Talvez já tenha reparado em algo estranho ao comparar dois bilhetes de avião.
Na ida, o seu voo dura 8h30.
No regresso, apenas 7h20.
A mesma companhia. O mesmo tipo de avião. A mesma distância entre as duas cidades.
E, no entanto, mais de uma hora de diferença.
A primeira explicação que nos vem à cabeça é bastante intuitiva: a Terra roda, por isso, num sentido, ela viria de certa forma “ao encontro” do avião, enquanto no outro seria necessário alcançá-la.
A imagem é sedutora.
Mas não é bem isso que acontece.
A verdadeira razão encontra-se alguns quilómetros acima das nossas cabeças, em correntes de vento extremamente potentes capazes de fazer ganhar — ou perder — muito tempo a um avião comercial.
A mais conhecida delas tem um nome que provavelmente já ouviu: o jet stream.
E para compreender por que razão certos voos são claramente mais rápidos num sentido do que no outro, é preciso começar por uma ideia essencial: um avião pode voar à mesma velocidade no ar, avançando a velocidades muito diferentes em relação ao solo.
Tudo se torna então muito mais lógico.
Um avião voa realmente mais depressa num sentido?
Não necessariamente.
É precisamente aí que reside toda a subtileza.
Quando um avião está em velocidade de cruzeiro, a sua velocidade em relação ao ar pode permanecer relativamente semelhante, quer voe para leste ou para oeste.
Vejamos um exemplo muito simples.
Imaginemos um avião a avançar a cerca de 900 km/h em relação à massa de ar que o rodeia.
Se não houvesse vento, a sua velocidade em relação ao solo seria também próxima dos 900 km/h.
Agora, adicionemos um vento de cauda de 150 km/h.
O avião continua a voar a cerca de 900 km/h no ar, mas toda a massa de ar desloca-se na mesma direção.
A sua velocidade em relação ao solo pode então aproximar-se dos 1 050 km/h.
Mudemos agora o sentido do vento.
O mesmo avião, sempre a 900 km/h no ar, encontra desta vez um vento de frente de 150 km/h.
A sua velocidade em relação ao solo cai para cerca de 750 km/h.
Em ambas as situações, o avião voa praticamente à mesma velocidade.
Mas, visto do solo, a diferença é enorme.
É um pouco como nadar num rio.
Pode nadar exatamente à mesma velocidade em relação à água. Se a corrente o empurrar na sua direção, avançará muito mais depressa em relação à margem. Se nadar contra a corrente, o seu progresso será muito mais lento.
No céu, o princípio é o mesmo.
A atmosfera não está imóvel em torno da Terra
Quando olhamos para o céu a partir do solo, podemos ter tendência a imaginar a atmosfera como uma imensa camada de ar relativamente estável na qual os aviões se deslocam.
Na realidade, está em movimento permanente.
As massas de ar deslocam-se.
As zonas de alta e baixa pressão evoluem.
Formam-se ventos a diferentes altitudes.
E quanto mais subimos, mais potentes estes ventos podem tornar-se.
A 10 000 ou 12 000 metros, altitude habitual dos aviões comerciais, não é raro encontrar ventos de várias dezenas, ou mesmo centenas de quilómetros por hora.
Para um passageiro, nada permite necessariamente dar conta disso.
O avião parece avançar normalmente.
As nuvens passam tranquilamente.
O café permanece pousado na mesa.
No entanto, toda a massa de ar em torno do aparelho pode deslocar-se a 150 ou 200 km/h numa direção específica.
E num voo de oito ou dez horas, esta diferença acaba por contar imenso.
O jet stream: uma autoestrada invisível no céu
Entre todos estes ventos, alguns são particularmente potentes.
Chamamos-lhes correntes de jato, ou jet streams.
Imagine um imenso rio de vento a serpentear em torno do planeta a grande altitude.
Não possui, obviamente, margens nem superfície visível.
No entanto, pode medir vários milhares de quilómetros de comprimento e transportar ar a velocidades impressionantes.
Em certas situações, estes ventos ultrapassam facilmente os 150 ou 200 km/h. Durante episódios particularmente intensos, podem ir muito além.
Para um avião, entrar nesta corrente no sentido certo equivale quase a subir para um gigantesco tapete rolante.
O aparelho continua a voar normalmente no ar.
