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:
U M D IFER EN C IA L H U M A N O É in te re ss an te res sa lt ar, n a h is tó ri a d a ev o lu ção s o cia l, a ca pa cid ad e d o ser h u m ano d e d ar f o rm a a o b je to s n at u ra is e a e m p re g á-lo s p ar a d et erm in ad o s fin s, co mo por e x e m p lo, para a fa b ricaçã o d e fe rr am en tas e u te n sílios d o m é sticos . E ssa hab ilid ade tem sido enten d ida com o uma d as grande s re sp o nsá v eis pe lo e stá g io d e d ese nv ol vi men to q u e h o je exp e ri me nt amo s. E sse difere n c ial d o ser h umano, fren te a outr o s an imais , com eçou a ap a rec er há bastante tem po . As mais an tig as ferrame ntas p ro duzidas por h om inídeos data de cerca de do is m ilhões d e anos, c onsistindo ap e n as de p e dras la scad a s, os sos , m adeira s e co nch as, u sad o s de form a ru dimentar -ou seja , co m paran do c o m o q u e se faz h o je , naque la épo ca a q ua nti dade e a q u al id ade d o s pro cess os em p regados era m rudiment a re s. Isso aconte ceu d uran te o P ale o lít ico p eríod o comp ree ndido entr e cer ca d e 2 m ilhõe s e 1 0 mi l a.C . Paleolíti co é o te rm o empregado p ara des ig n ar o pe ríod o da p e d ra an tiga, o u p ed ra la sca d a. P o de mos di zer q u e a e vol uç ão soci al ta mbé m é fr u to d o a pare ci men to e d o c o nstant e apri mor a mento d e u m tip o d e ind ivídu o p reoc u p a do c o m o d e se n v o lv im ent o d e téc ni cas. E , na h ist ória m ais re ce nte da huma n id a de, d e v e-se a o a p a re cim e n to d e um n ov o t ip o de in te le ctu al , com b a se e du cac io na l té cnica e í ntim a re laç ão co m o s p rocessos de dese n v ol v im ent o t ecn ol ó g ico. T ud o lev a a cr e r q ue a s t écn icas p rim it iv as tiv e ram or ig em n a de sc ob er ta da al avanc a q u a ndo o ho m e m se nti u q u e p od ia mo v e r ca rgas be m m a is pes a d a s d o que as qu e no rm a lm e n te m o v ia ap ena s c o m os s eus p róp rio s braç os -, n o d o m ínio do fog o - c o n se gu ido a tra v é s d a fri cção d e d o is pe d a ço s de m adeira, fu n d a m ent a do, p ro v a v el me nt e, na o bse rv a ção d o efe it o de at ri to entr e gal ho s se c os b a la nç ados p e lo ven to -, no po li m e nto das pe d ras e n o coz im e nto do s al imen tos, surg ido s ainda no Pe río do Pal e o lític o. P ir â mi d e s d e G izé ( a ma is al ta - Q u é op s t e m 1 48 m e tro s d e altura, a inda hoje um verdad eir o co los so arqu it e tôn ic o) e a e ol ípila , ant ec ess ora da m áq uina a vap or Algu m a s d as p ri m eir a s t é cn ic as em p re g a d as pe lo h om e m : br a ço de ala va nc a, p o lim ento de p edr a s e pr o d u çã o de fo g o D e q u a lqu er f o rm a, com e sse s pr ime iros instrumentos , os h o m in íd eos já p od ia m c aç a r e car ne ar um a ni ma l, c or tar á rv o re s, se defender de ataques, const ru ír em a b ri gos rústicos. Al ém d o m ais, c ons tr u ir u ma machadinha a pa rti r d e u m a pedra bru ta envo lv e bem mais rac io cín io , pl a n e jam e nto, e x periência e h a b il idad e do que po ssa m o s im agi na r num prim eir o mo m ent o. E isso já se fa z ia h á ma is de 2 m il hõ es d e a n o s, c o m o pr o va m ant ig as fe rra m ent a s en co nt ra da s p or e xe m pl o n a T a nz â n ia. Há c er ca d e 1 2 mil a n os uma verda deira revol uçã o té cni c a ap a re c e, p rov o cand o um co n ju n to de m o di fic aç õ es c u lt u ra is c ar ac te ri za d o , ba sic a m ent e, p el a intro du ção d a do me stic aç ã o d e a n imai s, da a g ri cul tur a, da m o dela gem ce râ mi c a e da fabr ica çã o do vinh o e d a cer ve ja. Is so aco n tec e u n o qu e se con ven c io nou c h a mar Pe rí odo Ne o lítico - pe río d o da p edra po li da. Co m e ssa ev ol u çã o v ei o a o rg an iza çã o so ci al m ais co n si ste n te . A c red it a-se a té qu e, n e ss a fa se , c omo tudo le v a a c rer, fe rra m ent a s ne o lít ic as - co mo m a ch ad inh a s de sí le x - fo ra m pro du zi da s em f á b ric as ru d im e nt a re s e d is tr ib u íd as na s cerc an ia s, co mo te ri a a c o nt ec id o, po r ex em pl o, n a Grã -Br etanh a . Co m e st a n o va o rganiza ção social , o h o me m c o m e çou a d e di car -se a n o v a s descobertas e a realizar obras de ma io r po rte , para poder manter o se u n o vo mod o de v id a , suas no v a s a sp ir a çõe s e org a n iza ções soci a is . S erve m co mo e x e mpl o s d e ssa s gran d e s o br as as pi râmi des de Gizé - M iqu eri no s, Q u éfr e n e Q u éop s -, c o ns tr uí da s h á a p ro x im ad a me n te 4 ,5 m il a no s. A e o líp il a , u m ti p o d e maq uina a va p o r in ve nt ad a p o r H ér o n d e A le x an dr ia ( 15 0 a 1 00 a .C .) , é um ex e mp lo de u m a m aq ui na a nt ig a. M es m o se nd o co ns tr uí da a