Mantos de invisibilidade aquáticos aceleram navios e protegem portos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/08/2019

Os pilares manipulam as ondas de tal forma que elas passam pelo objeto camuflado sem serem afetadas.
[Imagem: J. Park et al. - 10.1103/PhysRevLett.123.074502]

Manto da invisibilidade que funciona na água

Desde que a óptica transformacional inaugurou o campo dos metamateriais e seu produto mais famoso, os mantos de invisibilidade, já se sabia que seria possível aplicar o mesmo conceito às ondas de água.

Por isso, logo surgiram propostas de mantos de invisibilidade aquática, permitindo que navios e submarinos viajem sem fazer ondas, e até mantos de invisibilidade contra tsunamis.

Agora, duas equipes, da Coreia do Sul e da China, trabalhando independentemente, conseguiram construir duas versões reais de mantos de invisibilidade aquática, que dirigem o fluxo de fluido ao redor de um objeto, que não sente as ondas e nem as influencia.

Camuflagens aquáticas

A primeira versão de camuflagem aquática consiste em um anel de pequenos pilares que desvia o fluido de tal forma que o arrasto é zero no meio do anel.

Juhyuk Park e colegas da Universidade Nacional de Seul construíram sua camuflagem passiva - que não requer qualquer fornecimento de energia externa - na forma de um metamaterial circular formado por 523 pilares, que dirigem o fluxo para longe do centro, onde fica o objeto que se deseja proteger ou esconder. A equipe afirma que, com desenvolvimentos adicionais e a devida ampliação, o conceito poderá ser usado para reduzir o arrasto de navios e submarinos, permitindo que eles alcancem maior velocidade ou consumam menos combustível.

Nesta versão, a camuflagem fica nas laterais do canal por onde a água flui.
[Imagem: Siyuan Zou et al. - 10.1103/PhysRevLett.123.074501]

A segunda versão consiste em um par de plataformas finas que canaliza as ondas ao redor de objetos dentro de um canal de água.

Siyuan Zou e colegas das universidades Zhejiang e Xiamen foram buscar inspiração em um tipo de manto de invisibilidade óptico que utiliza metamateriais com gradientes para manipular a luz. Eles instalaram seus metamateriais ao longo das laterais de um tanque com 60 metros de comprimento, criando regiões onde as ondas viajam mais lentamente. A interação final deixa o meio do tanque praticamente sem ondas. A equipe afirma que o conceito poderá ser usado para proteger portos e áreas costeiras.

Bibliografia:

Artigo: Hydrodynamic Metamaterial Cloak for Drag-Free Flow
Autores: Juhyuk Park, Jae Ryoun Youn, Young Seok Song
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 123, 074502 (2019)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.074502

Artigo: Broadband Waveguide Cloak for Water Waves
Autores: Siyuan Zou, Yadong Xu, Razafizana Zatianina, Chunyang Li, Xu Liang, Lili Zhu, Yongqiang Zhang, Guohua Liu, Qing Huo Liu, Huanyang Chen, Zhenyu Wang
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 123, 074501 (2019)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.074501