Este mês, em que se completa 100 anos da tragédia, o escritor científico Richard Corfield, em um artigo publicado na Physicsworld.com, nos revela que o acidente pode não ter ocorrido tão somente devido a uma série de erros e acontecimentos que propiciaram uma perfeita sequência de circunstâncias que levariam o navio ao seu destino final, mas também em parte por uma negligência da ciência usada pelos seus construtores, bem como devido a alguns fatores físicos, envolvendo o clima - que afetou as correntes marítimas - e até mesmo uma influência das posições do Sol e da Lua nas marés oceânicas. Eu resolvi fazer aqui um resumo e adaptação do texto de autoria de Corfield, para que os leitores do blog possam compartilhar.
Por que o Titanic afundou tão rapidamente?
Esta é uma das principais perguntas que se faz sobre este acidente. Afinal de contas, se houvesse mais tempo, muitas vidas poderiam ter sido poupadas pela chegada de outros navios de resgate.
O Titanic incorporava o que havia de mais moderno em tecnologia para a época, com o intuito de garantir a sua segurança. Por exemplo, ele foi um dos primeiros a ter divisórias transversais seladas, que cruzavam toda a embarcação perpendicularmente ao eixo longitudinal, com portas operadas eletricamente, e que poderiam ser fechadas a qualquer momento, evitando que a água passasse de um compartimento para outro.
O casco era feito de aço macio (aço com um teor máximo de carbono de 0,35%, manganês 0,7% e 0,5% de silício) e as placas que o compunham eram mantidas unidas por três milhões de rebites de aço e ferro forjado. Apesar de os rebites de aço serem mais fortes do que os de ferro forjado, por razões técnicas e também econômicas eles só foram usados em três quintos do comprimento do navio, na parte central do casco, em que não há curvaturas muito acentuadas, o que veremos com mais detalhes adiante.
Os fatos físicos
Há um aspecto do desastre do Titanic que ficou evidenciado a partir do momento em que o navio bateu no iceberg: Se mais de quatro dos 16 compartimentos em que o espaço interior do Titanic foi dividido fossem inundados, o navio não poderia permanecer à tona. O projetista do Titanic, Thomas Andrews estava a bordo e foi convidado pelo capitão Edward Smith para acompanhá-lo a fim de avaliar os danos causados imediatamente após a colisão. Quando Andrews observou o estrago, alertou Smith de que como havia seis compartimentos rompidos, o Titanic certamente iria afundar.
A ciência por trás do naufrágio do Titanic teve de esperar 90 anos para ser explorada. Seus destroços no fundo do mar foram descobertos pelo submergível Alvin durante uma expedição franco-americana em 1985, na qual se destacava o oceanógrafo e arqueólogo Robert Ballard.
Uma primeira tentativa de explicar a causa do naufrágio rápido do Titanic foi relacionada a testes físicos no aço usado nas placas do navio. Testes preliminares feitos por metalúrgicos no Canadá sugeriram que o aço das placas de seu casco tornava-se frágil a cerca de 32°C. Isto contrasta com os aços modernos, onde a temperatura de transição dúctil-frágil é de -27°C. No entanto, testes mais sensíveis que foram realizados, e que se aproximam mais das características do impacto do Titanic com o iceberg, sugerem que o aço do chapeamento do navio foi suficiente para dobrar-se, ao invés de fraturar. Em meados de 2000, dois metalúrgicos, Tim Foecke, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, e, em seguida, Jennifer Hooper McCarty, da Universidade Johns Hopkins, também dos EUA, concentraram a atenção sobre a composição dos rebites do Titanic. Eles combinaram a análise metalúrgica com uma varredura metódica através dos registros da Harland and Wolff, em Belfast, estaleiro onde o Titanic foi construído. Combinando análise física e histórica, eles descobriram que os rebites que fixavam as chapas de aço leve do casco do Titanic, não eram de composição uniforme ou de qualidade, e não tinham sido inseridos de maneira que ficassem igualmente espaçados uns dos outros.
