Cientistas da Universidade de Rochester, nos Estados Unidos, desenvolveram um método de produção que torna tubos de metal comuns permanentemente flutuantes, mesmo sob danos severos ou longos períodos submersos. A novidade resulta da aplicação de texturas microscópicas e nanoscópicas na superfície interna e externa do tubo, criando uma camada super-hidrofóbica capaz de repelir a água e aprisionar bolhas de ar estáveis.
Super-hidrofobicidade inspira-se em insetos aquáticos
O princípio por trás da nova técnica replica estratégias naturais adotadas por algumas espécies. Aranhas-mergulhadoras utilizam pelos hidrofóbicos para transportar bolhas de ar em mergulhos prolongados, enquanto formigas-de-fogo formam jangadas com seus corpos para escapar de enchentes. Ao transferir essa lógica para o metal, a equipa liderada pelo professor Chunlei Guo criou uma superfície que mantém a secura interna do tubo mesmo sob forte pressão hidrostática.
Durante a fabricação, lasers de alta precisão esculpem micro-cavidades e nano-poros na parede metálica. Essas estruturas reduzem a área efetiva de contacto com a água, aumentando o ângulo de molhabilidade até o ponto em que as gotículas não conseguem aderir. Quando o tubo entra na água, o ar retido nessas cavidades forma uma barreira que impede a penetração do líquido.
Divisor interno garante flutuação em qualquer orientação
Para evitar a fuga do ar aprisionado em situações extremas, os pesquisadores inseriram um bulkhead — ou divisor — na metade do comprimento do tubo. Esse componente fragmenta a câmara de ar em dois compartimentos independentes. Mesmo se a peça for empurrada verticalmente ou submetida a rotação, parte do ar permanece contida, preservando a força de empuxo necessária para mantê-la à tona.
Nos testes laboratoriais, os tubos foram submetidos a condições agitadas que simulam o ambiente marítimo. A equipa perfurou orifícios de diversos diâmetros nas paredes metálicas para avaliar a resiliência do sistema. Segundo Guo, as amostras mantiveram a flutuabilidade durante semanas consecutivas, sem perda de desempenho, apesar dos danos.
Evolução de estudos iniciados em 2019
O trabalho atual é a continuação de pesquisas iniciadas há sete anos, quando o mesmo grupo apresentou discos metálicos selados capazes de flutuar graças a superfícies super-hidrofóbicas. Embora funcionais, os discos perdiam estabilidade se girados para ângulos extremos. O formato tubular corrige essa limitação ao oferecer uma geometria mais resistente às forças de torção e à turbulência.
Além de maior robustez, o novo design simplifica o processo de produção. Os discos exigiam soldas precisas para vedar duas placas, enquanto o tubo consiste numa única peça trabalhada a laser, reduzindo o número de etapas e o risco de falhas por corrosão nas juntas.
Imagem: Tecnologia & Inovação
Aplicações potenciais em transporte e infraestrutura
A possibilidade de ligar múltiplos tubos metálicos cria oportunidades para construir plataformas, boias e até cascos de embarcações com maior durabilidade. Em ensaios preliminares, a equipa uniu seções de quase meio metro para formar estruturas modulares. Os investigadores acreditam que a técnica pode ser adaptada a diâmetros e comprimentos superiores, viabilizando projetos industriais ou marinhos que exijam alta capacidade de carga.
Outro uso em estudo envolve sistemas de contenção de derrames de petróleo. Por serem resistentes a perfurações e à corrosão, os tubos flutuantes poderiam formar barreiras de resposta rápida em acidentes ambientais. Da mesma forma, módulos cheios de ar e à prova d’água oferecem uma alternativa a plásticos expandíveis em coletes salva-vidas ou bóias de sinalização.
Próximos passos da investigação
O grupo de Rochester procura parceiros industriais para ampliar a escala de produção. Entre as metas estão testar ligas metálicas diversificadas, avaliar o custo da gravação a laser em larga escala e comprovar a duração da propriedade super-hidrofóbica em águas salgadas. Estudos adicionais também pretendem analisar o desempenho do material após exposição prolongada a raios ultravioleta e agentes químicos presentes no ambiente marinho.
Apesar de ainda não haver prazo para a introdução comercial, o avanço demonstra um caminho promissor para substituir materiais tradicionais nos setores naval, de energia offshore e de salvamento, reduzindo o risco de naufrágio e ampliando a vida útil de estruturas expostas à água.
