EXPLORAÇÕES ATM OSFÉRI CAS USAN DO PI PAS

A exploração da atm osfera com aj uda de pipas era usada quando se queria levar um aparelho registrador ou m eteorógrafo a grandes alturas.

Para conseguir ist o se em pregava um conj unto de pipas, onde um a delas, denom inada

pilot o ou pr incipal, era ligada ao aparelho de

m edida e o resto delas, denom inadas auxiliares ou

secundarias, eram as encarregadas de aliviar o

peso do cabo de sustentação, que se enrolava e desenrolava com auxílio de um torno. Junt o à pipa principal se colocava outra denom inada pipa de

segurança cuj a finalidade era a de ( será explicado

m ais adiante) .

2 _{Pipas de guarda- chuva. Era cham ado assim , pois usava um}

Esquem a de Sondagem usando um conj unto de pipas. Font e: Belenguer, 2004.

A pipa de segurança m ostrada no esquem a acim a se unia com o as outras pipas secundárias à linha principal, porém nest e caso a carga de execução do cabo da pipa de segurança era m uit o inferior. Assim , a m issão incum bida a esta pipa era dupla: prim eiro, proporcionar reforço à ação da pipa piloto para que o cabo se eleve form ando grande ângulo com a horizontal; e segundo, no caso de perigo por aum entar m uito a int ensidade do vent o repent inam ent e, que se rom pa seu cabo de retenção, cessando o reforço que esta pipa proporcionava e evitando a ruptura da linha geral em qualquer ponto fraco, por dim inuir todas as trações na part e que correspondia ao esforço desta pipa, dando desta form a tem po para recolher o m at erial.

O núm ero de pipas que se usavam em conj unto dependia da altura a alcançar, porém o norm al é que para alturas de dois ou três quilôm etros, se em pregassem som ente duas pipas, a piloto e a de segurança.

Todo isto era função da velocidade do vento e das superfícies sustentadoras da pipa principal, da piloto e das secundárias.

Em relação ao m étodo de lançam ento, prim eiram ente se lançava a pipa principal até 200 m etros, quando se tinha vento forte ou m oderado, e a até 400 m quando soprava vento fraco. Quando a pipa principal j á não sobe m ais, providenciava o engate das secundárias um a por um a até três ou quatro destas.

A m áxim a altura alcançada dependeria da velocidade do vento nas alturas. Se após colocadas três ou quatro pipas secundárias a pipa principal j á não subisse m ás, se procedia o enrolam ento deste no tam bor por m eio do m otor elét rico.

Um dos cuidados especiais que se tinham durante os lançam ent os era procurar que não se produzisse a ruptura da pipa principal. O controle disto era feito com a aj uda de um dinam ôm etro que era colocado no t orno e cont rolava a t ensão que estava suport ando o m esm o. A experiência havia dem onst rado que a rupt ura se produzia, na m aioria de casos, quando a pipa atravessava repentinam ente um a cam ada de ar com outra de diferente velocidade. Por tanto, durante a subida era fundam ental seguir a m archa das variações de velocidade das cam adas de ar.

Nos observatórios, se realizavam tabelas, com o a representada na figura seguinte, que em função do tam anho e form a da pipa ( núm ero da represent ação gráfica) , relacionava a velocidade do vento ( eixo Y) com a tração (eixo X) que estava experim entando o cabo de sustentação. Port ant o, lendo a leit ura do dinam ôm et ro se t inha a velocidade da cam ada de ar que estava atravessando, e se fosse observado um rápido aum ento da m esm a se afrouxava o freio do t am bor do t orno para solt ar o cabo, e se ocorresse o contrário, a velocidade dim inuísse m uito, se parava a saída do cabo, certam ente a experiência dos controladores era fundam ent al.

Tabela que m ost ra a velocidade do vent o ( eixo Y) com a t ração ( eixo X) que estava experim entando o cabo de sust ent ação. Fonte: Belenguer, 2004.