Mas a massa de ar em si desloca-se rapidamente para o seu destino.
Resultado: a velocidade em relação ao solo aumenta.
No sentido oposto, é obviamente o inverso.
A mesma corrente torna-se um vento de frente que é preciso atravessar.
E numa longa distância, isso pode prolongar significativamente a duração da viagem.
Por que é que o jet stream sopra principalmente de oeste para leste?
É aqui que a atmosfera se torna um pouco mais complexa.
Os jet streams surgem, nomeadamente, perto de zonas onde grandes massas de ar apresentam temperaturas muito diferentes.
No hemisfério Norte, o ar frio vindo das regiões polares encontra massas de ar mais quentes provenientes de latitudes mais baixas.
Estes contrastes participam na formação de ventos potentes em altitude.
A rotação da Terra intervém igualmente na sua organização através do que chamamos o efeito de Coriolis.
Resultado: nas latitudes médias, as correntes de jato dominantes circulam geralmente de oeste para leste.
E esta orientação é particularmente importante para os voos que atravessam o Atlântico Norte.
Um avião que vá da América do Norte para a Europa pode beneficiar de ventos de cauda muito importantes.
O mesmo trajeto efetuado no sentido inverso tem frequentemente de enfrentar estes ventos.
É por isso que um Nova Iorque–Paris pode ser significativamente mais rápido do que um Paris–Nova Iorque.
Por que é que Nova Iorque–Paris é frequentemente mais curto do que Paris–Nova Iorque?
É provavelmente o exemplo mais famoso.
Pegue em duas cidades separadas exatamente pela mesma distância.
Paris de um lado do Atlântico.
Nova Iorque do outro.
Matematicamente, o trajeto não muda obviamente consoante o sentido da viagem.
E, no entanto, os horários previstos pelas companhias são frequentemente diferentes.
Para leste, entre Nova Iorque e Paris, o avião pode beneficiar de um potente vento de cauda.
Para oeste, entre Paris e Nova Iorque, esse mesmo sistema de ventos torna-se um vento de frente.
O resultado pode traduzir-se em várias dezenas de minutos de diferença, por vezes mais.
Mas esta diferença não é idêntica todos os dias.
Um voo pode ser particularmente rápido numa noite e muito mais clássico no dia seguinte.
Porquê?
Porque o jet stream não é uma linha reta fixa desenhada no céu.
Desloca-se.
Ondula.
Acelera.
Abranda.
A sua posição pode mudar de um dia para o outro.
As companhias e as tripulações adaptam, portanto, regularmente as rotas em função dos ventos previstos.
Mas então, a rotação da Terra não muda nada?
É provavelmente a ideia feita mais difundida sobre o assunto.
Poderíamos imaginar que, se a Terra roda para leste, um avião que descola para oeste só tem de subir e esperar que o seu destino chegue por baixo dele.
Infelizmente, isso não funciona.
E felizmente, caso contrário as viagens seriam bastante estranhas.
O avião, o aeroporto, a atmosfera e tudo o que se encontra à superfície da Terra já possuem o movimento ligado à rotação terrestre.
Quando o aparelho descola, não perde subitamente essa velocidade.
Uma comparação simples consiste em imaginar que salta para dentro de um comboio em movimento.
Se o comboio circula a 300 km/h e salta verticalmente no corredor, não parte brutalmente para a retaguarda da carruagem.
Continua a deslocar-se com o comboio.
Já possuía a sua velocidade antes de saltar.
Para um avião que descola, é o mesmo princípio.
A Terra não roda, portanto, simplesmente por baixo dele enquanto ele permanece imóvel no espaço.
Em contrapartida, a rotação da Terra desempenha um papel indireto.
Influencia a circulação da atmosfera, nomeadamente através do efeito de Coriolis, e contribui assim para a forma dos grandes sistemas de ventos.
A rotação terrestre participa, portanto, na história.
Mas não da forma intuitiva que imaginamos frequentemente.
Velocidade ar e velocidade solo: a diferença que explica tudo
Para bem compreender o fenómeno, é preciso distinguir duas noções.
A primeira é a velocidade em relação ao ar.
É a velocidade do avião na massa de ar que o rodeia.
Para a aerodinâmica, é um dado essencial.
