segunda-feira, 17 de outubro de 2011

A força do vapor



Desde que o homem “descobriu” os mares e suas potencialidades como fonte de proteínas e, principalmente, como via de transporte e comunicação entre as diversas regiões do globo, a civilização sofreu um significativo empurrão rumo a novas descobertas e ampliou seus horizontes. Os primeiros barcos conhecidos datam do Período Neolítico, por volta de 10.000 anos atrás. Contudo, a tecnologia necessária à flutuação positiva e ao impulso dos barcos foi, aos poucos, sendo adquirida. É certo que as primeiras embarcações, como acontece ainda hoje com embarcações de povos primitivos de Bornéu, por exemplo, foram movidas a pedaços de madeira que, ao custo de pequenas modificações, se transformaram em remos, tão mais eficientes quanto mais elaborados.
O segundo “passo”, se assim se pode dizer, foi o invento das velas. Parece que se tornou quase compulsório, homens que viviam do mar, observassem que os ventos poderiam ser seus auxiliares na propulsão dos barcos. Assim nasceu a navegação a velas. Elas são uma invenção que praticamente se perde no tempo. Há indícios das primeiras embarcações a vela nas águas do mar Mediterrâneo, com gregos e depois os romanos utilizando barcos que aproveitavam mais o vento a favor, com velas ainda bastante toscas. A vela triangular chamada latina, considerada a mais manobrável, passou a ser utilizada em barcos pesqueiros ao fim da idade média, pelos genoveses em seu comércio com Bizâncio. Há registros que os Vikings aperfeiçoaram o sistema de quilha e vela, utilizando-se de formas variadas de panos em conformidade com o mar e os caprichos dos ventos; e, finalmente, a perfeição foi alcançada com os navegadores ibéricos, os quais realizaram as grandes navegações em suas caravelas e galeões. Há que se fazer justiça às velas, todos os grandes descobrimentos que acabaram por moldar o mundo civilizado como o conhecemos, foram feitos por navios que se valiam dos ventos para se deslocarem.
Mas, como a marcha do progresso não pára, com a revolução industrial vieram os motores a vapor que forneceram mais velocidade, conforto e espaço tanto aos navios de carreira como às marinhas de guerra de todo o mundo. O desenvolvimento do navio a vapor foi um processo complexo. Em 1774, James Watt produziu a primeira máquina a vapor, mas somente em 1807 Robert Fulton utilizou o mesmo princípio para impulsionar uma pequena embarcação que ele batizou de "North River Steamboat". Em seguida vieram outros navios produzidos na Europa. A propulsão a vapor teve saltos importantes durante o século dezenove. As principais inovações foram o condensador, o que reduziu a necessidade de água fresca, ou seja, a água passou a ser reutilizada depois de resfriada no condensador; e motor de expansão de múltiplos estágios que obteve um acréscimo considerável de rendimento; a roda de pás deu lugar ao, bem mais potente, propulsor de hélice. Invenções posteriores resultaram no desenvolvimento da turbina a vapor marítima por Sir Charles Parsons, que fez a primeira demonstração da tecnologia no navio de 100 pés "Turbinia" em 1897. Essa invenção estimulou o desenvolvimento de uma nova geração de navios de cruzeiro de alta velocidade na primeira metade do século vinte.
Parece que o vapor resolvia todos os problemas de impulsão das naves marítimas, mas existia um óbice importante: o calor necessário para transformação de água líquida em vapor era proveniente da queima de carvão e, como sabemos, o carvão é altamente poluente além de ser um recurso não renovável e exigir imensos depósitos nos porões que diminuíam a carga útil que o navio podia transportar. Então se fazia necessário encontrar um novo combustível que substituísse essa fonte de energia.
Nikolaus August Otto, em 1860, teve a idéia de construir um mecanismo, baseado no conjunto mecânico de pedal e manivela muito utilizado em serviços braçais e nas bicicletas, onde uma mistura de ar e combustível pudesse explodir e gerar força e movimento. Depois da sua criação o motor de combustão interna criado por Otto atravessaria os séculos acionando as máquinas de tração mecânica. Automóveis, máquinas industriais e navios formaram, e formam até hoje, um formidável contingente de milhões de artefatos que queimam bilhões de litros de combustível não renovável para serem impulsionados. Em decorrência do uso de combustíveis derivados do petróleo passaram a existir navios com imensos motores a diesel e navios que usam a combustão do diesel para aquecer a água que impulsionará turbinas a vapor, ou seja, o vapor continua a mover embarcações. Há cinco anos fiz um cruzeiro marítimo num super transatlântico que era movido por turbina a vapor aquecido por queima de diesel.
Assim, numa sequência cronológica, força manual, ventos, carvão e combustíveis derivados do petróleo foram utilizados no sentido de mover os meios flutuantes cada vez mais rapidamente e com mais proveito. Mas, engana-se quem pensa que essas forças foram substituídas umas pelas outras na medida que foram surgindo, o que houve foi apenas incorporação de mais opções de fontes de energia. Especialmente o vapor, que surgiu com a queima de carvão, passou para queima de óleo combustível para aquecer a água e, depois da segunda grande guerra, a energia nuclear, oriunda do urânio e outros elementos, passou a ser a fonte primária de calor para as belonaves chamadas atômicas.
Primeiro foram os EUA que construíram o “Nautilus” um submarino precursor que, munido de dois reatores que provocavam a fissão do urânio, aqueciam a água para transformar em vapor que movia turbinas que impulsionavam o submersível. Desde então, milhares de navios das armadas de diversos países são movidos dessa maneira. Há que observar que as turbinas usadas nas embarcações marítimas atômicas são apenas versões mais aperfeiçoadas da turbina inventada por Sir Charles Parsons em 1987. Então, o que significa isso? Simples, os submarinos e porta-aviões mais modernos, com os sistemas de propulsão de ponta, são simplesmente belonaves movidas a vapor. A única coisa que as diferencia daqueles navios do século dezenove, é o modo como a água é aquecida para se transformar no vapor que move a embarcação. Naquele tempo o carvão era a fonte de energia calorífica e agora são elementos nucleares que fornecem o calor. Portanto, continuamos a ver “navios a vapor” nos dias de hoje como era no século dezenove, e não há qualquer indicação que o vapor vai deixar de ser usado num futuro previsível. Aliás, se a barreira psicológica que impede que as pessoas confiem na energia atômica como fonte de energia for superada, é possível que venhamos a assistir uma grande demanda de navios mercantes “atômicos” dentro de alguns anos. JAIR, Floripa, 11/10/11.

