Humanidades

Mistérios da história: o professor Caltech ajuda a resolver o desastre de Hindenburg
Na noite de 6 de maio de 1937, a maior aeronave já construída pela humanidade, um exemplo impressionante de proeza tecnológica, deslizou pelos céus tempestuosos de Nova Jersey e se preparou para pousar...
Por Emily Velasco - 21/05/2021


Cortesia

Na noite de 6 de maio de 1937, a maior aeronave já construída pela humanidade, um exemplo impressionante de proeza tecnológica, deslizou pelos céus tempestuosos de Nova Jersey e se preparou para pousar. O dirigível Hindenburg estava se aproximando do fim de uma viagem de três dias através do Oceano Atlântico a partir de Frankfurt, Alemanha. Foi um espetáculo e uma notícia. Espectadores e equipes de notícias se reuniram para assistir ao toque do gigante de 250 metros.

E então, em um meio minuto horrível, tudo acabou. As chamas saíram da pele do dirigível, alimentadas pelo gás hidrogênio inflamável que o manteve no ar, e consumiram toda a estrutura, acabando com 36 vidas.

Quatro imagens em preto e branco das chamas avançando enquanto consumiam
o Hindenburg. Quatro frames do noticiário do desastre
Crédito: William Deeke / Pathe

O navio, já famoso antes de seu desaparecimento, ficou gravado na memória do mundo. O desastre, apesar de ter acontecido há quase cem anos atrás, continua sendo uma das tragédias icônicas do século 20, ao lado de outros acidentes que capturaram a imaginação do público, como o naufrágio do Titanic , a explosão do Challenger e o colapso do nuclear de Chernobyl reator.

Talvez uma das razões pelas quais os momentos finais e ardentes do Hindenburg continuaram sendo uma fonte de fascínio seja o mistério duradouro que os cerca. Nas últimas oito décadas, as pessoas especularam sobre como o dirigível poderia ter sido completamente devorado pelas chamas em menos de um minuto.

Agora, NOVA , o popular programa de televisão de ciência da PBS, está dando uma nova olhada no desastre. Seus produtores recorreram a Konstantinos Giapis , professor de engenharia química da Caltech , para ajudá-los a recriar os últimos momentos do navio e desvendar seus segredos.

Giapis não é um especialista em zepelins ou acidentes de aeronaves, nem é um cientista forense. Ele, no entanto, tem uma vasta experiência no estudo de como as cargas elétricas se movem nas superfícies e como podem atingir níveis suficientes para ionizar o ar e causar faíscas. Essa experiência se provaria fortuita em sua busca pelo que causou o desastre e, como se viu, ele acabaria explorando muitos dos mesmos fenômenos que estuda em seu trabalho mais típico sobre transistores e outros dispositivos microeletrônicos.

Ainda assim, ele ficou cético quando abordado pelos produtores do NOVA .

"Minha primeira reação foi: 'Quem se importa? Isso aconteceu 84 anos atrás. Por que alguém iria querer descobrir?'", Diz ele.

Mas quanto mais ele pensava sobre isso, mais o problema o intrigava.

"Minha segunda reação foi: 'Por que a causa não é conhecida? Por que não foi resolvida durante todo esse tempo?'"

Desenterrando o passado

Giapis começou a pesquisar os registros históricos do acidente e logo percebeu que ninguém havia feito experimentos para tentar descobrir o que realmente havia acontecido. Na verdade, quase todas as evidências queimaram no incêndio. Tudo o que existia era muita especulação.

Uma fotografia em tons de sépia em preto e branco do Hindenburg pairando sobre
um campo.  Os espectadores reunidos abaixo são diminuídos por seu tamanho.
O Hindenburg, visto em seu primeiro voo em 1936.
Crédito: Wikimedia Commons

O que sempre se soube é que o zepelim, projetado pela Zeppelin Company, uma empresa alemã conhecida por seus grandes e luxuosos dirigíveis, continha 7 milhões de pés cúbicos de hidrogênio inflamável. Imagine um balão em forma de charuto do tamanho de um arranha-céu cheio de gás explosivo. Combine esse hidrogênio com o oxigênio do ar e uma fonte de ignição e você terá "literalmente uma bomba", diz Giapis.

A questão-chave, mas há muito sem resposta, é: como o fogo foi desencadeado? Alguns especialistas teorizaram que os motores do Hindenburg , que queimavam óleo diesel, foram os responsáveis. Outros sugeriram que a catástrofe foi um ato de sabotagem, com o objetivo de fazer o governo da Alemanha nazista ficar mal.

As teorias mais confiáveis, no entanto, focalizam a descarga eletrostática: o mesmo choque que você recebe quando esfrega os pés com meia no carpete e toca em algo metálico. Giapis achou que era o mais provável. A ideia básica é que, à medida que o Hindenburg se movia na atmosfera tempestuosa, sua pele acumulava uma carga estática. E assim como a sacudida que seu dedo recebe quando você alcança uma maçaneta, o Hindenburg pode ter sido eletrocutado quando aterrissou em Nova Jersey. Se o hidrogênio da nave estivesse vazando, como se acredita, o zap poderia ter incendiado o gás.

