1.2 Potência e velocidade dos motores elétricos para barcos

No vídeo a seguir e no artigo, você encontrará informações sobre a potência em embarcações de deslocamento (barcos a motor e veleiros), bem como de planadores, semi-planadores e hidroaviões.

A potência depende do seu barco e do seu estilo de navegação. Em veleiros aerodinâmicos ou multicascos, muitas vezes é necessária menos potência para uma boa manobrabilidade do que em um monocasco de aço. Se você procura apenas um motor auxiliar (para calmarias) para atracar e desatracar, menos potência já é suficiente. Em barcos de planeio e semi-planeio, por outro lado, é necessária muito mais potência, sendo o cálculo um pouco mais complexo.

O termo potência mínima refere-se à potência específica necessária para cada embarcação, a fim de garantir uma boa manobrabilidade. Esta é influenciada principalmente pelo peso. Quanto mais pesado for o barco, maior deverá ser, necessariamente, a potência do motor. Outros fatores são a correnteza e as influências climáticas, bem como o formato do casco.

A velocidade máxima depende principalmente do seu barco e não realmente do motor. Um motor elétrico leva seu barco sem problemas à mesma velocidade que um motor a combustão. 

No entanto, em altas velocidades, o consumo de energia também é muito alto. Se você tem um barco com um casco adequado para planar e instalou um motor suficientemente potente, é claro que também pode atingir o planeio com seu barco.

Faz-se distinção entre deslocamento, semi-planeio e planeio. No modo de deslocamento, é necessário menos energia. Por exemplo, cerca de 0,5 kW por tonelada de peso do barco são suficientes para levar um barco a 70% da velocidade de casco. Até uma velocidade de cerca de 80% da velocidade de casco, o consumo de energia é relativamente baixo. Depois disso, o consumo de energia aumenta rapidamente, sem que o barco fique significativamente mais rápido.

Para dobrar a velocidade, é necessária aproximadamente oito vezes mais potência. Por esse motivo, especialmente com motores elétricos, recomenda-se prestar atenção à velocidade econômica para alcançar um tempo de navegação mais longo. Na maioria das vezes, essa velocidade está até acima do limite de velocidade regional. Se você colocar a alavanca no máximo, seu barco de deslocamento ficará apenas um pouco mais rápido, mas consumirá exponencialmente mais energia. Essa relação pode ser claramente observada no gráfico a seguir:

Basicamente, as formas de casco dos barcos são divididas entre deslocadores e planadores. Também existe a forma intermediária de um semi-planador e, recentemente, o voador.

Para barcos deslocadores, recomendamos cerca de 2 kW de potência por tonelada de peso do barco para garantir uma boa manobrabilidade da sua embarcação. Se você estiver navegando na costa ou em águas com forte correnteza, recomendamos até 3 kW. Caso utilize o motor apenas como auxiliar, pode optar por um motor menor. No entanto, recomendamos pelo menos 1 kW de potência por tonelada de peso do barco.

Um deslocador é um barco que desloca permanentemente exatamente a mesma quantidade de água que o seu peso. Nenhum deslocador pode ultrapassar a velocidade de casco, ou seja, ultrapassar com a popa a onda criada pela proa durante a navegação. A velocidade de casco depende exclusivamente do comprimento da linha d'água do barco. Quanto maior for esse comprimento, maior será a velocidade teórica de casco.

Basicamente, todo barco em repouso ou em baixa velocidade se comporta como um deslocador. Um planeador, no entanto, é capaz, devido ao formato do seu casco, de se elevar da água e deslizar sobre ela à medida que a velocidade aumenta. Para planar, um casco liso, alongado e uma popa larga são vantajosos. Assim, a velocidade de casco é largamente superada, pois ao sair da água, a resistência da água também desaparece. A velocidade máxima de um planeador é limitada tanto pela potência do motor quanto pela resistência do ar.

O peso do barco é o principal fator relevante para dimensionar a potência do motor. Se você deseja que o barco atinja o planeio, é ainda mais importante conhecer o peso aproximado do seu barco. Se quiser saber exatamente, pode usar uma balança adequada. Por exemplo, uma balança de guindaste pode ser utilizada para isso.