p en as 67 CAP ÍTU LO 3 -O R IGEN S D A EN G E NHA RIA 66 I N TR OD U ÇÃO À EN G EN H ARI A - CO N CEI T O S , FER R A M EN TA S E C OMPOR T AM E N T OS .co m o u m b ri n q u ed o o u a d o rn o , a e o lí p il a m u it o b em r ep re se n ta a p re o cu p aç ão e a cur io si da d e do s er h u ma no e m ut il iz ar os r ec ur so s d a n at u re za d e for ma m ai s el a b o ra d a e ta m b ém s im b ó li ca , o q u e re p re se n ta a in d a h o je u m d if er e n ci al h u m an o . A T É C NIC A FAZ D IF E R E NÇA A pó s as id ad es d a pe dra l a scad a e da pe dra p o lid a, o ho me m come ço u a con h ec er , tra b alhar e u tiliz ar os m e tais. O c obre e o esta nh o fo ram o s p ri m ei ro s me ta is t ra b a lh ad o s, t en d o s ido u sad o s in ic ia lm en te p ara a f a b ri caç ão de in str u men to s d e caça e defe sa . Esse p er ío do his tó ri co é d eno m inado d e Id ad e d o Br o n ze. Es tu dio so s d a h istó
ria indicam que,
p or vo lta do an o 2 m il a.C., m ais ou m en os ju nto c o m a in v enção do alf ab e to pa ra a es cr it a e a n umeração , o h ome m pas sou a u tiliz ar o p rocess o d e fun d iç ão d e m et ais. Os etr usc os -p o vo que ha bitav a a Pen ín su la I tá lica -, p or ex em p lo , p or volta d essa épo ca já fund iam o fe rro com alguma pe rfei ção . M a is o u men o s n o m es mo perío do, a a rq ui te tu ra foi e n ri q uecida co m nova s té c nicas, d e u -se a in v e n ção d a roda e a c o ns tr u ç ão d a s p rimeir as m á q u in as s im p le s. E ss as n o v as i n v en çõ es c o la b o ra ra m p ar a q u e se p ro m o v es se a tr an sf orm aç ão d a s antig as socie d ades ru ra is p atria rc a is e m c id ad es gover nada s, com re g ras d e c onvi v ên cia po lí tica m ais e la b ora d a s, c om a co ns tru ç ão d e templos , aqu ed utos, estr ada s e p a lá ci o s. E nq u a n to is so , alg uns fat o s m ar can te s o co rr ia m p ri n cip al men te g raç as aos egíp cios, q ue c o m e ça v am a u ti lizar o pa p iro p ar a a e scri ta. Ess e fa to m arc o u pro fu nda m ente a civ il iza ção human a. Ele s tam b ém já can aliz av am , nessa épo ca, a á gua do ri o Ni lo p ara irr igaçã o . E n q uant o iss o, os povo s m edi ter râneo s e escan d inavo s de sen v o lvi am téc n ic as m ai s sof is ticad as par a a constr uçã o d e nav ios , ao mesm o temp o em q ue e m Jeru salém s u rgia um sis tema subt er râneo p ar a o f o rn e cim en to d e ág ua e, n a Ch ina , er a p ub lic ado o p ri me iro m anual de m atemáti ca . O s chin es es a n ti g os , a liás, além d o tipo m ó v el , inv en tara m a p ól vo ra , o fog ue te , a b ús so la m agn ét ic a , o si smó gr af o e observ av a m si stem atica mente o s céu s à p roc u ra de ex plica çõ e s m a is ela bo rad a s p ar a os fe n ôm en os à su a v olta. A o lo ngo d os s écu los , novas i n ven çõ e s e d escob erta s fo ram f eitas, os con h ec im e n tos f ora m se av o lu m a n d o , m as tu d o is so ac o n tec ia, e m e ss ên ci a, ap en as po r fo rç a d a exp eri ên cia p rá ti ca d e v ár io s ar te são s, qu e ap er fe iço av am em pir icam e n te se us pro d ut o s o u pro ce ss o s, tran sm it in do suas técn ic a s de fab rica çã o p ar a no v a s g e raç õ es . A in d a nessa fase, a s habi li dad es téc n ica s e ra m ti da s co m o presentes id os d eu ses , ou pr iv il é g io s d e al gu n s, se nd o apen as t ran sm it idas ao s escol hido s po r el es . Ma s o fato era qu e os po vos q ue de ti nh am o do m íni o de téc n ica s ma is el aboradas le v a v a m v a n ta g e n s e m c onfron to s com n ã o-d e te n to re s do m e sm o g ra u d e d esenv o lv im en to . Um marco im portante pa ra a di sse minaç ão da ciência e da té cni c a foi es ta b e le cid o p or v o lta de 14 5 0, q uando Johannes Gen sfleis c h G ut enber g (1 4 00 -1 4 6 8) , pa rt in d o d e u m a an tiq ü ís si m a in v en ção d o s ch in es es , a im p re n sa , a ap erf ei çoo u im pl an ta n d o o s ti po s m ó v eis m etá lic o s pa ra c om p o si çã o g rá fic a - e m eca n izou o p rocesso, g a rant in d o u m a impr es são ma is rápida. E ste fato i njet ou n o v o d in a m is mo n o pro gr e sso intelectual , porque a p ar tir daí os conhec im ent os p a ss a ram a circular com m aior v e loc idade , p oi s po d ia m se r re pr od uz id o s m ai s fa cilm e nt e. A té e ss a é p o ca , os con he cim ento s só ci rc ul av a m v erba lm ente ou at ra v é s de m an us cr itos , q u e eram rar o s e de d ifí ci l re p ro d uç ão . 