No entanto, havia lacunas nessa teoria. Primeiro, o zepelim não pegou fogo no momento em que largou as cordas de amarração no chão, como seria de se esperar se as cordas completassem o circuito necessário para criar uma faísca. Em segundo lugar, as chances de uma única faísca acontecer exatamente no mesmo local do Hindenburg onde o hidrogênio estava vazando pareciam muito pequenas.

Para chegar ao fundo do mistério, Giapis teria que resolver esses dois problemas.

'Modelando' o problema

Agora totalmente integrado com o projeto, Giapis primeiro construiu um modelo de uma parte da superfície externa do zepelim em seu laboratório no campus da Caltech. Essa configuração consistia em um tecido de algodão semelhante ao original, esticado com cordas de fibra natural sobre um andaime de liga de alumínio e impregnado com várias camadas de dope Cellon, que é uma tinta contendo um polímero, aglutinantes químicos e flocos de alumínio. Isso acabou sendo mais complexo do que Giapis esperava, porque alguns dos detalhes da construção do zepelim foram perdidos no tempo e outros eram segredos comerciais guardados de perto pela Companhia Zepelim.

“Encontrei alguns registros históricos do que havia nessas camadas, mas a composição precisa foi mantida em segredo”, diz ele. "Analisei amostras antigas de pele usando técnicas modernas para obter pistas. No final, tive que criar várias versões desse revestimento para o tecido e avaliar suas propriedades elétricas."

A pele foi amarrada à estrutura de alumínio da aeronave, mas impedida de tocá-la por pinos de madeira inseridos entre os dois. A lacuna entre a estrutura e a pele seria fatal para 35 dos 97 indivíduos a bordo do dirigível mais um membro da tripulação de solo.

Testemunhas no local afirmaram ter visto uma aura brilhante em partes do navio. Os comitês de investigação americanos e alemães concluíram que essa carga significava que a aeronave estava carregada com alta tensão, mas discordaram sobre o mecanismo exato de como isso causou o desastre.

Uma fotografia noturna de uma linha de alta tensão.  Eletricidade suavemente difusa
vaza das superfícies da linha para o ar. Descarga corona, também conhecida como
incêndio de Santo Elmo, vista em uma linha de alta tensão.
Crédito: Nitromethane / Wikimedia Commons

O comitê americano teorizou que o hidrogênio foi inflamado por um fenômeno conhecido como descarga corona, ou fogo de Santo Elmo; esse vazamento "suave" de carga de alta tensão de uma superfície às vezes ocorre nos mastros de navios no mar ou em superfícies de aviões em voo durante o tempo tempestuoso. Em contraste, o comitê de investigação alemão sugeriu que uma faísca de alta intensidade, em vez disso, desencadeou a explosão.

Giapis não acreditava que a teoria americana pudesse explicar a ignição.

“Esse brilho difuso ocorre fora do dirigível e sua energia é muito baixa”, diz ele. "Geralmente não é suficiente inflamar o hidrogênio." Pensando que a teoria alemã era mais plausível, ele começou a testá-la em seu laboratório.

Enquanto a equipe do NOVA filmava, Giapis carregava seu modelo da pele com uma voltagem elétrica consistente com a carga atmosférica em condições de tempestade na elevação do dirigível. Em seguida, ele aterrou a estrutura do andaime que havia construído.

Nada aconteceu.

Em seguida, ele borrifou uma névoa de água na pele, simulando a chuva leve que caía naquela noite de primavera em Nova Jersey. Em instantes, faíscas altas e poderosas saltaram pela abertura da pele até a moldura, exatamente como o comitê alemão havia proposto.

Um resultado inesperado

Em seguida, Giapis precisava determinar por que houve um atraso de quatro minutos entre o momento em que o Hindenburg foi atracado ao solo e o momento em que pegou fogo. Os membros do comitê de investigação alemão propuseram que o atraso poderia ser explicado pela chuva fraca. A teoria deles era que as cordas só começaram a conduzir eletricidade depois de serem molhadas e, portanto, a estrutura só ficou aterrada quando as cordas ficaram suficientemente úmidas.

Em seu laboratório, Giapis suspendeu uma seção de corda grande muito semelhante às cordas de amarração usadas no Hindenburg e aplicou alta tensão a ela.

Para sua surpresa, a corda era condutora mesmo quando seca. Anteriormente, pensava-se que a eletricidade não fluiria através de corda seca, que era um isolante.