As asas não “sabem” a que velocidade o solo passa por baixo do avião. Reagem ao ar que circula em torno delas.
A segunda é a velocidade solo.
Desta vez, medimos a velocidade à qual o avião se desloca realmente acima da superfície da Terra.
É ela que determina diretamente quanto tempo será necessário para percorrer uma distância dada.
Retomemos o nosso avião a 900 km/h.
Com 200 km/h de vento de cauda:
900 + 200 = cerca de 1 100 km/h de velocidade solo.
Com 200 km/h de vento de frente:
900 – 200 = cerca de 700 km/h de velocidade solo.
Claro que, na realidade, os cálculos de navegação são mais complexos e os ventos nem sempre estão perfeitamente alinhados com a trajetória.
Mas a ideia geral permanece exatamente esta.
Dois aviões podem apresentar a mesma velocidade no ar enquanto progridem acima do solo com várias centenas de quilómetros por hora de diferença.
Um avião comercial pode ultrapassar os 1 000 km/h?
Sim.
E isso pode até acontecer sem que o avião seja supersónico.
Parece contraditório até voltarmos à diferença entre velocidade ar e velocidade solo.
Imaginemos um avião comercial a evoluir em torno de Mach 0,85, portanto, normalmente bem abaixo da velocidade do som na massa de ar que o rodeia.
Se beneficiar de um vento de cauda muito forte, a sua velocidade em relação ao solo pode ultrapassar os 1 000 km/h.
Pode até, em certas situações excecionais, subir ainda mais.
Isso não significa que o avião tenha ultrapassado a barreira do som.
Para isso, seria necessário que a sua velocidade em relação ao ar ultrapassasse a velocidade local do som.
Ora, pode muito bem permanecer tranquilamente subsónico numa massa de ar que, essa sim, se desloca muito rapidamente em relação ao solo.
O ecrã de seguimento do voo pode, portanto, apresentar por vezes uma velocidade impressionante sem que aconteça nada de excecional na cabine.
O avião não ativou um modo secreto.
Está simplesmente a aproveitar o vento.
As companhias utilizam voluntariamente o jet stream?
Claro.
Quando uma companhia prepara um voo de longo curso, não se contenta em traçar a linha geográfica mais curta entre dois aeroportos.
Tem em conta inúmeros elementos:
o tempo;
os ventos;
as zonas de trovoada;
o tráfego aéreo;
as restrições de espaço aéreo;
o consumo de combustível;
o desempenho do aparelho.
Num trajeto para leste, pode ser muito interessante procurar uma zona de ventos de cauda particularmente favoráveis.
Inversamente, num voo para oeste, pode por vezes tentar evitar as zonas onde o vento de frente é mais potente.
Resultado: dois voos que ligam exatamente as mesmas cidades podem seguir trajetórias diferentes consoante os dias.
E, por vezes, uma rota ligeiramente mais longa em distância pode ser mais rápida.
É contraintuitivo.
Mas se o desvio permitir aproveitar uma corrente muito mais favorável, pode fazer poupar tempo e combustível.
O caminho mais curto não é, portanto, sempre o mais rápido
Imagine duas rotas possíveis.
A primeira mede 5 500 quilómetros.
A segunda, 5 700 quilómetros.
No papel, a primeira parece forçosamente melhor.
Mas suponhamos que a rota mais curta está exposta a um forte vento de frente, enquanto a segunda permite aproveitar uma corrente de cauda.
O avião pode perfeitamente percorrer mais quilómetros enquanto chega mais cedo.
É exatamente o mesmo princípio que quando escolhemos um itinerário de carro.
A rota mais curta no mapa nem sempre é a que permite chegar mais rapidamente se estiver saturada.
No céu, o “tráfego” principal pode por vezes ser o próprio vento.
Os aviões procuram sempre o jet stream?
Não.
Tudo depende do sentido do voo.
Se o jet stream o empurra na direção certa, torna-se particularmente interessante.
Mas se tiver de voar contra ele, o objetivo pode, pelo contrário, ser encontrar uma zona onde os ventos sejam menos desfavoráveis.
E mesmo com um vento de cauda, existem outros constrangimentos.
Uma corrente particularmente rápida pode encontrar-se perto de zonas de turbulência.
As trovoadas podem impor desvios.
O controlo aéreo pode limitar certas rotas.
