O Vaivem do Bumerangue pelo Tempo - Costumes

O VAIVÉM DO BUMERANGUE PELO TEMPO - Costumes

Inventado antes da roda, o bumerangue  mostra que o homem dominava mistérios do vôo há milhares de anos. Transformado num esporte, ele permite entender complicados princípios aerodinâmicos

Dizem dele que lhes deu o mantimento que eles agora têm, que são raízes de ervas; estão bem com ele, já que de um companheiro seu falam mal. E não sei a causa, mas o que ouvi dizer é que as clavas que lhe atiravam voltavam aos que as atiravam e não os matavam! 

(Cartas dos primeiros jesuítas do Brasil - Período 1538-1553, org. Serafim Leite).

Este trecho de carta, escrito no século XVI pelo padre jesuíta Manuel da Nóbrega, descreve um pouco de seu contato com os índios do litoral sul paulista. Impressiona aí não a óbvia hostilidade dos nativos com o estrangeiro, a ponto de lhe atirar clavas, mas o fato de as clavas irem e voltarem sob controle - não seriam essas clavas, por acaso, bumerangues??

Embora não se possa afirmar com certeza, por falta de provas arqueológicas, essa carta sugere que os tupis-guaranis já se valiam de algum tipo de bumerangue. Para quem tinha na cabeça somente a velha idéia de que os inventores do bumerangue foram os aborígenes australianos, esse dado pode parecer surpresa. Os especialistas modernos, na verdade um pequeno grupo, não se espantam, porque sabem que o bumerangue tem uma história parecida com a do arco e flecha - atravessa civilizações e tempos históricos, sem que alguém saiba ao certo quem o inventou, quando ou como. Certeza mesmo só se tem sobre sua fidelidade às origens. O bumerangue, desde que nasceu, é o mesmo engenho aparentemente simples, quase um brinquedo, mas com uma configuração aerodinâmica bem complicadinha. O bumerangue mais velho de que se tem noticia foi encontrado na Polônia, em 1987, recebendo pela datação com carbono a idade de 23 000 anos. Nesse tempo, no Período Paleolítico Superior, o homem ainda vivia à base de caça e coleta de alimentos e usava ferramentas de pedra. Surpreendente que alguém, lá pelo Hemisfério Norte, soubesse fazer um objeto voador esculpido em presa de mamute.Os homens ainda viviam rudimentos de civilização, mas alguns já podiam, ainda que de forma indireta, imitar o vôo dos pássaros. E souberam fazer um objeto voar no céu antes de colocá-lo a rodar pelo chão, uma vez que a roda só foi inventada cerca de 15 000 anos mais tarde. Outros registros revelam bumerangues, também na Europa e na Índia, de épocas tão diversas como 7000 a.C. e 300 a.C. É difícil achar um bumerangue assim tão antigo por causa da fragilidade da madeira, material de que normalmente são feitos, pois ela se degrada em poucos anos quando em contato com o chão e exposta às intempéries.Enquanto isso, na Austrália, o bumerangue também cortava o céu em seus primeiros vôos, que aconteceram entre 8 000 e 10 000 anos atrás. Cruzando culturas, ele esteve ainda no Antigo Egito, sobretudo no período do faraó Tutancâmon (1361-1352 a.C.), em cuja tumba foram encontrados diversos bumerangues de marfim recobertos de ouro. As margens do Nilo, pinturas da época indicam que jogar bumerangue era um esporte da elite. Até na América esses objetos voadores foram parar: além do litoral sul brasileiro, foi encontrado um bumerangue de 200 anos na Amazônia, outros entre os índios hopis do deserto da América do Norte e há indícios de que os incas nas montanhas peruanas também conheciam seus segredos.E como civilizações tão diversas e distantes, na geografia e no tempo, puderam desenvolver o mesmo instrumento? Só especulações respondem a esse enigma. Supondo-se que não foram os aborígines australianos os inventores dos bumerangues, pois já existiam muito antes na Europa, então eles o conheceram a partir de algum contato entre os grupos humanos. Se houve tal contato, por que os aborígines não tomaram conhecimento também do arco e flecha. uma arma muito mais eficiente? Ainda não se conhece resposta para essas dúvidas. Mas sabe-se muito bem que nem todo pedaço de madeira torto que voava era um bumerangue.O ex-piloto francês Jacques Thomas, em seu livro Magie du boomerang (Magia do bumerangue, não lançado no Brasil), define o bumerangue, seja antigo ou moderno, como um aparelho com duas asas retas ou curvas, de perfil aerodinâmico determinado, ligadas uma à outra por uma extremidade, situadas no mesmo plano e cujos eixos longitudinais formam entre eles um ângulo mais ou menos aberto. Guardadas essas condições, tudo vale, desde que o aparelho vá e volte. Se for e não voltar, não será um bumerangue, mas um bastão de arremesso. E aqui que começa a incorreta lenda de que o bumerangue seria uma arma de caça, que mata uma presa e volta-o que não se dá, mesmo porque, depois de acertar o bicho, o bumerangue ficaria por ali mesmo.O bastão de arremesso é bem mais pesado que um bumerangue,  podendo chegar a mais de 350 gramas, e o ângulo formado por suas asas é mais aberto. Quando lançado, segue girando sobre si mesmo até uma distancia de cerca de 150 metros. A vantagem de ter uma configuração aerodinâmica, ao contrário de um galho de árvore em estado bruto, é que isso lhe permite voar tão longe. Os australianos jogavam bumerangue apenas por diversão, ou para treinar caçadores. Enquanto arma de caça, o bumerangue só funcionava por vias tortas. Os aborígines estudavam a rota dos pássaros e nessa direção colocavam armadilhas no chão. Quando chegavam as aves, eles arremessavam os bumerangues e imitavam o grasnido dos falcões. Como os falcões atacam de cima para baixo, os pássaros fugiam em descida para o chão, caindo assim nas armadilhas, onde eram mortos a golpes de porrete. 

