CRONÔMETROS DE MARINHA

LATITUDE LONGITUDE

Quando o homem começou a emigrar ou viajar, atravessando grandes extensões do globo, é bastante possível que não tenha notado de imediato o aumento ou diminuição do dia, conforme se dirigisse para leste ou oeste, o que se compreende pelo fato dessa locomoção se bastante lenta, tornando evidentemente, o fenômeno pouco percebido. Não obstante é muito provável que tivesse pelo menos uma idéia dos lugares por onde passava e onde se encontrava, baseando-se em acidentes geográficos conhecidos, regiões definidas ou mesmo aglomerados humanos dos quais já possuía referencias.
Essa situação, porém, alterou-se quando, em fins do século XV, começou a era das grandes descobertas marítimas. Em pleno mar alto, se nenhuma referencia de lugar, os navegantes, embora já pudessem determinar com boa precisão a latitude em que se encontravam, ou seja, o local entre o norte e o sul, estavam impossibilitados de determinar razoavelmente as coordenadas geográficas, latitude e longitude, que lhes indicasse sua posição exata, sendo obrigados a fazer uma estimativa da longitude. E isso porque os marinheiros só contavam com 2 instrumentos de navegação em seus bascos: a bússola, conhecida desde o século XII, e o astrolábio, cuja origem remota a milênios e que havia sofrido uma simplificação por volta do ano 400 a.C.
Aos portugueses, como eméritos navegantes que foram, coube a primazia de adaptar o astrolábio, instrumento até então apenas usado em observações astronômicas, para uso na navegação. Esse astrolábio marítimo consistia de um disco com o rebordo dividido em graus e uma régua móvel pivotada no centro, de forma a permitir a determinação da latitude, durante a noite pela altura angular da estrela polar em relação ao horizonte e durante o dia pela altura angular do Sol no momento de sua passagem pelo meridiano.
Hoje com muita naturalidade sabemos que o globo terrestre está convencionalmente dividido em 24 zonas horárias, limitadas pelos meridianos, linhas que ligam o pólo norte ao pólo sul, e que o meridiano principal, aceito por acordo internacional, é o de Greenwich, Inglaterra. Que o espaço entre os meridianos é de 15°; que avançando-se para leste a longitude em tempo é positiva e para oeste é negativa. Assim, enquanto no Rio de Janeiro é meia noite, em Tóquio, exatamente em posição antípoda, com 12 meridianos de diferença, ou seja, 180° são exatamente 12 horas do mesmo dia ou uma diferença negativa de 12 horas.
Faltava então aos navegadores um instrumento a mais em seus bascos, além da bússola e do astrolábio, que lhes permitisse resolver o problema da longitude. Já em 1530 o célebre astrônomo e matemático holandês Gemma Frisius, afirmava que se fosse possível levar-se a bordo um relógio preciso acertado pela hora do país, quando estivesse longe, em alto mar, se confrontasse sua hora com a hora solar, determinada pelo astrolábio, levando-se em conta que cada hora de diferença corresponde a 15°, seria fácil saber-se em que exato ponto do globo se encontrava a nau.
Mas no século XV não havia relógios suficientemente precisos e confiáveis para uma viagem por mar, que permitissem um calculo exato ou mesmo razoavelmente aproximado. Os primeiros relógios portáteis começavam a surgir; seus mecanismos eram bastante rudimentares e, portanto não ofereciam nenhuma confiança. Mesmo porque é o bastante haver a diferença de apenas um minuto para causar o erro de ¼° no calculo da longitude. Se apenas ¼° já ocasiona um apreciável desvio da rota, imagine-se a soma de alguns minutos por dia, depois de semanas ou mesmo meses de navegação! As viagens marítimas começaram a se intensificar e era importante, para sua evolução e precisão das rotas, contar-se com um relógio realmente especial, para suportar toda a sorte de movimentos bruscos, sacudidas e vibrações a que os barcos dessas épocas estavam sujeitos e além disso ser um relógio bastante preciso, um verdadeiro cronômetro.
A necessidade de se resolver esse problema era tão grande, e nessa altura se afigurava tão difícil a solução, que o melhor caminho encontrado foi oferecer polpudos prêmios a quem o conseguisse. Assim em 1598 o rei Felipe da Espanha prometeu uma recompensa de 100 mil coroas. Pouco depois o governo da Holanda oferece 25 mil florins. Luiz XIV da França também prometeu um grande valor, para essa mesma finalidade.
Como é natural, muitos relojoeiros e muitos homens de ciência tudo fizeram para alcançar tão almejado prêmios, porém os primeiros e mais importantes ensaios da aplicação de um relógio portátil para a determinação da longitude são devidas a Christian Huygens, que também construiu um relógio de marinha a pêndulo, por volta de 1663. Mas as provas no mar não resultaram de todo satisfatórias e assim termina o século XVII sem uma definição para tão importante assunto.

