Numa luta para minimizar o problema do atrito entre superfícies, como por exemplo entre o chão e algo que teria de desclocar sobre o chão, há quase seis mil anos o Humano terá inventado a roda. Invenção que ficou marcada na história da humanidade por ter sido um avanço colossal sobre a diminuição desse problema de atrito. Desde então, a engenhosidade e os materiais foram tornando a roda cada vez mais eficiente.

Entre outros aspectos, como o de transportar cargas cada vez mais pesadas e em diferentes terrenos, a eficiência da roda permitiu também rolar cada vez com mais velocidade no chão. Um detalhe sobre a velocidade rolando no chão é o de que à medida que a velocidade aumenta, a superfície do chão tem de tornar-se cada vez mais lisa… Não poderíamos rolar um carro de Fórmula 1 no mesmo terreno do Paris-Dakar…

Desde que começou a navegar, o Humano tem também lutado para melhorar a eficiência das embarcações. Para isso tem trabalhado diversas vertentes, como por exemplo a forma dos cascos, os materiais e a propulsão (seja ela a motor, a remos, à sirga, à vara… ou no caso que vou desenvolver, à vela). Claro que uma vertente crucial é a resistência da água. Sobre este aspecto trabalhou-se desde sempre na vertente das formas dos cascos. Um tema complexo, visto que a forma do casco, por um lado quer-se o mais hidrodinâmica possível, mas por outro lado necessita também de ser adaptada à carga ou passageiros ou armamento ou qualquer que seja o propósito para o qual o casco foi concebido. E no caso da embarcação ser propulsionada por vento, a forma do casco necessita ainda de providenciar uma resistência lateral eficaz contra o abatimento.

O Monitor, o primeiro hidrofoiler à vela, na sua primeira saída no lago Mendota, Madison (Wisconsin), no dia 24 de agosto de 1955 (imagem Maritime Museum)
O Monitor, o primeiro hidrofoiler à vela, na sua primeira saída no lago Mendota, Madison (Wisconsin), no dia 24 de agosto de 1955 (imagem Maritime Museum)

Quase sempre o propósito para o qual um casco é concebido e os imperativos estruturais implicam compromissos que obrigam a diminuir a eficácia hidrodinâmica. Por exemplo, um navio em forma de paralelepípedo seria adequado para transportar contentores, mas um paralelepípedo gigante seria pouco hidrodinâmico… Uma vez alcançada a forma com o melhor compromisso possível para satisfazer o propósito da embarcação e o hidrodinamismo, restava trabalhar na camada limite para reduzir a resistência ao mínimo. Neste aspecto evoluiu-se na preparação da superfície do casco em relação à sua textura, polimento e até aplicação de productos hidrofóbicos.

Hoje o avanço na preparação da superfície entra no campo da nano-tecnologia, mas muito antes de chegarmos aqui, era altura de procurar meios mais eficazes de resolver o problema da resistência da água. Era evidente que apetecia diminuir a superfície molhada retirando parte do casco fora e água. Toda a parte do casco que saía da água passava a deslocar-se num fluido muito menos denso e muito menos viscoso – o ar. As embarcações que podem planar são a prova desse fenómeno. Ao planar, uma embarcação já não desloca um volume de água igual ao seu peso. Literalmente contrariando a lei de Arquimedes, mas sobretudo diminuindo a resistência da água.

O passo seguinte seria ir ainda mais longe do que planar. Ou seja, em vez de levantar parcialmente o casco, tratava-se de levantar completamente o casco para fora do meio viscoso água, deixando na água apenas o meio propulsor (veio e hélice), leme para governar e necessariamente um elemento capaz de sustentar o peso total da embarcação fora do contacto com a superfície líquida. Este feito foi conseguido no princípio do século XX com a introdução desse elemento que anda hoje “na berra” – o hydrofoil. Na minha humilde opinião, a invenção do hydrofoil foi um marco tão importante na redução do atrito ao mover pesos na água, como foi a invenção da roda para reduzir o atrito ao mover pesos em terra. ⁽¹⁾

E seria possível “hydrofoilar” numa embarcação propulsionada pelo vento? Suprimia-se o meio propulsor submerso, adicionava-se o plano vélico e adicionava-se o plano anti deriva lateral, sem o qual uma embarcação não poderia “verdadeiramente velejar”. Este feito foi conseguido cerca meio século após o hydrofoil a motor, nos anos 50.

Com a resistência da água tão reduzida, podia-se navegar com menos potência propulsora e também atingir velocidades muito mais altas.

Os hydrofoils evoluiram e os planos vélicos também. E hoje consegue-se velejar na água a mais de 60 nós – velocidades que há 50 anos atrás apenas se conseguiam atingir velejando sobre patins no gêlo. No entanto um hydrofoil só consegue a sua sustentação hydrodinâmica enquanto submerso. Para isso, o estado da superfície da água é decisivo.