Assim como ninguém sabe se o bumerangue foi inventado por todos os povos que o utilizaram, ou se seu uso se difundiu pela comunicação, também se desconhece como alguém descobriu que aquele objeto podia voar. Duas hipóteses são consi-deradas: ou é um desenvolvimento do bastão de arremesso, ou foi pensado a partir da observação da queda da folha de eucalipto e algumas sementes aladas, que chegam ao chão girando sobre si mesmas. Nem quanto à origem do nome existe consenso. Uns dizem que vem do modo como os aborígines chamavam o vento, "boomori" ou "bumarin". Outros que é a transformação da palavra "woomera" nome com o qual algumas tribos australianas chamavam uma alavanca de impulsionar lanças. Uma terceira corrente diz que é parecido com o nome que Ihe davam os turuwals. encontrados em 1770 pelo capitão inglês James Cook, quando desembarcou na Austrália-"bou-ma-rang".Seja quem for o desconhecido inventor, ele percebeu há milhares de anos os princípios aerodinâmicos que fazem o bumerangue voar. Hoje, encontram-se em seu vôo princípios semelhantes ora aos de um frisbee, um disco voador, ora aos de uma hélice, das asas de avião ou do rotor de helicóptero. Um bumerangue clássico, à primeira vista, é uma asa de avião, com um dos lados invertido: seu perfil é planoconvexo, ou seja, plano na parte de baixo (intradorso) e convexo na parte de cima (extradorso). Esse perfil aerodinâmico fuselado é que permite a sustentação: as moléculas de ar passam mais depressa pela parte de cima, criando assim uma zona de baixa pressão, e a pressão maior na parte de baixo mantém o bumerangue no ar. Reconhece-se um perfil fuselado pela existência de um bordo de ataque, arredondado, que primeiro encontra o ar, e um bordo de fuga, achatado, por onde o ar escapa. Na asa de avião, os dois bordos de ataque são virados para a frente. O bumerangue, para rodar, tem o bordo de ataque de um dos lados virado para trás. 

