História


Eolípila  Hero

A primeira máquina a vapor conhecida, tem o nome de Eolípila e surgiu no ano 120 a.c. criada por Heron um matemático e físico que viveu em Alexandria no Egito, esta máquina consistia numa esfera metálica, pequena e oca montada sobre um suporte de cano proveniente de uma caldeira de vapor. Na esfera eram fixados dois canos em forma de L. Quando o vapor escapava por esses canos em forma de L, a esfera adquiria um movimento de rotação. Apesar deste mecanismo realizar movimento, não realizava nenhum trabalho útil, sendo considerado como um simples objeto de entretenimento. Se Heron tivesse dominado esta energia rotativa, teria inventado a máquina a vapor quase dois mil anos antes da sua reinvenção.

 

História do Vapor

A primeira verdadeira máquina térmica é legada ao físico francês Denis Papin que utilizou vapor para impulsionar um mecanismo com êmbolo e cilindro. Foi Papin que inventou um aparelho semelhante à panela de pressão e, para evitar que explodisse, concebeu a primeira válvula de segurança conhecida.

Savery-engine Em 1698, mais de mil anos após a máquina de Heron, surgiu a primeira máquina a vapor de interesse industrial, elaborada por Thomas Savery, um engenheiro militar inglês, que projetou uma “maquina”,  utilizando o vácuo para elevar a água do fundo das minas. O funcionamento era mais ou menos o seguinte: um cilindro era preenchido com vapor em alta pressão e resfriado rapidamente. Quando o vapor se condensava, um vácuo era produzido no interior do cilindro, fazendo então com que a água do fundo da mina preenchesse o espaço do cilindro. Por meio de um jogo de válvulas, a água era retida no interior do cilindro e, quando este se enchia novamente com vapor em alta pressão, a água era bombeada para fora da mina. Simples e genial! Resolvia-se assim o problema da água no fundo da mina e superava-se a dificuldade dos 10 metros de altura! Apesar da genialidade da invenção, a máquina de Savery apresentava algumas desvantagens. A principal delas era utilização de vapor em alta pressão que muitas vezes causava explosões e acidentes. O motor de Savery não possuía qualquer pistão, e não havia partes móveis, exceto pelas torneiras e era chamada Mine’s Friend Machine.

Por volta de 1712, o inglês Thomas Newcomen, aperfeiçoando as máquinas de Savery e Papin, idealizou uma nova máquina térmica que poderia ser utilizada em minas profundas com menor risco de explosões e que, além de elevar a água, poderia elevar cargas. Sua máquina foi um sucesso na Europa durante o século XVIII.

Em 1765, James Watt, um fabricante de instrumentos para a Universidade de Glasgow, estudando uma máquina de Newcomen, procurava uma maneira de aumentar sua eficiência e minimizar os custos com o carvão utilizado como combustível. Foi, então, que elaborou uma máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão de moinhos e tornos, pois o movimento de rotação substituiu o de sobe e desce. A máquina de Watt que também servia à fundição e à minas de carvão, teve grande êxito e acabaram substituindo as máquinas de Newcomen, pois além da versatilidade, consumiam três vezes menos carvão que essas. Para alguns, foi a máquina de Watt que ocasionou a Revolução Industrial. Foi James Watt que fixou o cavalo-vapor como unidade de medida para determinar a potência de uma máquina. Na época, considerou a carga que um cavalo poderia elevar. Hoje o cavalo-vapor é à potência necessária para elevar um metro de altura uma massa de 75 kg em um segundo.

Primeira Locomotiva

 

Foi em 1804 que as máquinas a vapor foram utilizadas para a locomoção. Richard Trevithick, um engenheiro de minas fez uma locomativa de um só cilindro com êmbolo e caldeira que carregava barras de ferro das minas de carvão.

O Vapor nos Transportes

Locomotiva 2 O crescimento da industrialização dependia da capacidade de transportar matérias-primas e produtos finais por longas distâncias. Portanto, a história da Revolução Industrial é também a história de uma revolução dos meios e vias de transportes.  O motor a vapor é uma máquina que transforma a energia térmica do vapor em energia mecânica utilizando um êmbolo que se movimenta dentro de um cilindro, assim como a máquina de Watt. O combustível queima fora do cilindro, ou seja, é de combustão externa o que diminui a poluição. O vapor é admitido por um lado do cilindro e expulso do outro por um sistema de válvulas enquanto o pistão se movimenta.

Barco a Vapor O primeiro barco a vapor de êxito comercial foi criado em 1807 pelo norte-americano Robert Fulton. Em poucos anos, os barcos a vapor tornaram-se comuns nos rios ingleses, e logo os navios a vapor transportavam matérias-primas e produtos acabados por meio do oceano Atlântico.

Carro a Vapor

 

O motor a vapor foi utilizado nos automóveis durante o fim do século XIX e início do século XX, por mais ou menos 30 anos. O motor de maior sucesso foi fabricado por um americano chamado Stanley e esteve em uso até 1945.