'S U R G IM E N T O D A E N G E N H A R IA M O D E R N A Desd e o s prim e iro s a rt es ão s da p ré-h is tó ria, q ue cr a v ar a m a ped ra funda m en tal da e n ge n har ia , m uita c ois a m u dou . Cr esc eu , e b astan te, a so fi st ic açã o e a d iv er si d ade t éc n ic a. Fo ra m c ria d as t am bé m e st ru tu ra s t eó ric as q ue d e ssem c onta de a nalisar e m pr o fu n did a d e pr atica m e n te t udo q ue a técn ic a p ude sse a b o rd ar . Dura nte essa e volu ç ão , oc orr eu o a p a rec iment o g rad ual de u m esp ecia lista n a so lução de pr o blem as. Estes esp e cia li stas in icial mente n ão se pr eo cup avam c o m o s funda mento s teó rico s; o cu pava m -se em co n struir d is po sitivo s, est ru turas, p ro cess os e instrumento s co m bas e em expe ri ência s p ass ad a s. Com a ráp id a expa n são d os co n heci men to s cie n tí fi cos e sua ap li caçã o a p robl em a s prá ti cos , su rge o e nge nheir o. O a p ar ec im e n to fo rmal d e ss e p ro fi ss io n al r e su lt o u , n a re a lid ad e, d e to do u m p ro ce ss o d e ev ol u ção oc o rri do d u ran te mi lh are s d e an o s. Ao s p o uco s a en g en ha ri a fo i se e st rut u ra n d o, f ru to fun d a m e n talm ente d o des e nv o lv im e n to d a mate m á ti ca , da ex plicaç ão d o s fen ôm en os físi co s, dos expe ri m en to s rea lizad o s em am b ien te co n tr o lado -, d a p rá ti ca d e ca mp o , d a sist em at iz açã o de c u rsos for ma is . Q u and o n o sé cu lo 18 se cheg ou a u m c o njunt o s istem átic o e or d e n ad o d e d ou trin as , es tava lan çad a, d ef ini tiv am en te , a sem en te d a n o va e n g en ha ria . E ss a s iste ma tiz ação , pod em o s dizer , es tabe lece u u m mar co divi sór io e ntre d uas en ge n har ias: a engenha ria d o pa ssado e enge n haria m ode rn a. A e ng en h ar ia d o p as sa d o f o i aq u el a ca ra ct er iz ada p ê lo s g ran d es e sf o rç o s do h o me m no s e n ti d o de c ri ar e ape rfe iç o ar artef atos q u e a p ro ve it as sem os 69 C apí tu lo 3 O rige n s d a En genhar ia 68 In tro d u çã o à E ng e n h ar ia Elétrica – con ce ito, fe rr a m e nta s e co mp or tame n to
rec u rso s n a tu ra is . Fo ram estes pr im eir o s e n gen h eir o s os responsá ve is pelo aparec imento de ar m a m entos, fo rt if icaç õ es, es tr ad a s, pontes, canais etc. A ca ra cte rí st ica b ási ca d es te s in d iv íd uo s foi o e mpi ri smo , p o is t rab alh av am co m b as e n a p rát ic a ens in a d a p êlo s q u e os an te ce d iam , n a su a pró p ria ex pe ri ên cia e n o s e u espí ri to emp reend ed o r e c ria do r. A p ass agem da e n g e nh aria ant ig a p ar a a mo d er na não p ode s e r co n side rada c o m o um fato esta n que , n em fr uto de u m m o m en to ap enas. N ã o foi d e um insta n te p ar a o utr o que o h ome m pas so u a ap lic ar o s co n h e cim e n tos c ie ntíficos às técnicas. D u rante sécu lo s elas cam in haram d is so ci a d as u ma d a o u tra de um l ado o s fi ló so fo s e p en sad o res , d e o u tr o o s ar tesã os . A in d a h oj e, ap esar d e to d a ten tat iva d e tr a b alh á -l as c o mo u m co rpo ú n ico, há qu em e nxergue n elas uma p rofunda sep ara ç ã o . com o s a spect o s con st rutivos do ar te fato e o seu func io n ame nto, m as, p ri n cipalm en te , a aplica çã o das leis d a te rmodin âmi ca e d a transfe rên c ia d e cal o r, a queima o ti m iz ad a dos combus tí v eis , a a n á li se d o s efei to s térm icos so b re a di st ri bu iç ão d e te ns õ es n a estr u tu ra d o equ ip ame nt o, a m elh o ria g er al d o p rojeto p ara per m iti r a auto m at izaçã o n a p ro d uçã o etc. En ge n ha ria moder na: cabi ne d e a via ç ão e rotor de tur bi na e m Ita ipu (f o to de C aio C o ron el) Equ ipam e n to s de se n vol vi do s e mpiricam ente: m áq u in a a va po r e tre b uc h e t – catap u lta medie v al A e n ge n ha ri a m o de rna é aquela que s e c ar ac ter iz a p o r um a for te a pl icação de conhec im e nto s c ie ntíf ic os à s olu ç ão de p ro b le m as . E la p od e d ed ic ar -s e , basicam en te , a p ro bl em a s da m esm a e sp é c ie qu e a e ng en h ar ia d o p as sado s e de d icav a , por ém com um a ca racte rís tica d is ti nta e mar cante: a a pl icação d e c on h ec im e nto s científ ic os . Se an te s o s ar te fat o s eram co n str u ído s c o m base em d ete rm in an tes e sté tic os e opera c ion a is, to m an d o se m p re com o referênci a a ex p er iência p regress a do c o ns tru to r, a g o ra u m proj eto te ór ic o -b as e ad o em co n ce itos c ie ntí fico s , em teorias for m al men te e s tud a da s e em e x periências de lab o rató ri o m eto d ol o g icam en te co ntr o la da s - a nteced e a c on st ru ção. C on h ec im e ntos sistem at iz ad os a re s pei to d a n atur e za – p or e x em p lo a es tru tu ra d a matér ia, os f en ô m en o s ele tr o magn éti c os , a co m p os iç ão q uí m ica do s m a ter iais , a s leis da m ec â nic a , a tr an s fer ê nc ia de e nergia, as mode lagens m a te m áti c as dos fenôm enos fís icos - pass a m a fa ze r p a rte d a p ráti c a dess a nova en genh a ri a. A solu ção de pro