Somática Educar

Autor : Rodrigo Barbosa Cabral

Curso Draft Survey

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A matemática e a engenharia naval foram de fundamental importância para o desenvolvimento das embarcações através dos tempos. O aperfeiçoamento das antigas embarcações de madeira da antiguidade para os modernos transatlânticos atuais, que utilizam tecnologia moderna, só foi possível graças ao trabalho exaustivo de técnicos e engenheiros navais. A matemática surgiu nos primórdios da civilização pois o homem primitivo necessitava medir a distância entre fontes de água ou para saber se seria capaz de capturar um animal.

Posteriormente, a partir do momento em que se tornou sedentário, precisou saber a quantidade de alimentos que necessitaria para comer e entender como e quando ocorriam as estações do ano, pois isso significava saber em que época deveriam plantar e colher. Um exemplo disso é o osso de Lebombos, que é um artefato arqueológico datado de 35.000 anos a.c., que serviu como um bastão calendário.

No mundo ocidental, a matemática tem sua origem no Antigo Egito e no Império Babilônico, por volta de 3.500 a.c. Ambos os impérios desenvolveram um sistema de contagem e medição a fim de poder cobrar impostos dos seus súditos, organizar o plantio e a colheita e construir edificações. Outros povos americanos, como os incas e astecas, também criaram um sistema de contagem sofisticado com os mesmos objetivos.

Os egípcios empregaram a matemática para observar os astros e criar o calendário que usamos no mundo ocidental. A partir do movimento do Sol e da Terra, eles distribuíram os dias em doze meses ou 365 dias. Igualmente, estabeleceram que um dia tem duração aproximada de vinte e quatro horas. A formação da matemática na Babilônia está ligada à necessidade de controlar os impostos arrecadados. Criaram o sistema chamado sexagenal que dá origem da divisão das horas e dos minutos em 60 partes. Até hoje, dividimos um minuto por 60 segundos e uma hora, por 60 minutos.

Os gregos usaram a matemática tanto para fins práticos como para fins filosóficos. Aliás, um dos requisitos do estudo da filosofia era o conhecimento da matemática, especialmente da geometria. Desta maneira, os gregos conseguiram fazer da matemática uma ciência com teoria e princípios. A Grécia antiga nos deixou um enorme legado matemático com nomes como Euclides, Anaxágoras, Arquimedes e Pitágoras. Esse último é considerado um dos maiores matemáticos da história, tendo contribuído com o Teorema de Pitágoras, o mais conhecido e aplicado na matemática, que diz que a soma do quadrado dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa.

Arquimedes é considerado um dos grandes estudiosos de todos os tempos e recebeu o título de maior matemático da história, face às suas grandes experiências que contribuíram e contribuem para a constante evolução da civilização. Entre as grandes invenções de Arquimedes, temos a bomba de parafuso, utilizada para elevar água e que servia como um guia transportador para mercadoria e era utilizado na época para eliminar água das embarcações. Arquimedes contribuiu com armas que protegeram sua cidade da constante tentativa de invasões dos romanos como os famosos jogos de espelhos que utilizavam o reflexo da luz do sol para incendiar as embarcações inimigas. Os romanos aplicaram todas as descobertas dos gregos em suas construções, como os aquedutos, na enorme rede de estradas ou no sistema de cobrança de impostos. Os números romanos eram simbolizados por letras e seu método de multiplicação facilitou o cálculo de cabeça. Atualmente, os números romanos estão presentes nos capítulos de livros e para indicar os séculos.

Durante o período conhecido como Alta Idade Média, a matemática foi confundida com superstição e não era um campo do saber valorizado pelos estudiosos. No entanto, neste período os seres humanos continuaram a produzir conhecimento. No início do século 13, um matemático italiano chamado Fibonacci, que estudou cálculo com um mestre árabe no Norte da África, considerou o sistema de numerais e decimais muito mais prático do que o sistema romano, e logo os popularizou na Europa, onde os números passaram a ser conhecidos como algarismos. Acredita-se que os comerciantes árabes os apresentaram aos europeus através de suas transações comerciais.

Na Idade Moderna, a matemática acompanhou as mudanças que as ciências passaram no período conhecido como Revolução Científica. Um dos grandes inventos foi a calculadora, realizada pelo francês Pascal. Além disso, ele escreveu sobre geometria e sobre fenômenos físicos teorizados no Princípio de Pascal, sobre a lei das pressões num líquido. O inglês Isaac Newton descreveu a lei da gravidade através dos números e da geometria. Com a Revolução Industrial, a matemática se desenvolveu de forma extraordinária. As indústrias e as universidades se tornaram um vasto campo para o estudo de novos teoremas e invenções de todo tipo. O embasamento teórico proveniente desses grandes estudiosos da antiguidade foi fundamental para o desenvolvimento da engenharia naval.