Especificamente, Foecke e McCarty descobriram que os rebites da parte da frente e os da parte traseira, correspondentes a dois quintos do comprimento total do casco, eram de qualidade inferior quando comparados aos usados na parte do meio do casco, e além disso, tinham sido inseridos manualmente. A razão para isto é que, no momento da construção do Titanic, as prensas hidráulicas usadas para inserir os rebites no meio do casco, e que correspondiam a três quintos do navio, não podiam operar em lugares onde a curvatura do casco era muito acentuada, isto é, nas pontas da embarcação. Além disso, pode ter ocorrido simplesmente uma redução de custos.
Os rebites de qualidade inferior eram mais baratos, mas tinham uma maior concentração de impurezas, conhecidas como "escória". Esta maior concentração de escória significava que os rebites estariam particularmente vulneráveis às tensões de cisalhamento - justamente o tipo de impacto que foram submetidos naquela noite de Abril de 1912. Testes de laboratório demonstraram que nas cabeças destes rebites podem ter surgido pressões extremas, que teriam permitido que as placas de aço se soltassem no casco, expondo suas câmaras internas ao ataque das águas.
Efeitos das correntes oceânicas
Finalmente, há uma nova reviravolta para a ciência que explica a razão pela qual o Titanic naufragou. Os icebergs do Atlântico Norte são provenientes da costa da Groenlândia, e em seguida circulam no sentido anti-horário através da Corrente do Labrador, antes de atingirem o Atlântico Norte, na costa de Newfoundland. Lá eles são levados pela Corrente do Golfo na direção norte-leste, em sua longa jornada até as margens do noroeste da Europa. Veja no mapa:
Há diferenças significativas de temperaturas e densidades entre essas duas correntes, e quando elas são mais pronunciadas - por exemplo quando a Corrente do Golfo está mais quente do que o normal - os icebergs tendem a ser encurralados em uma linha aproximadamente reta ao longo do eixo da interface limite. Em outras palavras, eles formam uma barreira de gelo. Richard Norris, do Instituto Scripps de Oceanografia, em San Diego, Califórnia, diz: "1912 teve um verão excepcionalmente quente no Caribe, e assim a Corrente do Golfo foi particularmente intensa naquele ano. Oceanograficamente, o resultado disso foi que os icebergs se concentraram muito próximos de onde ocorreu a colisão."
Conspiração dos Astros
Uma nova pesquisa levanta a possibilidade de que as influências celestes conspiraram para condenar o Titanic. Os astrônomos Donald Olson e Russel Doescher da Universidade de San Marcos, no Estado do Texas, publicaram este mês suas descobertas sobre um evento extraordinário em 4 de Janeiro de 1912, três meses antes do desastre. Nesse dia o Sol estava alinhado com a Lua de uma maneira que aumentava sua atração gravitacional, causando marés acima do normal. Isto não é nada excepcional por si só. Mais notável foi que no mesmo dia de 1912, a Lua encontrava-se em sua máxima aproximação da Terra em mais de 1400 anos - em outras palavras, o seu efeito de levantamento das marés estava no auge. Além disso, a Terra tinha alcançado sua posição mais próxima do Sol - o periélio - no dia anterior. À primeira vista, é difícil imaginar como uma maré excepcionalmente alta pode ter afetado o Titanic mais de três meses depois. As vias de navegação do Atlântico norte foram recheadas com icebergs em abril, mas se a maré alta fez com que novos icebergs se soltassem na Groenlândia, em janeiro, eles teriam que viajar extraordinariamente rápido para então chegar até lá. Entretanto, os icebergs podem ter vindo de uma fonte mais próxima. Quando icebergs passam pelo Mar do Labrador, muitas vezes ficam presos em águas rasas e podem levar vários anos para que sejam desalojados e continuem sua jornada em direção ao sul. Escrevendo na edição de abril da Sky & Telescope, Olson e Doesher sugerem que a maré alta em janeiro de 1912 poderia ter dado à muitos icebergs aprisionados, a flutuabilidade que precisavam para se soltarem do subsolo marinho e continuarem as suas viagens rumo ao local do futuro cemitério do Titanic.
