: Ao instalar velas de fibra de vidro leves em navios, a energia eólica pode ser utilizada diretamente. Dados indicam que grandes navios graneleiros equipados com esse tipo de vela podem reduzir o consumo de energia em 6% e as emissões de carbono em média de 3.000 toneladas por ano; em alguns projetos, o efeito teórico de redução de emissões pode até atingir 30%.

Principais Recursos:
Leve e de Alta Resistência, Redução Significativa de Peso: Em comparação com velas estruturadas em aço tradicionais, os materiais compostos de fibra de vidro podem reduzir o peso em mais de 35%. Isso não só diminui os requisitos de carga do mecanismo de movimento do navio e do mastro, como também otimiza o peso do navio vazio, tornando a navegação mais econômica em condições de mar calmo.

Excelente Resistência à Fadiga e à Corrosão: A resina epóxi reforçada com fibra de vidro possui excelente resistência à fadiga, adaptando-se perfeitamente às condições severas de rotação contínua ou flutuação da vela. Simultaneamente, é inerentemente resistente à corrosão pela água do mar, eliminando a necessidade de tratamentos complexos de prevenção contra ferrugem, como os exigidos pelo aço, resultando em custos de manutenção reduzidos.

Design Flexível e Moldagem Integrada: Os esqueletos de fibra de vidro são majoritariamente fabricados por processos como puxamento contínuo (pultrusão), enrolamento ou infusão a vácuo. Esses processos permitem a moldagem integrada de estruturas complexas, tais como nervuras e vigas principais, reduzindo o número de conectores e garantindo a consistência do produto e a estabilidade estrutural.

Boa capacidade de projeto: Ao incorporar fibra de carbono na estrutura ou ao adicionar nervuras de reforço, pode-se aplicar reforço em áreas específicas sujeitas a tensões (como a viga principal), equilibrando custo e desempenho.

Atualmente, a aplicação o uso de fibra de vidro em estruturas de velas ocorre principalmente em duas formas:
Velas rotativas: Estas utilizam principalmente uma cobertura de fibra de vidro como cilindro rotativo, gerando empuxo através do efeito Magnus.
Velas aerofólio (velas rígidas): Estas utilizam fibra de vidro para criar as nervuras e vigas internas, revestidas por uma cobertura externa, formando uma seção transversal semelhante à de uma asa de aeronave para gerar sustentação.