Quebra-gelos finlandeses e técnicas para lidar com a neve: mais relevantes do que nunca

A porta pesada se abre e o vento frio nos recebe.

“Este é o meu lugar favorito em nossos escritórios durante o verão”, diz Mika Hovilainen com um sorriso. Ele é CEO da Railotech (antigamente chamada Aker Arctic), uma empresa de design de quebra-gelos.

Pequenos barcos vermelhos estão cuidadosamente dispostos pelo amplo espaço, com seus cascos curvando-se elegantemente para dentro e para fora. São miniaturas de poucos metros de comprimento de quebra-gelos e de embarcações para gelo, existentes e futuras, que a Railotech projeta.

A Finlândia é mundialmente famosa por sua expertise em quebra-gelos. O conhecimento técnico nasceu da necessidade; todos os portos finlandeses congelam durante o inverno. (A Estônia é o único outro país que pode fazer a mesma afirmação.) As rotas de navegação precisam ser mantidas abertas. O desafio impulsionou a inovação tecnológica e fomentou uma compreensão profunda do comportamento do gelo.

Hovilainen abre outra porta e o ar que entra é ainda mais frio. Este é o orgulho da Railotech: um tanque de gelo de 75 metros de comprimento, onde funcionários e pesquisadores visitantes podem observar embarcações em miniatura realizando manobras em águas cobertas de gelo.

Mika Hovilainen é o diretor executivo da Railotech.

Testes em situações reais – embora em escala 1:40 para as embarcações maiores – são cruciais para entender como o gelo e as embarcações interagem.

“As pessoas costumam pensar que um quebra-gelo simplesmente atravessa o gelo, forçando a massa para fora do caminho”, diz Hovilainen. “Na verdade, o formato do casco transforma uma força para frente em uma força para baixo que quebra o gelo. O gelo desliza sob o casco, quebra-se em pedaços menores e é empurrado para trás e para os lados.”

O gelo é mais complexo do que aparenta

Jukka Tuhkuri estuda mecânica do gelo e tecnologia marinha do Ártico.

“O gelo é um material difícil”, reflete Jukka Tuhkuri, professor da Universidade Aalto. Sua área de especialização é a mecânica do gelo, uma disciplina que estuda como o gelo se deforma e se quebra.

Tuhkuri afirma que existem alguns equívocos comuns sobre o gelo. O primeiro e mais persistente é que o gelo é frio.

“Como material, o gelo não é frio, porque está muito próximo do seu ponto de fusão.”

Para ilustrar, ele compara o gelo ao aço, que derrete a cerca de 1.500 °C. À temperatura ambiente, uma viga de aço ainda está longe do seu ponto de fusão. No entanto, mesmo a -10 graus — uma temperatura comum no inverno — o gelo já está muito próximo do ponto de fusão.

Outro equívoco é que o gelo é frágil.

“Sim, o gelo pode ser frágil quando frio ou sob cargas rápidas, mas se o gelo estiver sob tensão lenta e constante, por exemplo, quando é pressionado contra algo, ele flui como um líquido.”

Operar uma embarcação em mares cobertos de gelo é muito mais complexo do que em mar aberto. Para agravar o desafio, o gelo marinho nem sempre é um campo plano único, mas sim um labirinto de blocos de gelo que se movem e se comprimem com as correntes e o vento, exercendo uma pressão imensa sobre quaisquer obstáculos em seu caminho.

“Quando o vento pressiona o gelo lentamente contra uma embarcação ou uma estrutura, como uma ponte ou um moinho de vento offshore, ele está longe de ser frágil.”

Conhecimento sobre a neve sem precedentes mantém aeroportos abertos

Embora o gelo seja a razão de ser da expertise da Railotech e da pesquisa de Jukka Tuhkuri, no Aeroporto de Helsinque ele é um visitante indesejado.

Os aviões precisam de atrito para decolar e pousar com segurança. Quando a temperatura cai perto de zero e o gelo começa a se formar na pista, as operações de manutenção no aeroporto mais movimentado da Finlândia entram em ritmo acelerado.

“Nosso objetivo é proporcionar condições de verão nas pistas durante todo o ano”, diz Jani Elasmaa, vice-presidente da Finavia. A empresa mantém a rede aeroportuária da Finlândia e é mundialmente famosa por sua “habilidade em lidar com a neve”, sua expertise em manter os aeroportos seguros e operacionais nas condições climáticas mais adversas.

“O clima de inverno ideal seria composto por períodos prolongados de temperaturas abaixo de zero”, afirma ele. “O clima imprevisível e as temperaturas que oscilam acima e abaixo de zero – condições que temos com frequência hoje em dia – são os maiores desafios.”

Há cerca de 130 trabalhadores de manutenção em terra no auge do inverno. Eles limpam as pistas de neve em comboios impressionantes de caminhões e inspecionam o asfalto em busca de danos causados pela geada, outro problema decorrente do congelamento e do derretimento repetidos.

O conhecimento da neve da Finavia atrai visitantes de outros aeroportos. Eles estão particularmente interessados na colaboração entre o controle de tráfego aéreo e a equipe de terra.

“Não se trata de manter os aviões no ar a qualquer custo”, diz Elasmaa. “A prioridade é garantir que os passageiros e a tripulação cheguem em casa com segurança.”

Embora a decisão de interromper o tráfego aéreo nunca seja tomada de ânimo leve, às vezes é a única opção. Há alguns anos, uma forte chuva de água super-resfriada cobriu as áreas de estacionamento de aeronaves, os aviões e todos os equipamentos de manutenção com uma camada de gelo de quatro centímetros de espessura.