A Hidrostática é o segmento da Física que embasa os estudos de materiais líquidos no estado de equilíbrio dinâmico ou estático, ou seja, a Hidrostática nada mais é do que a ciência que estuda os materiais líquidos que se encontram em movimento retilíneo e uniforme ou em estado de inércia. A ciência classifica como fluído toda e qualquer substância que, sob ação de uma variante externa, adquire a forma do seu recipiente, apresentando características físicas como densidade, pressão e força de empuxo.

A densidade é uma variante muito importante para o estudo da Física, uma vez que permite medir a quantidade de matéria de um fluído em um determinado recipiente. A força que um fluído em estado de inércia exerce sobre uma superfície qualquer é calculada através da pressão hidrostática. A relação entre um corpo sólido imerso em um fluído é diretamente proporcional, ou seja, quanto mais um corpo sólido estiver mergulhado em um corpo líquido, mais será a pressão aplicada sobre o objeto sólido.

A força exercida pelo fluído sobre os corpos nele imerso é denominada de empuxo. Denominamos de pressão hidrostática toda e qualquer pressão exercida por uma coluna de fluído em estado de repouso. A diferença de pressão entre dois pontos de um fluído é determinada pelo produto entre sua densidade, o módulo da gravidade local e a diferença de altura entre esses pontos. O Teorema de Pascal dispõe que todo o aumento de pressão sobre um fluído ideal é transmitido homogeneamente ao longo de seu volume. Podemos observar a aplicação desse teorema no funcionamento das prensas e pistões hidráulicos.

Toda substância líquida apresenta como principal propriedade a densidade. Através da densidade, podemos calcular a quantidade de matéria que uma substância líquida apresenta em um determinado volume. De acordo com a lei de Newton, dois corpos não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Dessa forma, quando inserimos um objeto sólido em um recipiente líquido, ele ocupará uma porção da área ocupada pela substância líquida. Assim, o líquido exerce sobre o objeto uma força de direção contrária, de intensidade similar ao peso do líquido que foi deslocado em função da imersão do objeto em seu meio.

O empuxo exercido por uma matéria líquida não está diretamente relacionado ao peso do corpo ou à sua densidade, mas diretamente relacionado com a densidade do meio líquido, da gravidade local e do volume de líquido deslocado, que, por sua vez, é exatamente igual ao volume da porção do corpo imersa na matéria líquida. Sempre que mergulhamos um determinado objeto sólido em um recipiente líquido temos a impressão de que o peso diminui. Também nos questionamos o porquê de uma rolha ou um cubo de gelo boiar quando entra em contato com uma superfície líquida. Isso foi demonstrado pelo Teorema de Arquimedes que diz que todo objeto totalmente ou parcialmente imerso em um fluído qualquer recebe a ação de uma força vertical de baixo para cima, similar ao peso da parte do líquido que foi deslocada pelo objeto. Essa força damos o nome de empuxo.

A Engenharia Naval utiliza esses conceitos como base de estudos para a construção de navios e de todo e qualquer tipo de embarcação, seja ela de pequeno ou grande porte. A figura do engenheiro naval permitiu que os processos que começaram nos primórdios da civilização passassem a ser mais bem elaborados, padronizados e embasados tecnicamente. Ele ficou como responsável técnico assumindo todo e qualquer problema que porventura possa acontecer em virtude de falha de projeto, independentemente do tamanho da embarcação, seja ela um simples veleiro, um navio de grande porte ou uma plataforma marítima voltada para exploração de petróleo em grandes profundidades. Os estaleiros ao redor do mundo empregam o engenheiro naval onde é o principal gestor responsável pela constante evolução na construção de navios, trazendo e desenvolvendo novas tecnologias a fim de garantir embarcações que superem as intempéries dos oceanos e mares navegando em segurança, menos poluentes e levando frequentemente um volume maior de carga em um espaço de tempo cada vez menor.

O desenvolvimento de novas tecnologias para as embarcações está evoluindo constantemente, visto que estas estão intimamente ligadas às necessidades geradas pela competitividade do mercado. Assim, navios maiores, com maior capacidade de carga, com necessidade de menor calado e mais econômicos estão sendo criados. A evolução da legislação sobre o meio ambiente e a segurança do trabalhador também está influenciando o desenvolvimento de novas tecnologias. O aumento de desempenho das embarcações, uma maior segurança para os tripulantes, a diminuição dos riscos ambientais e da emissão de gases poluentes são alguns exemplos das metas que essas novas tecnologias pretendem atingir.

Devido às maiores demandas para lidar com as novas tecnologias, o treinamento e o investimento dispensado aos tripulantes são tidos como uma consequência natural desta evolução, assim como a revisão das operações executadas pelas embarcações de apoio marítimo. Com o uso de novas tecnologias e utilização de vasto conhecimento técnico pelos engenheiros navais, o processo de evolução das embarcações nesse último século foi enorme gerando ganhos de escalas jamais visto na história da civilização.