Eventos em cascata
Que conclusões podemos tirar dos acontecimentos de 14 de Abril de 1912, um século após o Titanic ter afundado? Primeiro, não há dúvida de que houve falhas na escolha dos materiais para a construção do navio. As placas de aço da época podem ter sido inadequadas para serem usadas naquelas baixas temperaturas, e justamente os rebites que prendiam as chapas que rasparam no iceberg eram de qualidade inferior. Em segundo lugar, vários erros foram cometidos pela tripulação durante o trajeto da viagem: a ausência de um binóculo para observação; a decisão do comandante Smith em manter a velocidade elevada, apesar dos inúmeros avisos de icebergs na região; atraso dos operadores de rádio na obtenção de informações cruciais para os oficiais; e, claro, a falta de botes salva-vidas em quantidade suficiente. Depois, há os de matemática e física da colisão: seis compartimentos inundados quando, se tivessem sido apenas quatro, o navio não teria afundado. E, finalmente, houve a interação complexa de duas correntes de água, bem como a maré extraordinariamente alta três meses antes, que concentrou icebergs formando uma perigosa armadilha. Não foi um único motivo que levou o Titanic ao fundo do Atlântico Norte. Pelo contrário, o navio foi conduzido por uma perfeita tempestade de circunstâncias que conspiraram para a sua desgraça.
Esta cadeia é familiar para aqueles que estudam desastres - ela é chamada de "cascata de eventos". O melhor planejamento do mundo não é capaz de eliminar todos os fatores que podem impactar negativamente no projeto e operação de uma máquina complicada, como um enorme navio de passageiros. Eventualmente, e, ocasionalmente, estes fatores individuais podem se combinar em uma "cascata de eventos" tornando-a demasiadamente longa e complicada o suficiente para que a tragédia não possa ser evitada.
A colisão
O diretor do filme Titanic, James Cameron, que é bacharel em Física pela Universidade da Califórnia, foi muito fiel ao demonstrar como o acidente ocorreu. Na cena da colisão, é interessante prestar atenção particularmente no instante em que é dado o comando para que as hélices invertam o sentido de rotação. Nota-se que uma delas (justamente a do meio) permanece apenas em "marcha lenta", e não inverte o sentido. Esta hélice central não poderia mesmo ter o seu sentido invertido, pois era acionada por uma turbina de baixa pressão, do tipo Parson. Cameron quis mostrar nesta cena, justamente uma limitação no sistema de propulsão, em caso de emergência, e que prejudicou a diminuição da velocidade do navio naquele momento. No entanto, o leme que dá direção ao navio teria sido mais eficaz se o fluxo laminar de água, criado pela hélice central, não tivesse sido interrompido com sua parada. Isto pode ter diminuído severamente a capacidade do navio virar. Se o primeiro oficial Murdoch não tivesse dado a ordem para a sala de máquinas, para reduzir e, em seguida, reverter o impulso, talvez o navio tivesse virado a tempo de evitar a colisão.
Fontes:
http://physicsworld.com/cws/article/print/2012/apr/02/the-perfect-stor
science20.com/lawsphysicsdidnotgetmemoabouttitanicbeingunsinkable
Por que o Titanic afundou tão rapidamente?
Esta é uma das principais perguntas que se faz sobre este acidente. Afinal de contas, se houvesse mais tempo, muitas vidas poderiam ter sido poupadas pela chegada de outros navios de resgate.