RESULTADOS PRÁTICOS

Em princípios do século XVIII, exatamente no ano 1714, o Parlamento Inglês reúne-se para discutir o problema e, depois de um longo debate, decide por unanimidade encorajar as pesquisas para a criação de que melhorasse a determinação da longitude no mar. Para isso dói automatizado o pagamento de um premio de 10 mil libras esterlinas para um relógio cujo erro não ultrapassasse a diferença máxima de 1°, depois de uma viagem de 60 milhas geográficas; 15 mil libras se a diferença fosse 40” do arco, em 40 milhas; e 20 libras para um erro até 30” em 30 milhas.
Neste ponto da historia entra o inglês John Harrison se tornou um dos 3 principais vultos que mais contribuíram para a evolução da relojoaria marítima. Os outros 2 foram o francês Pierre Lê Roy e o suíço Ferdinand Berthoud.
John Harrison nasceu em Foulbry, Yorkshire, em 1693, faleceu em 1776. era filho de um carpinteiro; tornou-se autodidata em relojoaria e construiu seu primeiro ralogio em 1715, com engrenagens e platinas de madeira. Evoluindo sempre, aplicou em seus relógios um pêndulo com compensação de temperatura e um novo escapamento, com o qual conseguiu ótimos resultados de precisão. Em 1728 vai até Londres com seus desenhos, que apresenta a George Graham, famoso relojoeiro da época, que o incentiva.
Volta a Londres, em 1735, com seu cronômetro de marinha n° 1, em cuja construção levou 6 anos, e o apresentou ao Parlamento. Era um relógio volumoso, que não chegou a alcançar uma precisão de marcha razoável. Em 1739 termina seu cronômetro n° 2. Em 1757 o n° 3 que, embora mais perfeito e mais leve que os primeiros, ainda pesava cerca de 30 quilos. O cronômetro de marinha n° 4, tendo o aspecto de um grande relógio de bolso, com 12 centímetros de diâmetro, é terminado em 1759 e já é bem mais leve e preciso que os anteriores. Esse cronômetro é embarcado, em 1761, no navio de guerra “Deptford” para uma viagem a Jamaica, apresentando resultados surpreendentes para a época, pois nessa viagem de ida e volta, que durou 5 meses, o erro foi de apenas 1’14”(1 minuto e 14 segundos). Mas, apesar de tão bons resultados, Harrison conseguiu ser contemplado com apenas uma parte do premio oferecido pelo Parlamento Inglês.
Pierre Le Roy nasceu em Paris em 1717, faleceu em 1785. Foi um dos mais notáveis relojoeiros da França. Relojoeiro e sobretudo físico de renome, a ele deve-se a compensação dos efeitos de temperatura por modificação do momento de inércia de um balanço.
Dedicou grande parte de seu trabalho ao estudo dos cronômetros de marinha, tendo em 1766 apresentado ao rei um novo relógio para longitude que descreveu em seus escritos: “a melhor maneira de medir o tempo no mar”.
Efetivamente, o escapamento livre, o isocronismo das oscilações e uma compensação aperfeiçoada, constante de sua invenção de um balanço bimetálico, foram os fundamentos sobre os quais se apoiou a cronometria.
A Pierre Le Roy deve-se a denominação “cronômetro” a um relógio portátil preciso: termo esse usado por ele, pela primeira vez, em seus relatórios à Academia Francesa, em 1761. Ferdinand Berthoud (1727-1807) iniciou aos 14 anos de idade o aprendizado de relojoeiro em Couvert, Suíça; com 18 anos, em 1745, vai a Paris continuar seus estudos, tendo inicialmente como mestre Julien Le Roy. Muito inteligente, trabalhando infatigavelmente e grande estudioso da ciência matemática, torna-se, ainda bastante jovem, mestre relojoeiro na cidade de Paris. Inventor fecundo, escreve numerosos trabalhos sobre relojoaria, destacando-se no campo da cronometria marítima: 1773, “Esclarecimentos sobre a invenção dos relógios de marinha”: 1775, “As longitudes para a medida do tempo”; 1792, “Tratado dos relógios para longitudes”, etc.
Construiu seu cronômetro n° 1 em 1760, cujos ensaios não foram satisfatórios, sucedendo o mesmo com o n° 2, feito em 1763. em 1769 dois cronômetros de marinha, de seu fabrico, alcançaram bons resultados.
Berthoud vê sua influencia crescer com a eleição para membro do Instituto de França e da Real Sociedade de Londres, tornado-se ainda Cavaleiro de Honra da corte de Napoleão I.
Seu progresso é notável no setor dos “Relógios para longitude”, como ele os chama. O de n° 35, executado em 1793, já apresenta aperfeiçoamentos e características tão evoluídas, que através do tempo e praticamente até quase nossos dias são encontrados nesse gênero de relógios mecânicos.
A criação de um cronômetro de marinha confiável e preciso, que permitisse satisfatoriamente o calculo exato da longitude, levou tempo imenso. John Harrison, Pierre Le Roy e Ferdinand Berthoud, que traçaram as linhas mestras iniciais, foram secundados por muitos outros relojoeiros famosos que, através dos anos, deram sua valiosa contribuição para o aperfeiçoamento desses medidores do tempo, imprescindíveis para a aceleração do trafego marítimo, base de todo o processo de evolução e progresso que o mundo vem atravessando a partir das primeiras descobertas marítimas.