Campeonato Europeu de Moth hydrofoilers em Lagos com nortada (imagem Martina Orsini)
Campeonato Europeu de Moth hydrofoilers em Lagos com nortada (imagem Martina Orsini)

Se um hydrofoil sair fora de água ou se uma quantidade relevante de ar descer ao longo do hydrofoil envolvendo-o mesmo que parcialmente, o hydrofoil perde a sustentação e a embarcação entra bruscamente em contacto com a água causando uma desaceleração brusca. Por “brusca” entenda-se na maioria dos casos “perigosa” para a tripulação e para o equipamento. Claro que numa embarcação com 30m consegue-se hydrofoilar com mais mar do que numa embarcação de 10m, mas qualquer embarcação será sempre limitada pelo estado do mar ou pela velocidade ou mais propriamente pela combinação estado do mar/velocidade da embarcação. É aqui que entra a analogia com a roda do tal carro de Fórmula 1 no terreno do Paris-Dakar. E é aqui que entra também a busca por “terrenos” adequados às grandes velocidades dos hydrofoils de pequeno e médio porte.

Ora bem, desde há muito tempo que o vento, mar e clima de Portugal têm sido aproveitados por equipas de vela internacionais, as quais vêm encontrar na nossa costa as condições desejadas para os seus programas de treino. E quanto ao hydrofoil? Será que a nossa costa oferece as tais condições desejadas pelos hydrofoilers” de pequeno e médio porte?

É que actualmente a maior parte dos hydrofoilers ultrapassam regularmente os 30 nós. E a essas velocidades as ondas tornam-se rampas de lançamento que fazem os hydrofoils sairem fora da água, perdendo desastrosamente a sustentação hydrodinâmica. Por isso estas embarcações procuram vento moderado a forte, mas com mar chão – uma combinação associada aos ventos de terra e às brisas marítimas de origem térmica. Infelizmente, durante o Inverno toda a nossa costa é “batida” por mar de SW, não sendo por isso apropriada para este tipo de embarcações. No entanto, no Verão a nossa nortada e as brisas térmicas diurnas providenciam o vento moderado a forte. E quanto ao estado do mar, também no Verão, não só toda a costa do Algarve providencia mar chão, como também nos arquipélagos da Madeira e Açores e na costa continental Oeste, os cabos que abrigam do mar de NW como o Cabo Raso e o Cabo Espichel também dão o abrigo necessário para criar mar chão. Inclusivamente estas zonas têm sido palco de regatas internacionais com hydrofoilers. O outro vento próprio do Verão é a brisa térmica de SW. Ao contrário da nordada é um vento estável. E sendo uma brisa diurna não chega a levantar mar que afecte sequer os foilers de pequeno porte.

Tendo então as condições de vento e mar em Portugal, teremos também a infraestrutura para preparar, aparelhar, arvorar e amarrar estas embarcações e os seus botes semirígidos de apoio? Felizmente a nossa costa já está relativamente bem coberta por esse tipo de infraestruturas, afinal comuns à maioria das actvidades náuticas: Espaço de amarração na água e zona terraplanada com acesso à água por rampa e por grua, tomadas de electricidade e pontos com mangueiras de água doce. Um excelente exemplo é o do estaleiro Sopromar, que oferece das melhores condições logísticas que se podem encontrar a nível internacional. Os vários clubes instalados nas regiões insulares, assim como os instalados nas nossas secções de costa orientadas a Sul e os instalados nos estuários também são adequados. Vários destes já foram comprovados com a organização de provas internacionais em hydrofoilers. Alguns hydrofoilers de pequeno porte como é o caso do Flying Phantom até podem partir directamente de uma praia, simplificando muito a infraestrutura necessária.

Flying Phantom hydrofoiler de pequeno porte em Lisboa (imagem de Annaz)
Flying Phantom hydrofoiler de pequeno porte em Lisboa (imagem de Annaz)

O hydrofoilers vieram para ficar e é fácil extrapolar que navegamos rumo a um mundo que terá cada vez mais embarcações deste tipo. Portugal já oferece condições apropriadas a este tipo de embarcações. E se por um lado alguns dos clubes e estaleiros já oferecem serviços e estruturas de excelente qualidade, outros há que poderiam atrair mais procura se investirem em tornarem mais vasta a quantidade e qualidade da oferta. As próprias regiões só têm a beneficiar. Na minha opinião é imperativo continuar a investir no desenvolvimento e constante melhoramento deste tipo de infra-estruturas, as quais, no final de contas, virão sempre a servir para um vasto tipo de embarcações, além dos hydrofoilers.

 

⁽¹⁾ Apenas o hovercraft é mais eficaz na redução do atrito em ambos os meios (ainda com a grande vantagem sobre o hydrofoil de não precisar de uma velocidade mínima para reduzir o atrito), mas o hovercraft consome uma enorme quantidade de energia para criar o colchão de ar e ao mesmo tempo não pode velejar porque não tem resistência lateral. Infelizmente o hovercraft ainda não se conseguiu aplicar à propulsão à vela. E duvido que venha a ser possível fazê-lo com eficiência energética.

 

Autor: João Cabeçadas

Team Alinghi SA

 


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