Uma parte do espaço aéreo pode estar indisponível.
A estratégia consiste, portanto, raramente em apenas “encontrar o jet stream e segui-lo”.
As operações procuram antes o melhor compromisso entre tempo de voo, consumo, meteorologia e segurança.
O jet stream pode provocar turbulências?
Sim.
E é um detalhe importante para os passageiros que imaginam por vezes que céu azul significa forçosamente ar perfeitamente calmo.
Perto do jet stream, a velocidade do vento pode mudar rapidamente de uma zona para outra.
Estas diferenças podem provocar o que chamamos de turbulências em ar claro.
O nome diz tudo.
Não é preciso entrar numa nuvem enorme.
O avião pode evoluir sob um magnífico céu azul e começar subitamente a ser abanado.
As tripulações utilizam as previsões meteorológicas, as informações transmitidas pelos outros aviões e diferentes ferramentas de bordo para tentar antecipar estas zonas.
Mas permanecem por vezes difíceis de detetar visualmente.
A mesma corrente que permite ganhar várias dezenas de minutos pode, portanto, também tornar o voo um pouco menos confortável em certos locais.
Por que é que o voo de regresso é por vezes muito mais curto?
Quando vê uma grande diferença entre a ida e o regresso, sabe agora onde procurar.
Em certas ligações, nomeadamente as que atravessam o Atlântico Norte, os ventos dominantes criam naturalmente uma vantagem numa direção.
Europa para América do Norte?
Frequentemente mais vento de frente.
América do Norte para Europa?
Frequentemente mais vento de cauda.
Não é uma regra absoluta para cada voo, cada dia e cada altitude.
Mas é suficientemente frequente para que as companhias integrem esta diferença nos seus horários.
É por isso que o seu bilhete pode anunciar 8h30 num sentido e 7h40 no outro antes mesmo de o avião ter descolado.
Esta diferença é conhecida e antecipada.
A estação do ano desempenha um papel?
Sim.
O jet stream não tem sempre a mesma intensidade.
Pode, nomeadamente, tornar-se particularmente potente no inverno, quando os contrastes de temperatura entre as regiões frias e as latitudes mais quentes são mais importantes.
Isso pode reforçar as diferenças entre os voos para leste e os que vão para oeste.
Certos voos transatlânticos em direção à Europa beneficiam então de ventos de cauda espetaculares.
Inversamente, os aviões que efetuam o trajeto oposto têm por vezes de seguir rotas bem mais a norte ou a sul a fim de evitar os ventos de frente mais penalizadores.
A mesma ligação pode, portanto, apresentar durações bastante diferentes entre o verão e o inverno.
Alguns quilómetros por hora acabam por fazer uma grande diferença
Num trajeto de trinta minutos, um vento moderado provavelmente não mudará o seu dia.
Em dez horas de voo, é outra história.
Mesmo uma diferença média de 50 km/h durante várias horas acaba por representar várias centenas de quilómetros.
Com 100, 150 ou 200 km/h de vento, o efeito torna-se rapidamente muito importante.
Vejamos um exemplo voluntariamente simplificado.
Dois aviões devem percorrer 7 000 quilómetros.
O primeiro avança acima do solo a 1 000 km/h.
O segundo a 800 km/h.
O primeiro demoraria cerca de sete horas.
O segundo quase nove.
Duas horas de diferença enquanto o avião em si pode evoluir a uma velocidade muito semelhante na massa de ar.
É por isso que os ventos em altitude estão longe de ser um simples detalhe meteorológico.
Num voo de longo curso, tornam-se um elemento central do planeamento.
Por que é que os bilhetes indicam já durações diferentes?
Porque as companhias conhecem perfeitamente estes fenómenos.
Quando um programa de voos é criado, os horários não são calculados como se a atmosfera estivesse imóvel.
As companhias dispõem de imensos dados sobre os tempos de voo habituais.
Sabem que uma ligação é geralmente mais longa numa direção.
Têm igualmente em conta o rolamento no solo, o tráfego, os procedimentos de aeroporto e uma certa margem operacional.
É por isso que a “duração do voo” apresentada na sua reserva não corresponde sempre ao tempo exato passado no ar.
Um bilhete pode anunciar oito horas entre a partida e a chegada enquanto o avião passa realmente sete horas e vinte minutos em voo.