b lemas pela e n genhar ia m o d erna c o ns idera, p or exem plo p ar a o cas o da m áqui n a a vap o r, n ão m ais a p enas a preocupaçã o MA R C OS H IST ÓR ICO S I M P O R T A NT E S A tecno lo g ia, tal co m o h oje é entendid a, só aparec e u há ce rca d e q uatrocen to s anos, mas tomou corp o ap enas com a Rev o lução In du str ial, q uan d o se not o u q ue tud o o que er a construí do pê los homen s p od ia sê-lo u sa nd o os p rinc ípi o s b ásic os d a s ci ê n c ias . U m d o s p re cur so res d ess a er a fo i Leo na rd o d a V in ci (1 4 52 -1 5 19 ), q ue reu n ia , eximi am en te , o s ab er te ó ri co ao p rá tic o . D e n tr e os i n ú mer os p roj eto s q u e sa ír am d e su as i d ea li za çõ es e st ão , p o r ex em p lo , um a ro d a d 'á g u a h o ri z o n ta l cujo p ri n cípio foi usado n a construção da turbin a h id ráu lica , máq u inas d e es ca v aç ão , cid ad es , p o rt o s, b est as e m áq u in as v o ad o ra s, a lém d e seu s es tu d o s científicos - por ex e m pl o so b re a anato m ia hu m ana - e obras d e a r te rev ere n ci ada s a té ho je. 7 1 70 C a pí tu lo 3 Or ig en s da En ge nhar ia In tr odu çã o à E ng e n h a ri a Elét ri ca – co nce ito, fer ram e nt as e compo rtamen to L e on a rd o da V inc i e do is d e s e u s in ú me ro s p ro jet o s má qu ina d e e s ca va ç ã o e b e s ta g iga n te
A p art ir d os séc ul o s 1 6 e 1 7, c om eç am a a p ar ec er m ai s con si st e n te m en te c o nhe ci m entos q ue d ã o im p ulso ao nascimento da ciên cia m ode rna. G a lile u G a li lei ( 156 4-1 642 ), Jo h a n n es K eple r (15 71 -16 30 ), N ico la u C o p érn ic o (1 4 73 -15 4 3), R en é D e sca rt e s (1596-1650), Isa ac Newton (1 6 4 3-1727), Charl e s A ug u st in C o ulomb (1 73 6 -1806 ) estão en tr e os g ra n des responsáveis pe la si stem at iz a ç ão
dessa nova fase da
h um an idad e . P o d e m os conferir a Ga li le u Gal ilei a resp ons ab ilid a de d e ser um d os princip a is inic ia d o re s da me n talidad e c ie nt ífi ca mo derna . Em 1 5 90, o físico G al il e u , disposto a p o r à p ro v a al g uns ens in am entos de Ar istó teles, teri a co n v id a d o m em b ros d a U n iv er si da de d e P is a p ara a ss is ti r a u m a ex pe ri ên c ia : a q u eda liv re si m u ltâ n e a d e d oi s co rp os de p es o s d ife ren tes . L en da ou re a li d ade , es te é o m o m en to sí m b o lo d o n as ci m en to o fi ci al d o e xp er im en ta li sm o c ie n tí fi co . Ini c ia v a -se e n tão a su bs titu iç ão d as lon g as a rg um en ta çõ es ló g icas d a d ia lé ti ca form al p el a o bs e rv a çã o do s f at o s e m s i m esm o s. E x tr e mi d a d e e n gas ta d a V iga Ga lil eu Ga lil ei , u ma r e p re s e n taç ã o de u m l e n d á ri o e xp e rim e n to q u e el e te ria re a liz ad o ( s o ltan d o pe s o s d a t o rre de Pi s a) e u m d e seu s es tu d os mai s im po rt a n te s : a cr ia çã o d a m ec â ni c a d o s s ó lid o s S e g u nd o o m ét odo cientí fi co sistema tiz a d o p or D e sca rte s, um assun to a ser pesq u is ad o, d e p ois de so fr er u ma ob serv a ç ão e d e te r si do formulada p ar a ele um a h ip ót e se, d eve ri a ser d iv idi d o em p ar te s m a is si m pl es , qu e ser ia m estu dad as s ep arad am en te, e o s r esul tad os, sin tet iz a d o s n um a r esp osta . G alil eu fo i um exím io p e sq uisa d or , que te or iz a v a e exp er im en tav a, corrob o rando o m ét odo ca rte sia no . E stud ou, por e x e m plo, prob le m as d e le van tamento de peso s, i n v e n to u o t er m ô metr o , investi g ou a s leis de g ravit aç ã o e o sci lação e p ô s à p ro va a n tig o s en si n am en to s ari st o té li cos . De v e m os l em b ra r q ue a c iên ci a de A ris tó te le s v ig or o u p or cer ca d e 2 m il anos , e que só fo i desb an c ad a con sis te n te mente p o r volta d o séc u lo 1 7 . U m ma rc o d a a p lic a çã o d a ciên c ia moder n a na e n g e nha ri a é o tr a b a lho publ ica do em 1638 p or G a lile u - Dis cu rs o sob re du as n ov as ciências -, on d e é ded u zi do o v a lor da resistência à flexão d e um a vig a eng a sta da num a ext re m idade e suportand o u m pes o d e sua ext rem idade li v re . O in íci o da ap li c a ç ã o d os c on h eci men to s c ie n tí fic o s à eng enh ar ia f oi re p le to d e fr aca ss o s. P o de m o s c it ar co m o e x em pl o s: • o s es fo rç o s ma lo gr a do s d e L ei bn iz n a i n st a la çã o d e b o m b as m o v ida s p or mo in ho s de v en to, pa ra co nt ro la r á gua s d e mi na s; • f ra c a ss o de Hu yg h ens no d esen vo lvim ent o d e um m o tor e fi ci ent e d e ex p lo sã o a p ó lv or a; • a in c apa ci d ad e d e tr ês m at em át ic os d e re n o me , e m 17 4 2 , n om ea d os pel o P ap a, p ara des co b rir as caus a s d o s s in a is de c o lap so ap re se nt