O peso do seu barco carregado deve incluir todo o peso do equipamento e das pessoas. Um ponto de referência importante é o peso vazio do seu barco. Com base no número máximo de pessoas, adicione o peso das pessoas (valor de referência = 75 kg por pessoa). Outros componentes como motor, baterias e âncora também devem ser considerados. Por fim, estime o peso do restante do equipamento no seu barco. Você também pode considerar uma margem de segurança adicional.

Para o planeio, é necessária significativamente mais potência do motor do que para o deslocamento. É importante que o seu barco tenha um formato de casco adequado para planar. Além disso, o seu barco deve ser o mais leve possível, ou seja, ter pouca carga, pois o desempenho também depende muito do peso do barco. Como a transição para o planeio depende muito do formato do casco do barco e isso é difícil de considerar no cálculo, este valor serve apenas como uma referência.

O valor é definido de forma muito baixa e é calculado com base na potência necessária para atingir 2,8 vezes a velocidade de casco, ponto em que um barco normalmente entra em estado de planeio. Referências mais conservadoras são de 50-70 HP por tonelada de peso do barco, necessários para planar. Queremos lhe dar uma primeira visão geral de quais motores e fabricantes existem nesta área e teremos prazer em aconselhá-lo em seu projeto individual.

A transição para o planeio ocorre a cerca de 2,8 vezes a velocidade de casco, o que naturalmente varia de acordo com o barco. Por isso, barcos com uma velocidade de casco menor também entram mais rapidamente no modo de planeio. O recorde mundial atual para o barco elétrico mais rápido é de 142,6 km/h. Isso, é claro, foi alcançado com um barco especialmente modificado para esse fim e em uma pista de testes. Mas já existem barcos elétricos de produção em série que podem atingir quase 50 nós, ou seja, 92,6 km/h. Como pode ver, também é possível andar mais rápido com um motor elétrico do que a polícia permite. No entanto, para passeios de barco mais longos, recomenda-se uma velocidade moderada. Além disso, naturalmente, também se aplicam os limites de velocidade nas águas.

Além disso, existem também cascos semi-planadores, que representam uma forma mista entre deslocamento e planeio. Os semi-planadores são capazes de "subir" na sua própria onda de proa e, em parte, ultrapassá-la. Assim, podem atingir velocidades superiores, de 2 a 2,5 vezes a velocidade de casco. No entanto, não conseguem entrar totalmente em regime de planeio. A ideia por trás do conceito dos cascos semi-planadores é que se alcancem velocidades mais altas com o mesmo consumo de energia.

Se você tem uma lancha planadora, deve navegar ou em regime de deslocamento ou em regime de planeio. Navegar em regime semi-planador é muito ineficiente, pois se forma uma grande onda de proa, que oferece grande resistência ao seu barco. Se o seu barco não for adequado para planeio, ou se a potência do motor não for suficiente, você não conseguirá superar essa onda de proa e acabará empurrando-a à sua frente.

Em regime semi-planador, muita energia é desperdiçada e seu barco ficará apenas um pouco mais rápido. Em barcos elétricos, o consumo de energia aumenta consideravelmente, reduzindo drasticamente o alcance ou o tempo de navegação. Além disso, com essa grande onda, você pode incomodar outros navegadores e praticantes de esportes aquáticos, além de poder danificar estruturas de proteção das margens.

A categoria mais recente nesta seção das formas de casco são os "Aviadores". Os barcos possuem foils (patins) que mantêm e estabilizam o barco na água. O barco se eleva para fora da água com o aumento da velocidade e é sustentado apenas pelos patins na água. O barco não toca repetidamente na água como acontece no modo de planeio, mas voa também sobre ondas maiores. Por isso, parece que o barco está voando.

O motor geralmente fica submerso e garante a propulsão. Para a fase de transição ao voo, é necessário temporariamente muita potência. No Candela 7 (cerca de 1.700 kg carregado), são necessários cerca de 50 kW por um curto período para fazê-lo voar. Em seguida, para a fase de voo, são necessários apenas 5 kW por hora para manter o barco a uma velocidade de cruzeiro de 22 nós (30 nós no máximo). Isso torna o barco cerca de 10 vezes mais eficiente do que um barco de planeio convencional. O foiling já existe há mais tempo em veleiros e pranchas de surfe. Graças à tecnologia e software mais recentes, o foiling estará disponível futuramente também em barcos maiores e balsas, mudando fundamentalmente a mobilidade na água. Os barcos mais conhecidos são os da Candela, da Suécia.