A primeira referência à máquina a vapor é encontrada no período helenístico com as obras de Hero de Alexandria. Fala-se então de experimentos para aproveitar a expansão do vapor.
Era uma esfera metálica oca cheia de água, com os braços tangentes ao furo de saída: quando a água é aquecida, ela vaporiza e o vapor d'água sai pelos furos, através da rotação da própria bola.
Quem inventou a máquina a vapor ?
Não é possível determinar o inventor da máquina a vapor, nem uma data exata para sua criação, pois sua evolução foi um processo longo e gradual. Ao longo da história, vários inventores contribuíram com melhorias e adaptações para atender às necessidades sociais, econômicas e políticas de cada época.
No entanto, um marco importante em seu desenvolvimento foi a máquina de Thomas Newcomen em 1712 , considerada a primeira máquina a vapor prática. Mais tarde, James Watt , em 1769, introduziu melhorias importantes, como o condensador separado, que permitiu um uso mais eficiente de energia e fez de seu projeto a força motriz da Revolução Industrial.
Primeiras experiências com a máquina a vapor
No início do século XVII, os experimentos de Giovanni Battista della Porta conseguiram usar a energia a vapor como força motriz.
O engenheiro Salomon de Caus também realizou experimentos com máquinas a vapor semelhantes aos de Della Porta. Em 1615, Alomon Caus publicou um tratado sobre seu sistema contendo uma bomba de vapor.
Em tempos mais recentes, as primeiras aplicações do vapor podem ser rastreadas até os experimentos de Denis Papin e sua panela de pressão em 1679. Este experimento abriu caminho para o desenvolvimento do uso do vapor.
Origem da primeira máquina a vapor
Experimentos subsequentes usando vapor ocorreram no início do século XVIII, especialmente para bombear água de minas.
A água era bombeada usando o sistema idealizado em 1698 por Thomas Savery, usando o vácuo criado pela condensação do vapor introduzido em um recipiente.
Com este experimento, a água foi elevada a uma altura de aproximadamente 10 m. Além disso, graças à invenção do sistema cilindro-pistão, foi possível converter a energia do vapor em movimento mecânico.
Máquina a vapor de Newcomen
O primeiro exemplo de aplicação industrial desse conceito é a máquina a vapor de Thomas Newcomen, de 1705. A máquina de Newcomen era grande, mas não muito potente nem cara. Ele só conseguia fazer um movimento de vai e vem. Por esse motivo, ele é usado para extrair água de minas.
No início, a máquina a vapor funcionava à pressão atmosférica, o que gerava uma potência muito baixa e os motores tinham que ser enormes. Para instalação em veículos autopropelidos, foi necessário um projeto de motor a vapor menor e mais leve para a mesma potência.
Aparecimento de máquinas a vapor de alta pressão
Esse problema levou à criação de máquinas a vapor de alta pressão. Em motores a vapor de alta pressão, a pressão aumenta dentro da caldeira.
Esse objetivo foi alcançado mais tarde com a invenção do capacitor externo. No condensador externo, a distribuição das gavetas e do mecanismo de manivela-biela permitiu que o movimento linear fosse convertido em movimento rotacional.
Essa característica levou ao uso geral em transporte e indústria. Os méritos deste evento são atribuídos ao engenheiro escocês James Watt em 1765.
A invenção de Watt teve várias vantagens:
- Menor custo
- Dimensões menores
- Menor consumo de energia
- Maior poder.
A máquina a vapor na indústria
A máquina a vapor permitiu uma potência maior do que a que poderia ser obtida com os recursos disponíveis até então. Essa evolução desempenhou um papel fundamental na revolução industrial.
O desenvolvimento da máquina a vapor facilitou a extração e o transporte de carvão. A redução dos custos de mineração de carvão contribui para diminuir os custos de utilização da máquina a vapor. A segunda aplicação da máquina a vapor foi para acionar foles em fundições em 1776, enquanto em 1787 ela também foi usada para fiar tecidos de algodão.