ados n o do mo d a b así li ca de S ão P ed ro . A co n te ci m en to s p it o re sc o s ta m b é m m ar ca ra m a f as e i n ic ia l d a m o d er n a en g en h ar ia , com o p o r exe m p lo : • e m 1 7 7 8 , F re de ri co , o G ran d e, n um a ca rt a a V o lt ai re , ri d icu la ri za va E u ler p or n ão se r c apaz de p roj et ar , p o r me io s m at e m áti co s, fo n tes p a ra o se u j ar di m; • o s resu ltad o s d o t rab al ho de Ga lileu , p ub lic ado e m 1 63 8 , c u ja d ist ri b u iç ão d e te n sõ es p ro po st a esta v a eq u ivo ca da . Con tud o , u m a in fi ni d ad e d e aplic açõe s b em -su ced id as d e teori as ci e n tí fi ca s a p ro b le ma s p rá ti c o s g ara n ti u a af ir ma çã o d a en ge n h ar ia m o d er n a. P o r exemp lo, n o f in a l d o s écu lo 18 , C o u lomb c al cul o u c o m b oa pr ec is ão a re si st ên ci a à fle x ão d e v iga s h o ri zon ta is e m ba la n ç o , e ta mb ém el ab o ro u u m méto d o par a o cálcu lo de e mpu xo s d e terra s o br e m u ros d e a rrim o, com v al id ade a té h oj e . U m f at o m ar ca n te n a e v o luç ão i nd u st ri al f o i a im p la n ta ção da má q u ina a v apo r na ind úst ria da tecela ge m , oco rrid a p or v olta de 17 82 , fat o qu e, al iá s, j u n to c om o t ear me cân ic o, i n ve n ta d o p elo in g lê s C a rt w ri g ht e m 1 7 85 , fo i u m d o s g ra n de s re sp o n sá v ei s p ela R ev o lu çã o I n d u st ri al . 72 73 INTRODU ÇÃ O À E N GEN HA R IA - C O NC E IT OS , FER R A M EN TA S E COM PO R T A M E NTO S CA PÍTULO 3 -OR IG EN S D A EN G EN HA RIA Extr e m id ad e liv re S a nto s Du mo n t rea liz an d o u m te ste c o m o 14 Bis, pre n sa d e Gut en b er g e luneta de G a lileu , três invent o s qu e re vo lu cio n ar a m o mu nd o
In tro d u ção à Engen h a ria E lé tr ica – conc ei to, fe rram e n ta s e compo rt am e n to O u tro gr ande a v an ç o n o pr oce ss o d e indu str ial iz aç ã o f oi a u ti li za ção do m ot or elétr ic o com o fo nte de e n e rg ia , qu e su bs titu iu o s co m p lica do s si stem as de ap rov ei tam ent o d a e n e rg ia d ir etam e nte da nature za - c o m o ro d as d'á gu a e ca ta-v ent o s. O p ri me ir o g e rado r e lé trico experimental fo i c o nst ru íd o pe lo fa b ri ca n te fr anc ês d e i ns tru m en to s Hi p p o ly te P ixi i, e m 1 83 2 . E n tr e tan to, ap en a s em 18 7 1 fo i u til iz ado, n a pr á tic a, o prim ei ro m ot or e lé tr ic o. O co ns tru to r des te mot or, G ra mm e, fo i um prátic o que, tal qual os inv ent o res d o tel efone e do rádi o, d esconhe c ia as e xp licaçõe s c ie n tífi cas p a ra os seus i n ve n to s. A E NG EN H AR IA NA SCE C OM O PR OF IS S Ã O O FI C IAL S e gu nd o hist oria d ores, o p ri me ir o e m p re g o , d o te rmo e n ge nh eir o -p ro v eni e n te da p a la vr a lat ina i n geni u m, q ue si gn ifi c a engenho ou h a bil id ade — foi fe it o na I tá lia . O fic ial m e n te , esta d e sig n aç ão a pa receu pel a p ri me ira vez num a o rd e m rég ia de Ca rl os V ( 1 33 7-1 3 8 0) , d a F ra nça , m as ap e nas no sécu lo 1 8 é qu e começou a ser ut ili za da p a ra i den tifica r aqu el es qu e faz ia m t é cn ica s c om ba se em p rin cí pi os c ien tífi c o s. A nte s d isso , es te term o d es ig nav a a q ue les qu e se d e di ca vam a o in v e nto e à a plicaç ão de en genhos . Ape n a s e m 1 81 4 é q u e o term o eng e n ha ri a foi di cio na riza do e m l ín g ua po rtugu e sa . O pri meiro tít u lo d e enge nheiro foi usa d o pel o ing lê s Joh n S m e at o n (17 24 -1 7 9 2), q ue teri a se auto -in titulado e n genh eiro c iv il . In ici al m e nt e es ta d e si gn aç ã o se rviu e m mui tos pa íse s p a ra defi nir tod a a enge nhari a qu e nã o se o cupav a de se rvi ços pú b licos ou do Es tado ; e m ou tro s pa íses c o m pr e endia t oda a e ng e nharia c o m e x c eç ã o da milit a r. En g en hei ro J o hn S m e at o n e o far ol de Ed d ys to n e, cons tr u ído p or el e em 1756, u m mar co na p e s qui sa do cime nt o AS PR IM EI R A S E SC O LAS DE ENGE N HARI A A ind a no sécu lo 18 , vá rio s ci e n tist as franc ese s, ta is c o m o S imé on De n is Poi sso n (1 78 1 -18 40 ), Cl a u de -L o uis Na v ier (17 85 -1836 ), Gu st a ve-Ga spa rd Co rio lis (179 2 -18 4 3), Jea n Vict o r Pon c elet (1 78 8 -18 67 ) e G as par Mon ge (17 46-1 81 8) , c o n tr ibu ír am pa ra a d e fin iç ão da té cni ca ci entífic a , que resul tou n a fun d a ção, e m Pa ris, e m 17 7 4 , d a E col e Polytec h ni q ue, qu e ti n ha co m o finalidade ensin ara s a p li ca ç õ es da m a temática aos p roblemas da e n genhari a. P oré m, já e m 1 50 6, foi fund a da e m Ve n e za - pe lo h ol an dê s Adr ia n W il lae rt (14 90-1 56 2) a prim ei ra e sc o la de d ic ada à for m a ção d e e n g e nheiros e ar tilh eir o s. P or v ol ta do sé c