A pele de um tubarão pode ajudar-nos a poupar energia na indústria? Esta é a questão que impulsiona o STELLAR (Surface Texturing with Laser for Large Areas with Riblets), um projeto europeu que combina ciência, tecnologia e natureza para desenvolver superfícies texturizadas capazes de reduzir a fricção em aplicações industriais. 

Com a participação da Izertis e de parceiros internacionais, esta iniciativa visa melhorar a eficiência energética em setores-chave como propulsão, transporte e energia.

Na natureza, a pele de algumas espécies de tubarões é formada por pequenas escamas que geram microcanais chamados riblets. Essas estruturas, dispostas paralelamente ao fluxo da água, diminuem a turbulência e permitem que o animal se desloque com menos resistência, otimizando a sua energia. 

A STELLAR procura transferir este princípio para o âmbito industrial, com aplicações em sistemas de propulsão, transporte de fluidos e geração de energia, como pás de aerogeradores.

O desafio: reproduzir a natureza em escala industrial

Embora os riblets pareçam simples, a sua fabricação é altamente complexa. Trata-se de estruturas micrométricas, onde variações mínimas podem alterar significativamente o desempenho. O projeto aborda desafios como:

• Desenhar e prever o comportamento dos riblets antes de fabricá-los.
• Produzi-los com precisão por meio de laser e replicação em massa.
• Garantir a repetibilidade e avaliar a qualidade final.

Para isso, o STELLAR integra biomimética, tecnologia laser avançada e análise de dados por meio de inteligência artificial, evitando processos tradicionais de tentativa e erro e apostando em metodologias preditivas e automatizadas.

Uma abordagem multidisciplinar e transnacional

O STELLAR reúne organizações da Áustria, Alemanha, França e Espanha, cada uma contribuindo com a sua especialização:

• Bionic Surface Technologies (Áustria): encarrega-se da simulação fluidodinâmica para otimizar o design dos riblets e sua validação experimental em túneis de vento e canais hidrodinâmicos.
• Universidade de Ciências Aplicadas de Mittweida (Alemanha): lidera o desenvolvimento de processos de fabricação, desde a gravação direta a laser até a replicação em massa por meio de moldes metálicos.
• Amplitude (França): concentra-se no aperfeiçoamento de sistemas laser de femtossegundos para escalar a produção.
• Izertis: desempenha um papel fundamental na análise avançada de dados com inteligência artificial e aprendizagem automática para:
  • Análise Preditiva: Desenvolvimento de modelos de machine learning para a previsão do desempenho de diferentes configurações de riblets antes da sua fabricação física.
  • Controlo de Qualidade: Implementação de sistemas de análise automática para a comparação entre estruturas fabricadas e especificações de design.
  • Otimização de Processos: aplicação de algoritmos de otimização para a melhoria contínua dos parâmetros de fabricação e design.

Impacto e perspetivas

O STELLAR não procura apenas transferir um modelo funcional do âmbito biológico para soluções industriais, mas também demonstrar como a colaboração internacional e a integração de disciplinas são fundamentais para enfrentar desafios tecnológicos.

Constitui ainda um exemplo de colaboração transnacional no desenvolvimento de novas tecnologias, cada vez mais exigentes em termos de abordagens multilaterais para a resolução de problemas fundamentais. 

O projeto teve início em setembro de 2023, tem uma duração de 36 meses e aspira atingir um TRL (Technology Readiness Level) 7, ou seja, a validação de protótipos em ambientes reais.

Apoio europeu

O STELLAR conta com um orçamento total de 1.260.452 EUR e um financiamento público de 905.570 EUR, financiado através do convite à apresentação de propostas M-ERA.NET 2022 pelas agências regionais de inovação da Saxónia (Alemanha), Áustria, Nova Aquitânia (França) e Astúrias (Espanha).