Det erm inação da alt ura alcançada por um a pipa

Os dados de pressão registrados no m eteorógrafo em sua subida deviam estar relacionados com as alturas sobre o nível do m ar que correspondiam ; port anto, era preciso conhecer a quê altura geom étrica se havia produzido a m edida.

Exist iam vários m ét odos para a determ inação desta, porém os que geralm ente se em pregavam eram t rês, conform e se segue:

# Fórm ula de nivelam ent o barom ét rico: é

um a fórm ula que proporciona a diferença de alt ura ent re dois pont os conhecidos entre eles as pressões e tem peraturas no m esm o instant e. Para a aplicação deste m étodo, é necessário que durante a subida se tenha em terra de um m eteorógrafo sim ilar ao subi j unto à pipa, para conhecer os valores de pressão e t em perat ura em cada instante no solo. Assim , um a vez com plet ada a sondagem , se com param com os valores obtidos no aparelho instalado na pipa que correspondem a um m esm o m om ent o com o da terra, e por aplicação da fórm ula, com um a aproxim ação suficiente, se conhece a alt ura em que se encontrava a pipa.

# Fórm ula de Saconney: As experiências com

pipas, realizadas pelo capitão do exército francês J. Th. Saconney ( 1874 - 1935) , dem onstrou, que a form a que adquiria o cabo de um a pipa em sua subida, sob a ação do vento, se assem elha ao arco de um círculo que cum pre cert as condições.

# Det erm inação da alt ura por t riangulação:

Quando a pipa estiver visível da terra e se desej a obter sua altura, com grande exatidão sobre o terreno, se pode em pregar o m étodo de t riangulação.

M et eorógrafos

Os m et eorógrafos, que subiam com as pipas, eram um dos instrum entos de registro sim ult âneo de pressão, t em perat ura e unidade do ar, onde estes dados se gravavam sobre um tam bor giratório que possuía um rolo de fita de papel.

Met eorógrafo de Marvin. Font e: Belenguer, 2004.

Segundo Francisco Roj as em t rabalho publicado em 1919 descreve este aparelho com o

" Os m e t e or ógr a fos usados nos diver sos países são m uit o sem elhant es... Todos const am de um aparelho de reloj oaria que t r ansm it i m ovim ent o de rot ação ao cilindr o que possui a folha de represent ação gráfica, na qual t razem suas diversas curvas at ravés de alguns est ilet es conect ados por m eio de alavancas am plificadoras aos inst rum ent os t érm ico, barom ét rico e higrom ét rico, regist rando assim , de m odo aut om át ico e à alt ura alcançada pelo aparelho elevado por um a ou várias pipas, a t em perat ura, a pressão e a um idade do ar am bient e que na referida alt ura exist em , com o t am bém as variações que est es elem ent os experim ent am durant e o t em po em que o m et eorógrafo perm anece no ar.

Os aparelhos dispost os especialm ent e par a a explor ação por m eio de pipas ou de balões cat ivos, levam , além dos inst rum ent os indicados acim a, um pequeno anem ôm et ro com um cont ador de giros, para conhecer m ediant e sua leit ur a, a velocidade m édia do vent o enquant o perm aneça no ar” .

Os m eteorógrafos eram fabricados de m aterial ligeiram ente leve e eram instalados em um a base de vim e que am ortecia o choque em caso de queda.

As pipas foram relegadas ao esquecim ent o e os avanços da tecnologia aj udaram à ciência, em nossos dias, que sej am em pregadas radiossondas, aviões e satélites artificiais na investigação da atm osfera.

Em cert os estudos de m icrom eteorologia específicos estão voltando a em pregar pipas para subir instrum ent os m eteorológicos. Os t ipos de pipas utilizadas são as parafoils3_{, devido a seu}

grande poder sustentador e elevador de cargas úteis, unido a sua facilidade de transporte, as torna ideal para este tipo de uso. É engraçado e fascinante pensar que apesar dos anos novam ente este brinquedo se aloca ao serviço da ciência.

Registros de um Meteorógrafo durant e um a subida em Blue Hill, EUA, 1898. Font e: Belenguer, 2004.