u lo 1 8, ho uv e u m s ign ific ativ o d ese n v ol v im ent o técn ic o e m ár eas tai s co m o: e xtra ç ão d e min é rios, si der u rg ia e m etalu rgia. O m es mo d es e n v ol v im ent o ta mb é m foi sen tido na c o nst ru ç ão de p on te s, es tr a das e ca n a is, o q ue formava a bas e da engenharia c ivil. T o d a s e st a s a tividades sem pre fo ram fr ut o d o tr aba lho de pr á tico s, q ue d es env o lv ia m empi ri ca men te su as a tivida de s, a lh eio s à s t eori a s científ ica s. C o m b a se e m d e se n v ol v im ent os c omo e sse s, a e n g enhar ia e v o lu i cada v ez m a is ra pidamente, se m pre intimamente relacionad a com o a p a re c imento de es co las para a for m ação de e n ge n he iros. C omo c ons e q ü ênc ia d iss o, e m 1 74 7 foi c riad a n a Franca a q ue la qu e é considerada a pri m e ira e sco la d e en g e n ha ri a d o m u nd o, a E co le d es P o n te e t C ha u ss é es . E m 1 7 78 fo i im p lan ta d a a E c o le d e s M ine s e, em 1 794, o C o nservato ire dês A rt s et Métiers. E st a s es c olas e ra m v o ltada s para o ensino prátic o , dife re n tes po rtan to d a E c o le Polytechni qu e, es tabelec endo , a ssi m , u ma divi são da en gen har ia e m d oi s c am po s: o dos en g enheir os pr á ticos e o d o s teóric os. P a ra o d esen vo lvi me nt o da e n genhari a, o pas so segui nte fo i a cr ia çã o d a s es c o la s té cni c as superi o re s no s p a íses de língu a al emã. As es c ola s de Prag a (1 8 0 6), de Vi ena (18 1 5 ), de Karl sr u h e (1 825) e de M u ni q ue (18 2 7 ) sã o ex e mp los neste se nti d o . E n tr etant o, a es c ola que m a ior im port â n c ia t e v e no ap are cim ent o d a eng enh ari a m od er na fo i a d e Z ur iqu e (1 854 ) - E id gen os sisc h e T echni sche H o c h sc h u le. N os Estad os Un ido s, a s p ri mei ras esc ola s deste tip o for am o MI T -Ma ssa ch u set ts Institute of Tech n o lo gy - (18 6 5 ), o Califó rn ia Ins tit u te o f T ec h n o lo g y (1 9 19 ) e o C a rn egi e In sti tu te of T e ch no lo g y (1 9 05 ). P o ré m , ta lv ez a m ai s ca ra ct er ís ti ca es co la d e en g en h ar ia d o s E U A fo i o R en ss el a er P o ly te ch n ic In sti tu te, f u n d ad a em 1 8 2 4 . En tr et an to , já e m 1 7 9 4 h av ia s id o c ria d a a p rim ei ra es co la d e en g e n haria nos EUA, a Academ ia Mil itar d e West Po in t, que fo i d estr uída por u m incên d io d ois anos d e pois, sendo re ab erta em 1802 a n o co n sid era d o o of icia l d a sua fu n daç ã o . C o m essas esco las e in stitu tos , a técnica mode rna to mo u c o rp o, am pli ando -se a a p li caçã o da ciên ci a à te cn o log ia . D ev e s er re g is tr ad a u m a d ife re n ça f u n d am en ta l e n tr e as p ri m ei ra s e sc o las d e en g en h ari a <> a s atu ais . A s p rim ei ra s trei n a v a m p ar a té cn ic as e p roc e ss o s. H oj e, a p re ocu p aç ão m ai o r é so b re tu d o f o rm ar e e d u ca r - p ar a fo rn ec er a o 7 4 C a pí tu lo 3 Or ig en s da En ge nhar ia
fut u ro profissi o na l em basa m e nto teóric o c ons ist ent e p ar a q ue ele pos sa a tuar co m c ompet ê nci a e t a m b é m re si sti r ao rá p id o o bsolet ismo da s té c n ic as -, e se c u n dari a m e nte tr ein a r. F A TOS MAR C ANTES DA C IÊN CI A E D A T EC NOLO G IA A lg u ns fa tos h is tór ic o s rela tiv os à evolu çã o d as té c ni cas e d a ci ên ci a tê m i mp o rt ân ci a m a rc ant e n a de fin içã o do e stá g io at u al d e d ese n v o lvi me n to d a en g en h ar ia. L ist amo s a lgu n s d ele s. 1 6 20 F ra nc is Ba co n pr ec on iz a o m é to do e x p er ime n ta l 1 6 3 7 R en é D es ca rt es p u bl ic a o p ri m ei ro t ra ta d o d a g eom e tr ia a n al ít ic a e fo rm ul a as lei s d a ref ra ç ã o 1 6 4 2 Bl ais e P asc al c o n st ró i a pr ime ira má qu in a de c alc u la r 1 6 6 0 é e st a be le ci da a L ei d e H o ok e, pr in cíp io bá si co p ar a o e st u d o d a R es is tê n ci a d o s Ma ter ia is , ci ên ci a b ás ica d as e n ge n h ari a s. 16 7 4 o c álculo i n fi n it e s im a l, fe rr a ment a b ási ca par a a a n á li s e m at emá ti ca, é in v en ta d o p or N ew to n e L ei bn iz 17 2 9 Steph en Gray des cobr e q ue há co rpo s co n dut o re s e não co n d ut o re s d e e le tri ci da d e 1 7 4 5 E w ald Ju rg en V o n K lei st i n ve nt a o ca p aci to r e lé tr ic o 1 7 52 B e nj am in F ra nkl in i n v en ta o p ára -ra ios 1 7 64 Jame s Wa tt i n ven ta o c on d en sado r, comp o nen te funda ment al p ar a o m ot o r a v ap o r 1 7 6 8 Ga sp ar M o nge c ri a a g eo m et ri a d es cri tiv a 1 77 5 P ie rre S imon in ven ta a t urb ina d 'á g ua 1 7 8 9 A n to in e L au re n t L av o is ie r en u n ci a a le i d a co n se rv aç ão d a m a ss a 1 79 0 L av o is ier pu bli ca a táb u a d o s tr in ta e u m p ri m e ir os ele men tos q u ím ic o s 1 8 0 0 A le ssa n dr o V ol ta c o nst ró i a pr im eir a b ate ri a d e z inc o e ch apas d e co br e 1 8 0 2 Jose p h Ga y L us sa c fo rm ul a a le i da d il ata ção d os gas e s 1 8 0 5 Jos ep h F o u ri er f or m ul a a te o ri a d o d ese n v o lv im en to d as f u nç õ es em sé ri es t ri go n o m ét ri cas 18 1 1 Amedeo
