Como a máquina a vapor foi utilizada na primeira Revolução Industrial?

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O motor a vapor ou ainda máquina a vapor é o dispositivo inventado para dar movimento a outras máquinas, cujo combustível para acionar seu conjunto é o vapor d'água. Desenvolvido no século XVIII, sua tecnologia continuou a ser utilizada e aperfeiçoada até o início do século XX.

Como a máquina a vapor foi utilizada na primeira Revolução Industrial?

Motor a vapor. Foto: eClick / Shutterstock.com

Seus princípios básicos, porém, já haviam sido explorados, em especial pelo matemático e engenheiro greco-egípcio Hierão de Alexandria, que já no século I a.C. explorava o vapor como força motriz, por meio de sua invenção, a eolípila.

Denis Papin e Thomas Savery, no final do século XVII, desenvolvem os primeiros motores a vapor de uso prático e de interesse industrial, mas a verdadeira revolução na área foi a criação de Thomas Newcomen em 1712, do chamado "motor de Newcomen", que foi o primeiro tipo de motor a vapor a ser amplamente usado. O próximo grande avanço seria realizado por James Watt, em 1769, que criou uma máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão de moinhos e tornos, com o movimento de rotação substituindo o de sobe e desce.

A partir das modificações de Watt, os motores a vapor passaram a movimentar as primeiras locomotivas, barcos, fábricas, além de fundições e minas de carvão. e, dessa forma, constituíram a base da Revolução Industrial.

Um típico motor a vapor de pistão, amplamente empregado nas locomotivas funcionava a partir de um válvula corrediça, responsável por permitir que o vapor em alta pressão entrasse em qualquer lado do cilindro. Para a válvula deslizar, é necessária uma haste de comando, geralmente conectada a uma ligação com uma cruzeta. O vapor é depois liberado na atmosfera pela chaminé. Esse fato explica duas coisas sobre locomotivas a vapor:

  • a água é constantemente perdida com a descarga de vapor, razão pela qual sempre vemos grandes torres de água presentes nas estações, empregadas no reabastecimento do trem, ainda preservadas em antigas estações ou mesmo nos filmes de época.
  • o som característico de uma locomotiva a vapor é vindo da válvula que abre o cilindro para liberar a descarga de vapor, que escapa em pressão muito alta, fazendo o assovio característico quando o vapor sai.

Numa locomotiva a vapor, a cruzeta normalmente se liga à haste motriz, e daí às hastes de acoplamento, responsáveis pelo acionamento das rodas da locomotiva, e que por sua vez, se conecta a uma das três rodas motrizes. As três rodas são conectadas por hastes de acoplamento de modo que girem em uníssono, juntas.

Os primeiros automóveis utilizavam motores a vapor, mas foi aos poucos sendo substituído pelo motor de combustão interna, alimentado por gasolina. Eles eram mais seguros (o vapor poderia espirrar quando o dono tentasse manusear o motor) e seu acionamento era mais rápido (motores a vapor necessitavam que sua água esquentasse até o ponto de vapor, como numa chaleira).

Bibliografia:
BRAIN, Marshall. Como funcionam os motores a vapor. Disponível em: <http://ciencia.hsw.uol.com.br/motor-a-vapor1.htm>. Acesso em: 20 ago. 2012.
Máquina a vapor. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/~leila/vapor.htm>. Acesso em: 20 ago. 2012.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/termodinamica/motor-a-vapor/

Você já parou para pensar como seria nossa vida sem a invenção da máquina a vapor? Provavelmente muito da tecnologia que temos nos dias de hoje não teria sido pensada e nem ao menos desenvolvida. 

Esta invenção foi um grande passo para a evolução dos trens, que tornaram o mundo mais veloz e pode ser considerada uma das grandes responsáveis pela Primeira Revolução Industrial. Venha comigo neste texto repleto de história, evolução e pioneirismo e descobriremos mais detalhes sobre a evolução do trem!

História dos primeiros motores a vapor

Como a máquina a vapor foi utilizada na primeira Revolução Industrial?

A máquina a vapor é o dispositivo que utiliza do vapor d'água como combustível para dar movimento a outras máquinas. Teve sua origem na Inglaterra e foi um divisor de águas na vida do ser humano, que precisava contar com condições climáticas, como o vento, para gerar potência em moinhos e assim gerar energia de trabalho. 

Você sabia que a primeira ideia de máquina a vapor relatada na história ocorreu no século I, no ano 120 a.C.? Isso mesmo! A máquina rudimentar foi criada pelo matemático e engenheiro greco-egípcio Heron de Alexandria. Esse motor, que levava o nome de Eolípila, consistia em uma esfera oca, abastecida por uma bacia com água que era aquecida para produzir vapor, fazendo com que este produzisse movimento, ou seja, explorava o vapor como força motriz.

