Entenda os novos veleiros AC 75 pés da America’s Cup 2021.

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Assista ao vídeo lançado pela Emirates Team New Zealand (ETNZ) e perceberá de que o novo veleiro de 75 pés da próxima America’s Cup será diferente de qualquer barco visto anteriormente.

 

Origem do novo Monocasco AC75

Este novo design, que quebra qualquer paradigma da vela, é o resultado de meses trabalhando em diferentes conceitos de veleiros.

O novo design, fornecido pelo coordenador de design da ETNZ, Dan Bernasconi, teve como base o acordo de se voltar aos veleiro monocasco à America’s Cup negociado entre a ETNZ (vencedora da última edição) e a equipe Luna Rossa que, em 2017, forneceu todos os recursos e as ferramentas de design que ajudaram a ETNZ a alcançar a vitória na última America’s Cup nas Bermudas.

Os novos veleiros, uma vez tendo se liberado do arrastro da água e “decolado”, tem potencial para serem mais rápido do que os AC50 (veleiro catamarã utilizado na última AC), tanto no contravento, quanto no popa.

Entenda os novos 75 pés

Parados sob a água, os 5,5 metros de “boca” do casco, dão ao veleiro uma determinada estabilidade, da mesma maneira que qualquer veleiro monocasco.

Foto: ETNZ

A estabilidade do casco, é então complementada ao se baixar as duas quilhas em formato de asas, que pesarão em torno de 1,5 toneladas cada, o que equivale, no caso das duas abaixadas, a uma quilha de 3 toneladas. Os projetistas afirmam de que este peso será suficiente para garantir que os veleiros possam voltar a endireitar em caso de emborcarem/ capotarem.

A estabilidade necessária para se manter o prumo do veleiro durante a navegação em condições normais, será alcançada em grande parte pelo empuxo vertical que a quilha em T de sotavento irá gerar à medida que o veleiro avança na água. A medida que a velocidade aumenta, também aumenta o empuxo vertical para cima e o casco se eleva para fora da água.

Da mesma maneira que acontece quando passamos de um casco deslocante para um planante (pense num casco de veleiro que desloca a água a medida que avança comparado com o de uma lancha que, em vez, plana sobre a água quando adquire velocidade), a transição entre deslocamento para foiling (como é chamado o ato de navegar sobre as quilhas em formado de asa) é fundamental para se atingir as velocidades que se esperam destes veleiros.

Apesar de que os veleiros foram projetados para estarem na sua maior parte do tempo velejando “foiling” (com o casco fora da água), é fundamental ter um casco que permita entrar em foiling o mais rápido possível.

Foto: ETNZ

Além de um casco que tenha pouco arrasto, os novos AC75 terão um elemento de movimento lateral nas quilhas em asa (T-foils), como nos flaps de um avião.

Esses elementos, que tem como objetivo fazer com que o casco suba ou desça, irão controlar a quantidade de empuxo vertical lateral da mesma maneira que os T-foils fazem em um veleiro da classe Internacional Moth (veja fotos abaixo), que tem uma espécie de asa na parte de baixo da quilha e do leme. O leme, da mesma maneira que nos Moths, também terá um elemento de regulagem da sua “asa” (novamente, como um flap em uma asa de avião).

Veleiro da Classe Moth velejando sobre seu foil (quilha) e leme.

Além disso, as próprias quilhas (foils) terão um sistema de auto elevação que irá automaticamente controlar a altura do veleiro acima d’água durante a velejada.

Contudo, por mais que tudo isto possa parecer sofisticado, o que interessa mesmo é o resultado, ou seja, quão velozes serão estes novos veleiros?

Para responder a esta pergunta, vamos relembrar os catamarãs AC50 da última America’s Cup.

Catamarã AC50 da usados na America’s Cup 2017 em Bermuda. Foto: ETNZ

Estes pesavam quase 2,5 toneladas e podiam se elevar da água e velejar sobre seus foils em apenas 6 nós de vento.

Os novos AC75 monocascos, pesarão em torno de 7 toneladas, contudo, está previsto que estarão velejando sobre seus foils em apenas 9 nós de vento.

De acordo com Bernasconi, os AC75 monocasco poderão velejar mais rápido do que os catamarãs AC50 em 9 a 15 nós de vento, chegando a uma velocidade máxima aproximada de 50 nós!

A pergunta que fica então é: Como um veleiro monocasco tão pesado pode ser mais rápido que um veleiro catamarã mais leve?

Foto: ETNZ

A resposta está na grande quantidade de empuxo vertical lateral que o AC75 gera comparado com seu deslocamento. Isto pode ser explicado através do entendimento dos 3 aspectos da física que constituem o potencial de força de empuxe deste conceito.