Avogadro formula a hipótese so
b re a co m p osiçã o m o lec u la r d o s g a se s 1 8 14 Ge o rg e S te p h en so n c on str ó i a p rim ei ra lo co mo ti v a 1 8 19 Ha n s D er st edt de sc ob re o e let ro ma g n et is mo 1 8 2 4 S ad i C amot c ri a a te rm o di nâ m ic a N iels on con st rói o p ri m ei ro a lt o -f o rn o M icha el F arada y d esco b re a indu ção e let ro magn étic a C harle s B a b bage inv enta a m áqui n a an a lít ic a a nces tr al do co mput ado r S am u el M ors e i nv en ta o te lég rafo e lé tri co H en ry B e ssem er co n strói o p ri m eiro converso r par a p rod ução do
aço Joseph Monier inv
ent a o p ro ce sso d e c onstr u ção d e c o n c reto re for ça do T h o mas E dison in v enta a lâm p ada e létric a G o ttl ieb D ai m le r e K arl Ben z co ns tro em o p ri m ei ro a u to móv el é co n st ru ída a p ri m ei ra l in ha d e tr an sm is sã o e lét ri ca , e m co rr en te alternada Rudolf Diesel e stu d a , invent a e p aten te ia , e em seg u ida p roduz in dustria lmen te, o seu motor de co mb u stão in terna. E st es s ã o a pe n as al g un s ex em pl o s d a a rra n c ada d ec is iv a da con ju g a ção da ciên c ia à tecnolog ia qu e, a p a rtir da í, c ad a vez mais se complem en tam e en tr el aç am . P o ré m, a te cno lo gia só se fir mar ia com o ati v ida de i m p ort an te n o i n íci o d o s éc ul o 2 0 . INÍ C IO DA ENG EN HA R IA N O B RA SI L E d if íc il e st ab el ece r o i n íc io da a ti v id ade d a eng e n ha ri a no B ra si l, ma s pode m o s a firm ar qu e ela efet iva m en te c om eço u com as prim ei ra s c as as co n st ruíd as p êlo s colo niza d ore s q u e, nat u ra lm en te, h oj e não seriam cl ass ifi cad a s como o b ra s d e en g enh ar ia . Em s egu ida , ai nda de f orm a m ui to ru d im e n tar, vie ram as p rime iras ob ras de d efes a, mu ros e fortin s. M as a en gen haria , tal como n a époc a era en ten d id a, parec e ter e n trad o n o B ras il at ra vé s da s at iv id ad es d os o fi c iai s-en ge n h ei ro s e d o s m es tr es c o n st ru to re s de ed if ic aç õ es c iv is e r el ig io sa s. O d es en v o lv im en to d a en g en h a ri a n o B ra si l m an te v e-se p o r m u it o t em p o at ra sa do . I ss o ac o nte ce u pe lo fa to d e a ec o nom ia s e r ba se ada n a esc rav id ão - qu e re pr e se n ta v a u m a m ã o -d e-o b ra b as ta n te b ar at a -, n ão s end o d o in te re ss e ri a m o na rq ui a a ins ta laç ão de in dú st ri as n a su a col ôn ia . A re fer ên cia m ai s an ti g a c o m r ela çã o a o en si n o d a en g en h ar ia n o B ra si l - con fo rm e c it ado p o r Pe dro C. da S il va T ell es em s eu li v ro Hi stó ria d a En ge nh aria no Br a sil — par ece ter sido a con tra tação do ho la n d ês Migu el T im erma ns, entr e l6 48 e 16 5 0, para aqu i e ns ina r sua arte e c iênc ia. 76 In tro d u çã o à E ng e n h a ri a Elétrica – c o nce ito, fe rr a m e nta s e compo rta me nt o C a pí tu lo 3 Or ig en s da En ge nhar ia
M u it as o utra s inic ia tiv as sem elh an te s for am, co m o t emp o , es cr eve ndo o início da h istória d o en si n o d a en g e n haria no Brasi l, p o rém sem p re d e fo rm a saz o n al o u ai n d a m u ito i n ci p ien te . A prim eir a esco la d e en ge nha ri a pro p ria m ente d ita - a Acad emi a Rea l M il it a r - fo i cr iad a em 4 d e d e zem bro d e 1 8 1 0 p el o p rí n cip e Re ge nte - fut u ro R ei D . J o ão V I -, v in d o a s u b st it u ir a R ea l A ca d em ia d e A rt il h ar ia , F o rt if ic aç õ es e D esen ho, esta ins tal ada em 17 d e d ez em bro d e 1 79 2 . C om o p as sar d o s an o s a A cad em ia Re a l Mi li tar s o fre u v ári a s re fo rma s e tr an sf o rmações. De p ois da In depen dên cia, te v e se u n o m e m u d a d o para A c ade m ia Im p eri al M ili ta r e, m ai s ta rde , p ara A ca d em ia Mi li ta r d a C or te. Em o u tub ro de 182 3 , u m dec ret o permitiu a matríc u la d e alunos c iv is, que não m ai s e ram ob ri ga do s a fa z er p art e d o Ex ér cit o. O utras tr an sforma ções ocorre ram a té que, p e lo d ecre to n ° 2.1 1 6, d e p ri m ei ro d e m ar ç o d e 1 8 5 8 , atr av és d e n o va o rg an iz açã o d as es co la s m il it a re s, a E sc ol a Mil it ar d a Co rte p a ss ou a d e n om in ar-s e E sc o la C en tr al, sen d o e n tã o d es ti n ad a ao en sin o d as Ma te má ti ca s e C iê n ci as F ísi c as e N at u ra is e, t am b ém, d as d o ut ri na s p ró p ri as d a En g enh ar ia C ivi l. Co m e st as m o