"Os alemães disseram que a corda tornou-se condutora após quatro minutos na chuva, mas meu experimento mostrou que a corda era condutora o suficiente para aterrar a estrutura no momento em que caiu. E isso significava que a teoria se desfez, porque a faísca deveria ter ocorrido muito mais cedo. Pelas minhas estimativas, leva de 10 a 15 segundos para aterrar a estrutura com uma corda seca, não quatro minutos. "

Giapis ficou angustiado sobre como explicar essa discrepância. Por causa de atrasos devido ao desligamento do COVID-19, ele não conseguiu executar o teste de condutividade do cabo apenas alguns dias antes da filmagem. "Estávamos prestes a começar a filmar e minha teoria tinha um buraco enorme. Tive que pensar muito e rápido." E então, apenas dois dias antes da filmagem, a resposta veio a ele: Depois que o navio foi encalhado, ele ficou mais eletricamente carregado.

Antes que as cordas de amarração fizessem conexão com o solo, o Hindenburg coletou uma carga positiva. No entanto, isso continuou apenas até certo ponto; de fato, à medida que a pele ficava mais carregada positivamente, ela também repelia com mais força qualquer carga adicional de coleta.

Então, quando as cordas de amarração foram largadas, os elétrons da superfície da Terra moveram-se para a estrutura, dando à nave uma pele com carga positiva e uma estrutura com carga negativa.

Assim como a extremidade norte de uma barra magnética será atraída para a extremidade sul de outra barra magnética, aquele quadro com carga negativa começou a puxar mais carga positiva da atmosfera tempestuosa para a pele do navio. Em outras palavras, ao aterrar a estrutura com as cordas de amarração, a tripulação de desembarque inadvertidamente abriu mais "espaço" para carga positiva a ser reunida no navio, preparando o cenário para o desastre.

"Ao aterrar a estrutura, você forma um capacitor - um dos dispositivos elétricos mais simples para armazenar eletricidade - e isso significa que você pode acumular mais carga de fora", diz Giapis. "Fiz alguns cálculos e descobri que levaria quatro minutos para carregar um capacitor desse tamanho!"

Com a nave agora atuando como um capacitor gigante, ela poderia armazenar energia elétrica suficiente para produzir as poderosas faíscas necessárias para acender o gás hidrogênio - que, com base em relatos de testemunhas oculares, pode ter vazado da parte traseira da nave perto de sua cauda.

Essa teoria também poderia ajudar a explicar uma questão que intrigou Giapis desde o início: como uma faísca ocorreu no local certo para acender o vazamento de hidrogênio?

"O hidrogênio estava vazando em um local específico nesta coisa enorme. Se houvesse uma faísca em algum outro lugar da nave, não havia como você causar um vazamento a centenas de metros de distância. A carga poderia se mover sobre a pele molhada em curtas distâncias, mas fazendo isso da frente do dirigível até a parte de trás é mais difícil ", diz ele. "Então, como a faísca encontrou esse vazamento?"

Qualquer lugar onde uma parte da estrutura estivesse próxima à pele teria formado um capacitor, e havia centenas desses lugares por toda a nave, diz Giapis.

"Isso significa que o capacitor gigante era na verdade composto de vários capacitores menores, cada um capaz de criar sua própria faísca. Portanto, acredito que várias faíscas ocorreram em toda a nave, incluindo onde ocorreu o vazamento", diz ele.

Ciência, mas faça disso entretenimento

A ciência em um ambiente acadêmico tende a seguir uma fórmula bastante padrão: identifique um tópico para estudar, encontre financiamento, conduza a pesquisa, escreva um artigo sobre as descobertas e seja publicado em um periódico com revisão por pares.

Fazer experimentos para um programa de televisão de ciência popular é muito diferente disso, mas, em alguns aspectos, também existem semelhanças, diz Giapis.

“Isso é entretenimento, mas da minha perspectiva, é um experimento científico, e eu queria acertar os números e fazer a história certa”, diz ele.

O que ele não percebeu no início, quando concordou em trabalhar com a NOVA, foi que o programa tem sua própria forma de revisão por pares. Para este episódio, os produtores da NOVA pediram a Andy Ingersoll, professor de ciência planetária da Caltech e membro das equipes científicas de várias missões de pesquisa da NASA, incluindo Voyager e Cassini, para revisar o trabalho de Giapis.

"É um pequeno problema de física agradável e foi um prazer ter Kostas explicando-o para mim", diz Ingersoll.

E Giapis disse que gostou de trabalhar nisso.

“Foi uma história muito interessante. Requer experimentação. Requer reflexão. Requer perícia, explicando a linha do tempo dos eventos”, diz ele.

E agora ele diz que entende por que as pessoas ainda estão tão fascinadas pelo Hindenburg , quase 100 anos após sua viagem final e fatídica.

"Que aparição deve ter sido de se ver. As pessoas ficaram hipnotizadas por ela", diz ele. "Foi uma das maravilhas do mundo e o melhor de sua época. Era um meio de transporte incrível, um hotel voador para os mais ricos dos ricos. E foi o primeiro grande desastre aéreo transmitido pela televisão que as pessoas assistiram em todo o mundo."