O casco era feito de aço macio (aço com um teor máximo de carbono de 0,35%, manganês 0,7% e 0,5% de silício) e as placas que o compunham eram mantidas unidas por três milhões de rebites de aço e ferro forjado. Apesar de os rebites de aço serem mais fortes do que os de ferro forjado, por razões técnicas e também econômicas eles só foram usados em três quintos do comprimento do navio, na parte central do casco, em que não há curvaturas muito acentuadas, o que veremos com mais detalhes adiante.
Os fatos físicos
Há um aspecto do desastre do Titanic que ficou evidenciado a partir do momento em que o navio bateu no iceberg: Se mais de quatro dos 16 compartimentos em que o espaço interior do Titanic foi dividido fossem inundados, o navio não poderia permanecer à tona. O projetista do Titanic, Thomas Andrews estava a bordo e foi convidado pelo capitão Edward Smith para acompanhá-lo a fim de avaliar os danos causados imediatamente após a colisão. Quando Andrews observou o estrago, alertou Smith de que como havia seis compartimentos rompidos, o Titanic certamente iria afundar.
Uma primeira tentativa de explicar a causa do naufrágio rápido do Titanic foi relacionada a testes físicos no aço usado nas placas do navio. Testes preliminares feitos por metalúrgicos no Canadá sugeriram que o aço das placas de seu casco tornava-se frágil a cerca de 32°C. Isto contrasta com os aços modernos, onde a temperatura de transição dúctil-frágil é de -27°C. No entanto, testes mais sensíveis que foram realizados, e que se aproximam mais das características do impacto do Titanic com o iceberg, sugerem que o aço do chapeamento do navio foi suficiente para dobrar-se, ao invés de fraturar. Em meados de 2000, dois metalúrgicos, Tim Foecke, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, e, em seguida, Jennifer Hooper McCarty, da Universidade Johns Hopkins, também dos EUA, concentraram a atenção sobre a composição dos rebites do Titanic. Eles combinaram a análise metalúrgica com uma varredura metódica através dos registros da Harland and Wolff, em Belfast, estaleiro onde o Titanic foi construído. Combinando análise física e histórica, eles descobriram que os rebites que fixavam as chapas de aço leve do casco do Titanic, não eram de composição uniforme ou de qualidade, e não tinham sido inseridos de maneira que ficassem igualmente espaçados uns dos outros.
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| Foto dos rebites usados na construção do Titanic |
Efeitos das correntes oceânicas
Finalmente, há uma nova reviravolta para a ciência que explica a razão pela qual o Titanic naufragou. Os icebergs do Atlântico Norte são provenientes da costa da Groenlândia, e em seguida circulam no sentido anti-horário através da Corrente do Labrador, antes de atingirem o Atlântico Norte, na costa de Newfoundland. Lá eles são levados pela Corrente do Golfo na direção norte-leste, em sua longa jornada até as margens do noroeste da Europa. Veja no mapa:
Conspiração dos Astros
Uma nova pesquisa levanta a possibilidade de que as influências celestes conspiraram para condenar o Titanic. Os astrônomos Donald Olson e Russel Doescher da Universidade de San Marcos, no Estado do Texas, publicaram este mês suas descobertas sobre um evento extraordinário em 4 de Janeiro de 1912, três meses antes do desastre. Nesse dia o Sol estava alinhado com a Lua de uma maneira que aumentava sua atração gravitacional, causando marés acima do normal. Isto não é nada excepcional por si só. Mais notável foi que no mesmo dia de 1912, a Lua encontrava-se em sua máxima aproximação da Terra em mais de 1400 anos - em outras palavras, o seu efeito de levantamento das marés estava no auge. Além disso, a Terra tinha alcançado sua posição mais próxima do Sol - o periélio - no dia anterior. À primeira vista, é difícil imaginar como uma maré excepcionalmente alta pode ter afetado o Titanic mais de três meses depois. As vias de navegação do Atlântico norte foram recheadas com icebergs em abril, mas se a maré alta fez com que novos icebergs se soltassem na Groenlândia, em janeiro, eles teriam que viajar extraordinariamente rápido para então chegar até lá. Entretanto, os icebergs podem ter vindo de uma fonte mais próxima. Quando icebergs passam pelo Mar do Labrador, muitas vezes ficam presos em águas rasas e podem levar vários anos para que sejam desalojados e continuem sua jornada em direção ao sul. Escrevendo na edição de abril da Sky & Telescope, Olson e Doesher sugerem que a maré alta em janeiro de 1912 poderia ter dado à muitos icebergs aprisionados, a flutuabilidade que precisavam para se soltarem do subsolo marinho e continuarem as suas viagens rumo ao local do futuro cemitério do Titanic.