d ifi caç õ es, o e n sin o m il it ar fi cou a ca rg o d a Esc o la d e A pl ic aç ão do E x é rc it o , agor a de nom in ad a E sc o la M il it ar e d e A p li ca ção d o Exé rc it o , e d a E sco la M il it ar d o R io G ran d e d o S u l. E m 2 5 d e ab ri l de 18 7 4 , at rav és d o d ec ret o n º. 5 .6 0 0 , fo i cr iad a a E sco la P ol it é cn ic a d o R io d e Jan eiro , su ce ss o ra da a nt ig a E sco la C en tral . Ta m b ém no Se g undo I m pério, foi criad a a E scola de M in as d e O uro P re to , em 12 d e o u tu bro de 1 87 6 . A ind a no s é cul o 1 9, m ais ci nc o es c o las d e enge n haria fo ra m im pl antad as: e m 1893 , a Poli técnic a d e S ão P au lo ; em 1 8 9 6 , a P ol it éc n ic a d o M a ck en zi e C o ll eg e e a E sc o la d e En g en h ar ia d o R ec if e; e m 1 8 97, a Pol ité cni c a da B a h ia e a E sc ola de E n gen hari a d e Port o Al e g re . A té 1946 já exi st ia m 15 in stituições d e en sino d e e n g e n haria e, d e lá p a ra cá , muitas outr as foram implant adas n o país , o que repre sen ta, hoj e, alg u m as c en ten as d e cu rsos . E in te res sa nt e bu sc ar n o s sit e s d o M ini st ér io d a E du ca çã o d o B ras il a li st ag em d es tes cu rso s, q u an do fo r n ec essá ri o . N ossa viag em termin a aqui. Que tal novas leituras p ar a saber dos in c o n tá vei s fe it os d a n os sa p ro fis são a pa rti r do s écu lo 2 0 a té os di a s atu ais? O d esaf io é seu . A im po rt ância de co n hecer a ev olu ção d a p ro fi ss ão q ue est am o s a b ra ça n d o é s em p re mui to s au d áve l. A s q ue st õ es co lo cad as a o fi na l d o cap ítulo podem ser im por tan tes ne st a emp reita da. É b o m lemb rar m os q u e o ato de a p r e n d e r é m u it o mais u m a q u e s tã o de o p ç ão q u e o b rig ato ried ade. Po rta n to, m ãos à o b ra! Pes qui se , em livr os o u via in tern et , a ce rc a do a par ecim en to e d a e vo luçã o d e a lg u m p ro d uto té cni co , co mo a lâ m p a da e lé tri ca , o au tom ó v el, a in d u str iali zaç ã o de a lim en to s, os sis tem a s de co le ta e de t rat a m en to de e sg oto s, a pro d uçã o d e p ape l o u o uso do pl á stico . Pr o va ve lm e n te u m de st es assu n tos lhe d es p erto u m a ior in ter e ss e. Pr e pare e m inistr e, par a o s seu s c ol e g as , u ma p a lest ra so b re es te a s sun to . Re v en d o o te x to de s te li vr o, j u lg a mo s q u e al gu n s as p e c to s d a hi s tó ria d a e ng e nh a ri a no B ras il p o de ri am t e r si d o me lh o r ex p lo rad os . N u m a te n ta ti va d e pr ee nc h e r e sta s lacu n as , ela b or e u ma p e s qui s a bi b lio gr á fic a, b u sc an do com p le me nt a r e s ta h is tó ri a . Ta lv ez fo sse de sn e c e ss ári o re pe tir , m as e ss a a tiv id a d e d e v e ria s e r f e ita a tr a vé s d e um d oc um en to e sc ri to ! L is te a s ci n co ino vaç ões te cno ló g ic a s que vo cê co ns id era t erem p rovoca do o s m aior e s e feit os pa ra o d e se n vo lv im e n to d a civ ili z aç ão hu ma na. Ju sti fi que a in cl u sã o d e ca da um de s tes it ens n a li sta . C o nhe cer a h istória d o su rg im ent o das es cola s d e e n genh a ria no Brasil . p a re ce uma impor tant e ta ref a para q u e m te m cu rio sid ade p e las raí z e s do con h ecime n to científico/tecno lóg ic o d o pa ís. Na t e n ta ti v a de con trib ui r p ar a est e r esg a te , fa ça um l ev a nt a m en to h ist óri co d a su a e s cola d e e n g e n h ar ia . Par a i ss o, con su lt e arqu iv o s, p ub lica çõ es, pr ofe ssor es, fu nci on á rio s e ex -al uno s da i n s ti tuiçã o. Um do s m a rco s d a ap lic aç ão d a e ng en h a ria n o d e se n vo lvi me n to i n d us tria l d a hu ma n id a d e f o i a u tiliz açã o da m áq u in a a va p o r. Fa ç a um a p e s q u is a , tã o pr o fun d a qu a n to p o s sí ve l, e e lab o re u m d oc um en to m os tr a n d o a s da ta s , a s p esso a s en vo lvi das e os fe n ô meno s fí sico s r ela tivo s a e ste p ro cesso . V oc ê p od e, ta m b ém , u s a r es te m e sm o p ro c ed im en to p ar a o u tro s fa to s m a rc a n te s d a e v o luç ão d a e n g en ha ria qu e e st ão li st a d o s ne s te li vr o te x to . De p o is d e u m a l e it ur a at en ta , p roc ure e s ta be le c er n o m ín im o de z a tivi da d es qu e c om p le me nt e m o a p re n di z ad o d e s te c ap ít u lo. At ra vé s d e pe s q ui sa s em b ibli o te ca s e n a in te rn e t, se le ci o n e ao m en o s cin co li vr os q u e , n a s ua o p in ião , p os s am ap rof un d a r a s q u e st õ e s t ra tad as n e ste ca p ítu lo . D is cu ta co m c o leg a s ou c o m pro fe ssore s a p e rti n ênci a d a sua pr o p osta. 78 79 In tro d uç ã o à En gen h ar ia Elétrica – co nce ito, fe rrame n ta s e c o mp o rt am e n to C a pí tu lo 3 - Or ige ns d a Eng e n haria