A partir dessa invenção, surgiram outras que foram aperfeiçoadas no decorrer da evolução da tecnologia. Os estudos de Denis Papin (que construiu um aparelho semelhante a "panela de pressão") foram essenciais para que em 1698, o engenheiro e mecânico Thomas Savery construísse a primeira máquina a vapor de interesse industrial. O motor a vapor possuia uma bomba que tinha o objetivo de extrair a água que inundava muitas minas de carvão na Inglaterra o século XVII. Essa invenção é considerada uma das evoluções iniciais da revolução industrial!

Mais tarde, em 1712, o ferreiro inglês Thomas Newcomen resolveu aperfeiçoar a invenção de Savery e idealizou uma nova máquina térmica. O "motor de Newcomen", foi o primeiro tipo de motor amplamente usado, pois tinha o mesmo objetivo que a invenção anterior, porém tinha o diferencial de poder levar cargas. Se você achou que a ideia pegou na Europa, acertou! Essa máquina foi um verdadeiro sucesso durante o século XVIII.

Todas essas invenções resultaram na criação do motor que marcou a história das máquinas a vapor. Aperfeiçoando o motor de Newcomen, o engenheiro e matemático James Watt criou, em 1769, o motor a vapor baseado em carvão. Era a mais importante invenção para a revolução industrial! Foi decisivo para a construção das primeiras locomotivas, pois além de bombear o motor também poderia gerar movimento circular.

Como funciona uma máquina a vapor?

Como a máquina a vapor foi utilizada na primeira Revolução Industrial?

O vapor de água é obtido ao queimar o combustível, que percorre um circuito até chegar em um cilindro. Sob pressão, o vapor de água que está dentro do cilindro empurra o pistão para cima, ao se deslocar, movimenta a roda. Quando o pistão atinge o extremo do cilindro, a válvula de saída se abre, liberando o vapor. Empurrado pela roda, o pistão retoma sua posição inicial, atingindo a outra extremidade do cilindro. O efeito final garante o giro contínuo da roda, pois a válvula de saída se fecha, enquanto a válvula de entrada volta a se abrir, fazendo com que o ciclo se inicie novamente. Legal, não é mesmo?

E nas locomotivas a vapor

Como a máquina a vapor foi utilizada na primeira Revolução Industrial?

A invenção da máquina a vapor revolucionou o sistema de transporte! Essas locomotivas utilizam a pressão do vapor para produzir o movimento. O combustível é a madeira ou carvão que se queima em um forno. A combustão esquenta uma caldeira com água, produzindo vapor em alta pressão. De forma bem didática, as locomotivas a vapor funcionam como uma panela de pressão, essas que a gente usa pra cozinhar feijão!

Essas grandes máquinas funcionaram predominantemente até meados do século XX, onde muitas foram trocadas por trens com motor elétrico ou a diesel. A primeira a rodar no Brasil foi a Baroneza, em 1854. Esse modelo de trem ficou conhecido popularmente no País como Maria Fumaça, pela densa nuvem de vapor que soltam pelas chaminés, e até hoje chama a atenção por onde passa.

E aí! Gostou do texto? Já teve oportunidade de embarcar numa locomotiva a vapor? Conte sua experiência nos comentários!

Qual foi o papel da máquina a vapor na primeira Revolução Industrial?

Uma das primeiras utilizações da máquina a vapor foi para fabricação de tecidos. Graças a essas máquinas, a produção de mercadorias aumentou muito e o lucro dos donos das fábricas também . As fábricas se espalharam rapidamente e provocaram mudanças profundas no modo de vida e na mentalidade de milhões de pessoas.

O que foi a máquina a vapor na Revolução Industrial?

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. Essa máquina tinha por objetivo retirar água dos poços de minas de carvão, porém poderia explodir devido à utilização de vapor a alta pressão.

Em que setores a máquina a vapor foi utilizada na Revolução Industrial?

a máquina a vapor, cujo uso na indústria de tecido, nas usinas de carvão mineral, na industrialização do ferro, nas embarcações (navios a vapor), nas estradas de ferro (locomotiva a vapor), entre outras, representou uma revolução no transporte de passageiros e cargas.

Qual era a função da máquina a vapor?

Esta máquina permitia transformar a energia armazenada no vapor quente em energia utilizável e preconizava a utilização intensiva desta fonte de energia na indústria, substituindo o aproveitamento da energia eólica e hídrica, dependente das condições meteorológicas e portanto imprevisível.