Eventos em cascata
Que conclusões podemos tirar dos acontecimentos de 14 de Abril de 1912, um século após o Titanic ter afundado? Primeiro, não há dúvida de que houve falhas na escolha dos materiais para a construção do navio. As placas de aço da época podem ter sido inadequadas para serem usadas naquelas baixas temperaturas, e justamente os rebites que prendiam as chapas que rasparam no iceberg eram de qualidade inferior. Em segundo lugar, vários erros foram cometidos pela tripulação durante o trajeto da viagem: a ausência de um binóculo para observação; a decisão do comandante Smith em manter a velocidade elevada, apesar dos inúmeros avisos de icebergs na região; atraso dos operadores de rádio na obtenção de informações cruciais para os oficiais; e, claro, a falta de botes salva-vidas em quantidade suficiente. Depois, há os de matemática e física da colisão: seis compartimentos inundados quando, se tivessem sido apenas quatro, o navio não teria afundado. E, finalmente, houve a interação complexa de duas correntes de água, bem como a maré extraordinariamente alta três meses antes, que concentrou icebergs formando uma perigosa armadilha. Não foi um único motivo que levou o Titanic ao fundo do Atlântico Norte. Pelo contrário, o navio foi conduzido por uma perfeita tempestade de circunstâncias que conspiraram para a sua desgraça.
Esta cadeia é familiar para aqueles que estudam desastres - ela é chamada de "cascata de eventos". O melhor planejamento do mundo não é capaz de eliminar todos os fatores que podem impactar negativamente no projeto e operação de uma máquina complicada, como um enorme navio de passageiros. Eventualmente, e, ocasionalmente, estes fatores individuais podem se combinar em uma "cascata de eventos" tornando-a demasiadamente longa e complicada o suficiente para que a tragédia não possa ser evitada.
A colisão
O diretor do filme Titanic, James Cameron, que é bacharel em Física pela Universidade da Califórnia, foi muito fiel ao demonstrar como o acidente ocorreu. Na cena da colisão, é interessante prestar atenção particularmente no instante em que é dado o comando para que as hélices invertam o sentido de rotação. Nota-se que uma delas (justamente a do meio) permanece apenas em "marcha lenta", e não inverte o sentido. Esta hélice central não poderia mesmo ter o seu sentido invertido, pois era acionada por uma turbina de baixa pressão, do tipo Parson. Cameron quis mostrar nesta cena, justamente uma limitação no sistema de propulsão, em caso de emergência, e que prejudicou a diminuição da velocidade do navio naquele momento. No entanto, o leme que dá direção ao navio teria sido mais eficaz se o fluxo laminar de água, criado pela hélice central, não tivesse sido interrompido com sua parada. Isto pode ter diminuído severamente a capacidade do navio virar. Se o primeiro oficial Murdoch não tivesse dado a ordem para a sala de máquinas, para reduzir e, em seguida, reverter o impulso, talvez o navio tivesse virado a tempo de evitar a colisão.
Fontes:
http://physicsworld.com/cws/article/print/2012/apr/02/the-perfect-stor
science20.com/lawsphysicsdidnotgetmemoabouttitanicbeingunsinkable
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