A presença de ar é que cria as condições para seu retorno. Um bumerangue típico, feito de madeira compensada naval, deve posar no mínimo entre 70 e 80 gramas, para que não seja perturbado por brisas leves, embora ventos fortes possam interferir em sua trajetória. Quando o lançador arremessa-o para a frente, seu braço age como uma catapulta, transferindo ao bumerangue a energia cinética que o fará voar, e um golpe seco da mão solta-o girando sobre si mesmo. Pelas contas do francês Jacques Thomas em seu livro, o bumerangue parte com uma velocidade em torno de 90 quilômetros por hora e uma rotação de 10 giros por segundo.Para poder realizar a trajetória curva e voltar, o bumerangue deve ser largado com uma inclinação em relação ao eixo vertical de cerca de 10 a 40 graus. Ele inicia o vôo numa linha quase reta, até que as forças que interferem em sua trajetória vençam sua inércia e comecem a desviá-lo para a esquerda. Ao mesmo tempo em que ganha altitude, ele começa a se inclinar para a direita e se "deita", iniciando depois o retorno em direção ao lançador, a quem vai chegar praticamente na horizontal. Embora tenha cara de asa de avião, o bumerangue faz essa trajetória circular porque seu vôo mistura artes do disco voador e do helicóptero.Ao girar sobre si mesmo, o bumerangue se comporta como um disco, ou, melhor ainda, como um giroscópio. Um exemplo de giroscópio é uma roda de bicicleta. Quando está parada, ela tomba para o lado; em movimento, porém, possui a chamada propriedade de fixação no espaço, que a faz continuar rodando e conservar seu eixo de rotação, resistindo por inércia a qualquer força que tente modificar seu equilíbrio. Se alguém, segurando-a pelo eixo, tentar mudar sua direção, entrará em cena uma outra propriedade, a precessão giroscópica, que faz com que a reação se dê 90 graus à frente do local onde uma força foi aplicada. Ou seja, se uma força for aplicada no topo, em vez de a roda tombar para o chão, ela vai, de pé, desviar-se para o lado. No bumerangue em rotação, a asa que está na metade superior do círculo roda com mais impulso do que a asa que está embaixo. Isso cria o fenômeno da precessão giroscópica. A força aplicada na parte de cima resulta num desvio na frente, como acontece com a roda da bicicleta. Aí entra em cena a semelhança com o helicóptero.Para algum objeto se sustentar no ar, ou tem o perfil aerodinâmico da asa do avião ou está inclinado em relação ao vento, que passa por baixo dele e o levanta. É fácil perceber essa segunda condição colocando-se o braço para fora de um carro em movimento: se o braço e a mão estiverem retos, paralelos com o chão, o ar passa por cima e por baixo sem perturbá-los. Basta inclinar um pouco a mão para a força do vento empurrar o braço para trás. Dessa maneira é que as pás do rotor de um helicóptero, inclinadas, "seguram" o vento.Pois, quando o bumerangue, jogado já com inclinação, desvia-se pelo efeito da precessão giroscópica, levanta a frente e cria um ângulo de ataque ao ar igual ao da pá do helicóptero, pela inclinação. Por causa da velocidade do bumerangue, esse ângulo de ataque é capaz de gerar uma configuração aerodinâmica cuja soma de forças resulta, na vertical, em uma nova força, que suspende o bumerangue contra a ação da gravidade; na horizontal, o resultado é uma força centrípeta (força que faz um objeto descrever uma trajetória circular), que encurva sua trajetória para a esquerda (num bumerangue para destros). Por isso ele voa aproximadamente em círculo e volta, quando jogado corretamente.É bem provável que os pré-históricos inventores do bumerangue não se dessem conta de tanta teoria para explicar o vôo daquele objeto de madeira em forma de V. Mas hoje, quando os aborígines mantêm-no vivo menos por tradição do que para vender como souvenirs a turistas, o bumerangue virou esporte e conta com aficionados em quase todo o mundo, que vivem se correspondendo, trocando informações e estudando os princípios físicos que tornam seu brinquedo tão interessante. 

Feito em casa

Passo a passo, um jeito fácil de construir um bumerangue simples em sua própria casa1 Pegue uma placa de madeira compensada de 6 milímetros de espessura. Risque 25 centímetros de comprimento e 4 centímetros de largura. Com um círculo de cartolina de 12 centímetros de diâmetro encostando nos lados internos, trace a linha curva superior. Coloque depois o círculo na parte externa e trace outra curva.2 Com um círculo de 6 centímetros de diâmetro risque a curva da ponta da asa. Serre o bumerangue com uma serra elétrica comum. 3 Olhando o bumerangue como um V invertido, desgaste um pouco a borda externa no intradorso da asa direita. No extradorso, faça um desgaste inclinado na parte interna, até o meio do bumerangue, para criar o bordo de fuga.4 Ainda nessa asa, apenas arredonde a parte externa, para criar o bordo de ataque.Repita os mesmos desgastes no extradorso da asa esquerda, mas inversamente-bordo de ataque na parte interna e bordo de fuga na parte externa. Não desgaste o intradorso da asa esquerda.5 Lixe o bumerangue até ficar bem liso, envernize-o e pinte-o com tinta spray. 6 Segure o bumerangue firmemente com a parte lisa voltada para a palma da mão direita. Dobre o braço por cima do ombro para dar impulso e depois lance-o para a frente. Solte-o com um movimento seco do punho. 