6 comentários:

Attico CHASSOT disse...

Meu caro Jair,
quanto o alcunho de ‘polímata’ não exagero: ontem eram os navios dos desertos, hoje as velas singrando oceanos.
Há listagem de inventores e inventos que revolucionara a humanidade.
Certamente destes um dos mais significativos foi a descoberta de James Watt.
Aliás a diminuição do esforço físico se apresenta sempre como das maiores contribuições da Ciência à humanidade. A primeira descobertas dos humanos, ainda próximos de macacos: uma vara para alcançar um fruto mais alto em uma árvore, a roda (ah! As malas com rodinhas), as velas, a máquina a vapor.... tudo tem um direção: diminuir o esforço físico.
Obrigado por trazeres mais uma aula de história da Ciência e da Tecnologia,
de seu muito atento aluno

attico chassot

J. Muraro disse...

Muito bom, um passeio pelos principais meios de impulsão dos barcos e afins. Gostei da aula, parabéns.

Leonel disse...

Proud Mary keep on burning...
Rolling, rolling, rolling on the river...
Hoje, os vapores trocaram as rodas pelos hélices, mas continuam sendo movidos a vapor d'água, não mais aquecida por combustão de carvão, mas de diesel ou por reações nucleares!
Brilhante dissertação sobre as formas de propulsão náutica!
Mais uma bela e interessante aula do professor Jair!

R. R. Barcellos disse...

Na propulsão náutica, a abundância de água torna o vapor a escolha mais lógica. Quando se trata de transportes terrestres ou aéreos, a coisa muda de figura.
Excelente dissertação, amigo. Abraços.

Morelli disse...

MM data mais tarde.. Brilhante, irmão ! Repito, vc realmente pegou o jeito !

- não é a "modernidade", absolurtamene não é, que faz com que uma coisa (no seu blog, máquina a vapor) seja melhor ou pior. Há, no modesto sentir deste "tuareg citadino" (com a devida permissão, pela liberdade poética "emprestada", rsrsrsr) que se ter em mira,sempre,a "relação custo/benefício", que o instigante narrador, num texto enxuto, provou ainda existir !! -

Professor Alexandre disse...

Parabéns!
Ótimo texto...
Completo, interessante, criativo e de fácil entendimento!
Uma verdadeira aula de História da Tecnologia...

Abraços...