As cargas a granel são responsáveis pela perda de vários navios todos os anos, isto porque podem passar repentinamente de um estado sólido para um estado líquido. Esse processo de liquefação pode ser verdadeiramente desastroso para qualquer navio que as transporta – e para a sua tripulação.
A física de liquefação de materiais granulares é muito conhecida. A agitação vigorosa da Terra faz com que a pressão na água subterrânea aumento até um nível que faz com que o solo se liquefaça. No entanto, apesar da compreensão deste fenómeno, a verdade é que continua a ser o responsável por afundar vários navios de carga todos os anos.
As cargas sólidas a granel são tipicamente materiais bifásicos, pois contêm água entre as partículas sólidas. Quando as partículas se tocam, o atrito entre elas faz com que o material aja como um sólido, mesmo que exista líquido presente. Contudo, quando a pressão da água sobe, essas forças entre partículas reduzem e a resistência do material diminui drasticamente.
Assim, quando a fricção é reduzida a zero, o material age como um líquido, mesmo que as partículas sólidas ainda estejam presentes.
Em suma, uma carga sólida a granel, aparentemente estável no cais, pode liquefazer-se porque as pressões na água entre as partículas acumulam-se quando são carregadas no navio. Isto torna-se extremamente provável quando a carga é carregada com uma correia transportadora do cais para o porão, podendo envolver uma queda significativa.
Além disso, a vibração e o movimento do navio durante a viagem podem aumentar a pressão da água e levar à liquefação da carga.
Quando uma carga se liquefaz, pode deslocar-se ou escorregar dentro do porão, fazendo com que a embarcação se torne pouco estável. Aliás, uma carga liquefeita pode mudar-se completamente para um dos lados do porão. Se, entretanto, recuperar a sua força e voltar ao estado sólido, a carga permanecerá na posição deslocada e fará com que o navio permaneça inclinado.
A certo momento, a embarcação torna-se muito pouco estável para ser capaz de recuperar do movimento instável causado pelas ondas. Para que isso não aconteça, a Organização Marítima Internacional possui códigos que determinam a quantidade de humidade permitida em graneis sólidos.
No entanto, é preciso ter em conta que o potencial de liquefação depende não apenas da quantidade de humidade presente numa carga a granel, mas também de outras características do material, como a distribuição do tamanho das partículas, a relação entre o volume de partículas sólidas e a densidade relativa da carga, para além do método de carregamento e dos movimentos do navio durante a viagem.
Qual é, então, a solução? A Ars Technica refere que, para resolver estes problemas, a indústria naval precisa de entender o comportamento material das cargas sólidas a granel que estão a ser transportadas.
Ainda assim, a tecnologia poderia ser uma mais valia, nomeadamente sensores no porão de um navio capazes de monitorizar a pressão da água da carga. Ou, então, a superfície da carga poderia passar a ser controlada por lasers que identificariam as alterações na sua posição.
O desafio passa por desenvolver uma tecnologia barata, rápida de instalar e robusta o suficiente para sobreviver. A combinação de dados sobre a pressão da água e o movimento da carga, com informações adicionais sobre o clima e os movimentos do navio poderiam ajudar a produzir um aviso atempado sobre se a carga está preste a liquefazer-se ou não.
Assim, a tripulação teria tempo suficiente para evitar que a pressão da água na carga subisse demasiado, drenando a água dos porões ou mudando o curso da embarcação, por exemplo. Se estes desafios forem superados, as tripulações poderão respirar de alívio.