Asas a Imaginação - Tecnologia

ASAS À IMAGINAÇÃO - Tecnologia

Com seu desenho aerodinâmico especial, elas mantêm os aviões no ar, suportam cargas esmagadoras e guardam no bojo rios de combustível. Levam longe a criatividade da indústria aeronáutica

Cera e penas - isso foi tudo que o mitológico arquiteto grego Dédalo precisou para construir os pares de asas que o libertaram, juntamente com o filho Ícaro, do temível Labirinto de Creta. Aprisionado na própria criação, o engenhoso Dédalo desafiou os deuses com seu vôo e acabou punido: imprudente, Ícaro não ouviu o conselho paterno, voou alto e teve as asas derretidas pelo sol, afogando-se no mar. A lenda de final infeliz, como o de tantos mitos da Grécia Antiga, é a mais conhecida metáfora do imemorial sonho humano de construir asas e voar. Hoje em dia, quando os materiais que permitem ao homem alçar-se aos ares são um tanto mais complexos do que cera e penas, o desafio nem por isso é menor.

Com bons 30 metros de comprimento e cerca de 24 toneladas, as asas de um moderno Jumbo 747 suportam cargas de quase meia tonelada para cada um de seus 511 metros quadrados de área. Carregam no interior quase 200 000 litros de combustível e quilômetros de tubos e fios, além de sustentar turbinas de até 5 toneladas. Sem dúvida, uma proeza da Engenharia aeronáutica à altura dos mais estratosféricos delírios do velho Dédalo. Mas os passageiros do Jumbo, ou, no caso, de qualquer outro avião de verdade, não precisam temer a ira dos deuses - as asas não vão se derreter. Aliás, se os passageiros que se apresentam para uma viagem sentem alguma preocupação quanto ao vôo, esta raramente tem a ver com as asas do aparelho - a não ser como um inconveniente que atrapalha a visão do cenário aéreo nos assentos próximos a elas, embora os viajantes mais experientes saibam que justamente nessa parte da aeronave a estabilidade é maior. De fato, ao contrário da idéia geral, os motores apenas impulsionam o avião, que é sustentado no ar, isso sim, pelas asas, em torno das quais gira toda a fuselagem. Assim, os assentos mais atrás e mais à frente chegam a subir e descer alguns metros em relação ao eixo transversal das asas, cada vez que o avião levanta vôo ou aterrissa, gerando certo desconforto para os passageiros.

Por essa mesma razão, quando a aviação ainda, por assim dizer, engatinhava e os motores possuíam uma fração da potência das gerações seguintes de aparelhos, bastavam simples estruturas de madeira leve ou mesmo bambu, revestidas com telas de tecido e presas com cola, cabos, pregos e parafusos, para funcionar como planos de sustentação. Afinal, as asas não passam de superfícies com perfis especiais que cortam o vento de modo a gerar um impulso ascendente. Segundo as leis da Aerodinâmica, o desenho mais abaulado da parte superior leva o ar a contorná-la mais rapidamente do que na superfície de baixo, resultando daí uma força que empurra o avião para cima. Essencialmente, é o que ocorre ao se empinar uma pipa, na qual a superfície curva de papel de seda e bambu serve como asa e a linha atua como os motores, impulsionando o conjunto para a frente. "Os aerofólios dos carros de Fórmula 1 não passam de asas invertidas", compara o capitão Maurício Pazini Brandão, engenheiro aeronáutico do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos. "Atuando de modo inverso, mantêm os carros no chão, embora estes alcancem velocidades iguais às de alguns aviões." A sustentação no ar aumenta com o chamado ângulo de ataque, em que as asas cortam o ar. O aumento tem um limite, a partir do qual a sustentação cai repentinamente, devido à formação de uma turbulência na parte superior das asas. Levar o avião até esse limite e depois deixá-lo perder altitude é, por sinal, uma manobra perigosa de pilotos de caça conhecida como estol (do inglês stall, retardar algo mediante subterfúgio).

Para fazer um potente jato ou um pequeno hidroavião subir e descer, os pilotos controlam partes móveis das asas, que aumentam ou diminuem sua superfície e, portanto, sua capacidade de sustentação. Durante a decolagem e o pouso, quando a velocidade é menor e a necessidade de sustentação maior, flaps (abas) na parte de trás e slats (ripas) na parte da frente se desdobram, aumentando as superfícies das asas. Outras engrenagens entram em ação nas diversas manobras. Os ailerons (ponta da asa, em francês) funcionam junto aos flaps sob o comando do manche. São os responsáveis pelo movimento em torno do eixo longitudinal da aeronave, uma manobra conhecida como rolamento. Os spoilers (destruidores, em inglês) são pontos de abertura da superfície das asas que permitem a passagem de ar e a queda de sustentação.