O resto pode incluir o rolamento antes da descolagem e após a aterragem.
O vento continua, no entanto, a ser uma das principais razões que explicam as diferenças importantes entre duas direções nas grandes ligações.
O fenómeno existe apenas no Atlântico?
Não.
O Atlântico Norte constitui simplesmente o exemplo mais conhecido, porque imensos voos comerciais atravessam diariamente esta região de oeste para leste ou de leste para oeste.
Mas os ventos influenciam os aviões em todo o mundo.
No Pacífico, desempenham igualmente um papel maior.
Mesmo em voos continentais ou regionais, um forte vento de frente pode prolongar o trajeto em vários minutos.
Quando viaja regularmente exatamente na mesma ligação, pode por vezes constatar que certos voos são sistematicamente um pouco mais rápidos consoante a direção.
A razão é frequentemente a mesma.
A atmosfera desloca-se.
Os pilotos podem acelerar quando um voo está atrasado?
É outra questão interessante.
Imagine que o seu avião parte com trinta minutos de atraso.
O comandante anuncia depois que uma parte desse atraso poderá talvez ser recuperada em voo.
Significa isso que vai puxar pelos motores ao máximo durante várias horas?
Não propriamente.
Os aviões comerciais dispõem de uma certa margem de velocidade.
É por vezes possível adotar uma velocidade de cruzeiro ligeiramente diferente a fim de reduzir um pouco o tempo de voo.
Mas acelerar custa combustível.
E o consumo aumenta fortemente quando se procura voar mais depressa.
Não é, portanto, interessante aumentar enormemente a velocidade simplesmente para ganhar alguns minutos.
Frequentemente, uma parte do atraso pode antes ser recuperada graças a:
-
uma rota mais direta;
-
menos espera no controlo aéreo;
-
ventos mais favoráveis do que o previsto;
-
um tempo de rolamento mais curto à chegada.
Mais uma vez, o vento pode ter mais impacto do que uma pequena diferença na velocidade escolhida pelos pilotos.
O que os pilotos veem no cockpit
Para o passageiro, todas estas informações são frequentemente resumidas a um pequeno ecrã que mostra:
Altitude: 11 000 m
Velocidade: 1 050 km/h
E por vezes, olhamos para esta velocidade dizendo:
“Olha, o avião vai particularmente rápido hoje.”
No cockpit, a situação é obviamente mais detalhada.
Os pilotos dispõem nomeadamente de informações sobre a sua velocidade no ar, o seu número de Mach, a sua velocidade solo, bem como a direção e a força do vento.
É, portanto, perfeitamente possível ver uma indicação do tipo:
vento de 140 nós vindo de oeste,
enquanto se constata uma velocidade solo claramente superior à velocidade habitual do aparelho.
Para os pilotos, não há nada de misterioso.
Sabem simplesmente que a massa de ar que os rodeia está ela própria em movimento.
Dois aviões idênticos, duas velocidades totalmente diferentes
Imaginemos agora dois Boeing ou dois Airbus idênticos.
Voam ambos à mesma altitude.
Mesma massa.
Mesma velocidade no ar: 900 km/h.
O primeiro dirige-se para leste com 150 km/h de vento de cauda.
A sua velocidade solo é de cerca de:
1 050 km/h.
O segundo dirige-se para oeste com o mesmo vento, mas agora de frente.
A sua velocidade solo cai para cerca de:
750 km/h.
Diferença entre os dois:
300 km/h.
No entanto, nenhum dos dois pilotos decidiu ir mais depressa ou mais devagar.
Ambos os aviões evoluem exatamente à mesma velocidade no ar.
É provavelmente a melhor maneira de compreender todo o fenómeno.
Um avião não se desloca num cenário fixo.
Voa no interior de uma atmosfera que se move também.
5 coisas a reter sobre a velocidade dos aviões
Se não tivesse de reter senão alguns elementos, seriam estes:
-
Um avião não voa forçosamente mais depressa no ar consoante o sentido da viagem.
-
O vento modifica sobretudo a sua velocidade em relação ao solo.
-
O jet stream sopra frequentemente de oeste para leste nas latitudes médias.
-
Os voos para leste podem, portanto, ser significativamente mais rápidos.