Todo o tráfego aéreo teve de ser interrompido.

“Estávamos operando novamente em duas horas”, diz Elasmaa, com um toque de orgulho na voz

O armazenamento de neve preserva temporadas de esqui

A apenas 20 quilômetros a oeste do Aeroporto de Helsinque, ao longo da Rodovia Circular 3, fica Oittaa, um dos centros de recreação ao ar livre mais populares da região da capital. O local possui uma das temporadas de esqui cross-country mais longas do país, mesmo quando comparada ao extremo norte.

Nessa região da capital, pode ser que neve de verdade ocorra apenas algumas vezes por ano, mas a neve armazenada da temporada anterior permite que a temporada de esqui de Oittaa geralmente comece já no final de outubro, antes mesmo de qualquer nova neve cair.

Armazenar neve não é um fenômeno novo. Antes das geladeiras, a neve e o gelo eram cobertos com serragem ou lascas de madeira para conservar os alimentos. Agora, isso também é um empreendimento comercial promissor.

“Armazenar a neve existente é a maneira mais eficiente em termos de energia para garantir que haja neve no início da temporada”, explica Antti Lauslahti, CEO da Snow Secure, uma empresa que desenvolve sistemas de armazenamento de neve.

O armazenamento de neve é particularmente atraente para centros de esqui na Europa e na América do Norte. A capacidade de abrir as pistas mais cedo, quando não há neve natural ou quando não está frio o suficiente para usar canhões de neve que transformam água em neve, faz uma grande diferença financeira.

Armazenar neve não substitui os canhões de neve, mas os complementa, explica Lauslahti.

“Os canhões de neve produzem neve da melhor qualidade quando a temperatura está abaixo de 10 graus. Esse é o momento ideal para produzir neve de boa qualidade e armazená-la para a próxima temporada.”

A neve é empilhada em montes compactados e coberta com mantas isolantes. Sensores monitoram a temperatura dentro e fora da cobertura. Lauslahti afirma que, mesmo quando a temperatura externa sobe acima de 40 graus, ela mal ultrapassa zero a poucos centímetros abaixo da superfície do monte.

“Acho que esta é uma solução muito finlandesa. Pegamos algo muito específico e o transformamos em uma inovação patenteada com apelo global.”

O gelo em temeperatura elevada se comporta de maneira diferente

A experiência finlandesa em gelo e neve agora precisa se adaptar a um grande desafio: as mudanças climáticas.

À medida que os invernos se tornam mais amenos e as oscilações de temperatura aumentam, o gelo também muda. Recentemente, o professor Jukka Tuhkuri tem estudado o que ele chama de “gelo quente” — ou seja, gelo em temperatura elevada.

Uma questão fundamental que Tuhkuri e seus colegas pesquisadores estão se apressando para responder é que tipo de carga o gelo quente exerce sobre os quebra-gelos. Esse conhecimento é crucial não apenas para os quebra-gelos, mas também para outras embarcações que operam em águas cada vez mais livres de gelo.

“Descobrimos algumas coisas surpreendentes sobre o gelo quente”, diz ele. “Por exemplo, medimos a carga de gelo em navios com gelo quente e macio e vimos que ela pode ser tão alta quanto a de gelo frio e duro.”

Mesmo pequenas mudanças na temperatura do gelo podem fazer uma grande diferença nas suas propriedades físicas, observa Tuhkuri. Essas mudanças ainda não são consideradas nos cálculos e nas diretrizes de construção naval.

“Quando as condições do gelo são aparentemente – e eu sublinho a palavra aparentemente – fáceis, as embarcações sem fiscalização podem operar por mais tempo no outono e mais cedo na primavera, mas o gelo quente pode não ser tão inofensivo quanto parece”, diz ele.

Águas agitadas à frente

No tanque de testes da Railotech, um protótipo em miniatura de um quebra-gelo permanece imóvel em águas abertas. Algumas placas translúcidas de gelo flutuam por perto, os últimos vestígios dos testes de hoje.

Para a indústria de quebra-gelos, as mudanças climáticas representam tanto uma oportunidade quanto um desafio. Espera-se que o tráfego cresça significativamente, já que a hidrovia permanecerá aberta por mais tempo, aumentando a demanda por embarcações reforçadas para o gelo.

Por outro lado, os quebra-gelos não foram construídos para longas viagens em águas abertas e agitadas.

“Uma embarcação ideal para quebrar gelo não é ideal para manobrar em águas abertas e ondas”, explica Hovilainen. “O ciclo de vida de um quebra-gelo pode ultrapassar 50 anos, então precisamos avaliar cuidadosamente quais serão as necessidades dessas embarcações no futuro.”

Descemos um lance de escadas até uma área de observação abaixo do tanque de testes. Ali, uma janela percorre toda a extensão da piscina. Através dela, estamos olhando diretamente para a parte inferior do casco da maquete. Segundo Hovilainen, é aqui que acontecem muitos dos grandes momentos de descoberta sobre o gelo.

O gelo, no fim das contas, é um material difícil – algo que computadores ou modelos de previsão do tempo com inteligência artificial não conseguem compreender completamente. Quando a versão em tamanho real desta embarcação navegar por um emaranhado de blocos de gelo no futuro, ela continuará dependendo da compreensão humana do gelo.

“Mesmo com toda a tecnologia”, diz Hovilainen, “tudo ainda se resume à experiência do capitão e à sua capacidade de interpretar o gelo.”

Por Lotta Heikkeri.
Ilustrações: Tilda Rose.
Fotos: Vesa Laitinen