Tampouco se pode esquecer das pequenas asas traseiras que os engenheiros aeronáuticos conhecem como empenagem. Parecidas com as barbatanas de peixes, essas estruturas compõem com a cauda vertical um sistema de eixos que controla a elevação do nariz da aeronave. Quanto maior a empenagem, mais fácil manobrar o aparelho. O caça sueco Viggen, por exemplo, tem empenagem notavelmente grande em relação às asas, além das pequenas falsas asas dianteiras chamadas canard. Todos esses aparatos reduzem a velocidade necessária para a decolagem e, conseqüentemente, o tamanho das pistas - uma conquista importante, principalmente quando se trata de porta-aviões. Em certas ocasiões, a ponta da asa pode se dobrar cerca de 1 metro para cima ou para baixo, mas não chega a quebrar.

A flexibilidade das asas e a resistência dos materiais de que são construídas passam, aliás, por severos testes na grande indústria aeronáutica. Nos hangares onde é fabricado o Airbus europeu, compressores hidráulicos submetem o equipamento ao que os técnicos chamam ciclos de torção - as asas são dobradas sucessivamente para cima e para baixo a fim de se descobrir seu eventual ponto de ruptura. No interior do revestimento de placas de alumínio, esconde-se uma espécie de costela, de aço ou de titânio, altamente resistente, que abriga as bombas de combustível, os controles hidráulicos e elétricos, o próprio líquido inflamável, que ocupa todos os espaços vazios, e os bens de pouso retráteis. "São muitos os sistemas escondidos nas asas", comenta José Renato Oliveira Melo, gerente de engenharia aeronáutica da Empresa Brasileira de Aeronáutica (Embraer). "Se for necessário voar em lugares muito frios, as asas vão precisar, por exemplo, de equipamentos que impeçam a formação de gelo sobre elas."

Nesse caso, a parte da frente das asas é feita de materiais condutores ligados a filamentos elétricos que funcionam como uma resistência, não muito diferente daquelas usadas nos chuveiros, que mantém a superfície constantemente aquecida. Outras vezes, deve-se deixar espaço para os mecanismos que movimentam as asas para trás em vôos supersônicos, como acontece no caça americano F-14 Tomcat, ou no MiG23/27, soviético. De fato, a forma de flecha diminui a resistência ao avanço. O Boeing 747, por exemplo, tem asas mais enflechadas do que os outros aviões comerciais, que voam a menores velocidades transônicas (próximas à velocidade de som ou 1200 quilômetros por hora) e têm asas retas ou trapezoidais.

Todos esses conceitos aeronáuticos só chegaram a ser estudados e aplicados numa fase recente da história da aviação. A maioria das asas dos primeiros aviões foram imaginadas e testadas na prática, acumulando desastres. Mas também surgiram, na época, idéias teoricamente avançadas, como as asas traseiras do 14 bis, que podem vir a se tornar comuns nas aeronaves do futuro, desenhadas por computador. Explica-se: quanto mais para trás na fuselagem, mais as asas facilitam as manobras de pouso e decolagem. Hoje em dia, por motivos óbvios, o método de tentativa e erro foi abolido.

Em seu lugar surgiu primeiro o túnel de vento, onde a asa é submetida a uma corrente de ar produzida por um poderoso ventilador que simula as condições de vôo, tomando possível medir ali a eficiência dos modelos. Mais recentemente, poderosos computadores estenderam essa capacidade de simulação além dos limites possíveis de obter nos túneis de vento convencionais. A partir desses testes, surgiu uma pequena porém valiosa inovação no desenho convencional da asa - o wing-let, um prolongamento vertical destinado a diminuir o turbilhão de ar nas pontas tornando a estrutura mais eficiente. A última geração de jatos comerciais possui já esse aperfeiçoamento, previsto também no EMB-145 da Embraer.

A posição em que as asas se prendem à fuselagem é uma das características testadas nos túneis de vento. Assim, asas altas geralmente são utilizadas em aviões de transporte, pois fazem a fuselagem ficar mais próxima do chão, facilitando a entrada das cargas. As asas médias, por sua vez, são as mais eficientes em termos aerodinâmicos, embora com a desvantagem de ocupar muito espaço na fuselagem. Os aviões comerciais têm asas baixas, que protegem a fuselagem em caso de aterrisagens forçadas sem o trem de pouso. Novos sistemas de computadores permitem agora criar aparelhos com o máximo de desempenho e de estabilidade em superfícies de formas singulares. Dando asas à imaginação, essas complexas estruturas nascidas da criatividade dos engenheiros aeronáuticos vencem a todo instante no ar o desafio de Dédalo - e isso não é mito.