Da mesma maneira que nos catamarãs, no momento em que o casco dos AC75 sair da água (no caso dos catamarãs isto ocorria quando o casco de barlavento saia da água), o veleiro estará gerando seu máximo empuxo (righting moment) a medida que as 7 toneladas do veleiro se transformam em um pêndulo na força de elevação dos T-foils, que estarão aproximadamente a 5 metros a sotavento (veja desenho abaixo).

Multiplique o peso do veleiro pela distância do seu suporte (ponto em que o foil entra na água) e você chegará ao número de 35.000 Kg/m de empuxo (righting moment).

Além disso, sobre o veleiro, existirá uma tripulação de 12 pessoas que deverão pesar ao todo uns 1.000 Kg… isso adiciona outros 5.000 Kg/m.

O terceiro componente é o empuxe vertical lateral (righting moment) adicional gerado por levantar (canting) a quilha de barlavento para cima e para fora da água.

Visualize isto como uma pessoa no trapézio de um veleiro 470 ou HC-16 e perceberá que não é necessário um grande peso colocado da borda para fora do casco para se ter um grande efeito.

Cada uma das T-foils terão aproximadamente 1,5 toneladas que, ao serem levantadas até sua máxima posição horizontal, terão sua extremidade a aproximadamente 15 metros a barlavento da T-foil de sotavento. Novamente, peso x distância destes elementos dão outros 15.000 kg/m.

Some os três empuxes (rigthting moment) e você chega a um incrível total de 60.000 Kg/m.

Isso é o dobro da força potencial de um veleiro da classe IMOCA 60, que gera ao redor de 30.000 Kg/m, mesmo pesando os mesmos 7 a 8 toneladas dos novos AC75.

É claro que problemas de estabilidade ficam mais complexos a medida que o empuxo vertical que os T-foils geram variam com a velocidade do veleiro, contudo, esta análise simplificada e estes números ilustram a enorme força que estes novos veleiros possuem.

Foto: ETNZ

Ainda existe outro componente importante para que estes veleiros alcancem estas velocidades: redução do arrastro.

Imagine este veleiro totalmente fora da água, velejando somente nos dois foils e no seu leme, ou com um dos foils e o leme na água enquanto o outro foil está elevado. Não precisa ser um gênio para perceber a redução em arrastro hidrostático comparado com um dos nossos veleiros atuais que velejam com todo o casco dentro da água, mais parecendo uma baleia, do que um hidroavião.

Contudo, arrasto não é só na água… também é no ar. Por este motivo, os novos AC75, velejando a 50 nós de velocidade, também terão de reduzir o arrasto do ar, especialmente com as velas híbridas, a genoa de material mole e a mestra tipo sólido (asa de avião).

Como não existe nada sequer parecido para fazer comparações, posso dizer que a próxima America’s Cup será desafiadora tanto para as equipes de designers quanto para as tripulações.

Como nas últimas duas America’s Cup, a SailBrasil estará acompanhando e dando todas as informações.

A experiência de se velejar alcançou uma nova dimensão... mas já temos há tempo esta tecnologia no Brasil!

Apesar de inovadores, os conceitos e a tecnologia utilizados nos AC75 já foram desenvolvidos e são comercializados no Brasil, inclusive, sendo utilizado por um pequeno veleiro de 23 pés (protótipo), que veleja na costa de Santos – São Paulo.

Conheça o SBS – Sailing Booster System – Inovação para veleiros lendo esta notícia da SailBrasil de 21 de outubro de 2016 pelo link: https://www.sailbrasil.com.br/jornal/?p=6998

 

Sobre a America´s Cup:

O America´s Cup (nome do evento e do troféu) é o troféu mais antigo do esporte internacional, tendo sido entregue à escuna de nome América em 1851, após derrotar as melhores escunas da frota britânica em uma regata ao redor da Ilha de Wight. O troféu, entregue naquele dia, foi “dado em confiança” através de uma “Ação de fidúcia” (Deed of Gift) e, desde então, se tornou um dos maiores símbolos de conquista do mundo dos esportes.

A America´s Cup está atualmente sob a guarda do Golden Gate Yacht Club de San Francisco que, em 25 de setembro de 2013, através da sua equipe, a ORACLE TEAM USA, conseguiu o maior feito de recuperação na história de qualquer esporte (leia as notícias da AC 2013 postadas na SailBrasil NEWS na época), para ter o direito de manter o troféu que tinha recuperado para os USA em 2010. Em 2017, a equipe Emirates Team New Zealand (ETNZ), recuperou o troféu para a Nova Zelandia.

Para maiores informações sobre a America´s Cup, visite o site oficial em: www.americascup.com

 

Para desenvolver este texto, utilizei informações do Press Release da ETNZ sobre os novos veleiros AC75: Maximilian Immo Orm Gorissen – Editor SailBrasil.com.br e Full Member – Yachting Journalist´s Association – UK

 


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