-
A rotação da Terra age indiretamente sobre os ventos, mas a Terra não roda simplesmente por baixo do avião.
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Não é forçosamente o avião que vai mais depressa, é o ar que viaja com ele
Finalmente, a resposta a esta questão reside numa ideia bastante simples.
Um avião nunca voa numa atmosfera perfeitamente imóvel.
Desloca-se numa imensa massa de ar que, ela própria, viaja em torno do planeta.
Quando uma corrente potente sopra na mesma direção que ele, o avião é levado com essa massa de ar e a sua velocidade acima do solo aumenta.
Quando viaja no sentido oposto, essa mesma corrente torna-se um obstáculo invisível.
É por isso que dois voos que ligam exatamente as mesmas cidades podem apresentar durações muito diferentes.
O motor não é mais potente no regresso.
Os pilotos não carregam mais no acelerador.
E a Terra não vem simplesmente colocar-se por baixo do avião durante o trajeto.
Tudo se joga essencialmente no vento.
Então, da próxima vez que o seu voo Nova Iorque–Paris chegar quase uma hora mais cedo do que o trajeto efetuado no outro sentido, olhe para o mapa do voo e imagine o que se passa realmente à sua volta.
A mais de 10 000 metros de altitude, o seu avião está talvez instalado no coração de um gigantesco rio invisível que circula a várias centenas de quilómetros por hora.
Uma autoestrada aérea que nunca vemos da janela, mas que pode transformar completamente a duração de uma viagem.
🎬 Por que é que voar para oeste demora frequentemente mais tempo?
Num mapa, um Paris–Nova Iorque e um Nova Iorque–Paris representam obviamente a mesma distância. No entanto, uma vez no céu, os dois trajetos podem apresentar durações muito diferentes.
Este vídeo permite compreender visualmente por que é que os ventos potentes encontrados a grande altitude podem acelerar ou abrandar consideravelmente um avião. Complementa bem as explicações sobre o jet stream, a velocidade solo e essa famosa diferença que notamos frequentemente entre a ida e o regresso.
FAQ: por que é que os aviões voam mais depressa num sentido?
Por que é que Nova Iorque–Paris é frequentemente mais rápido do que Paris–Nova Iorque?
Os ventos dominantes em altitude, nomeadamente o jet stream, sopram frequentemente de oeste para leste. Os aviões que vão para a Europa podem, portanto, beneficiar de um vento de cauda, enquanto os que vão para a América do Norte encontram mais vento de frente.
É a rotação da Terra que torna certos voos mais rápidos?
Não diretamente. O avião e a atmosfera já rodam com a Terra. Em contrapartida, a rotação terrestre influencia a circulação atmosférica e contribui para a formação das grandes correntes de ventos.
O que é o jet stream?
O jet stream é uma zona de ventos muito potentes situada a grande altitude. Pode estender-se por vários milhares de quilómetros e desempenhar um papel importante na duração dos voos de longo curso.
A que velocidade pode soprar o jet stream?
A sua velocidade varia enormemente consoante as condições. Pode facilmente ultrapassar os 150 ou 200 km/h e tornar-se ainda mais potente durante certas situações meteorológicas.
Um avião pode ultrapassar os 1 000 km/h?
Sim, em velocidade solo. Um forte vento de cauda pode empurrar a sua velocidade em relação ao solo para além dos 1 000 km/h sem que o aparelho seja supersónico no ar.
Por que é que um avião a 1 100 km/h não ultrapassa forçosamente a barreira do som?
Porque a barreira do som depende da sua velocidade relativa ao ar que o rodeia, não da sua velocidade em relação ao solo.
Os pilotos escolhem a sua rota em função do vento?
Sim, os ventos fazem parte dos numerosos parâmetros tidos em conta durante o planeamento do voo. Uma rota ligeiramente mais longa pode por vezes tornar-se mais rápida e mais económica graças a ventos favoráveis.
Por que é que a duração de um mesmo voo muda de um dia para o outro?
Porque os ventos, o tempo, o tráfego e as trajetórias utilizadas evoluem. O jet stream pode nomeadamente mudar de posição e de intensidade muito rapidamente.
O jet stream provoca turbulências?
Pode favorecer turbulências em ar claro, nomeadamente nas zonas onde a velocidade ou a direção do vento muda fortemente.
