Máquina a vapor de Watt

Contexto histórico

A máquina atmosférica de Newcomen já esgotava água de minas inglesas desde 1712, mas desperdiçava calor ao resfriar e aquecer o mesmo cilindro a cada ciclo. Watt, instrumentista da Universidade de Glasgow, percebeu o desperdício ao consertar um modelo de demonstração. A solução foi separar a condensação: o cilindro permanecia quente enquanto o vapor se condensava noutro recipiente.

Entre 1769 e 1776, em parceria com Matthew Boulton, o motor saiu do laboratório e entrou nas minas de Soho e da Cornualha. O movimento rotativo, obtido depois com o mecanismo sol-e-planeta, permitiu acionar máquinas de fábrica, não só bombas. A unidade cavalo-vapor nasceu como argumento de venda. Pela primeira vez a indústria podia se instalar longe de rios e quedas d'água.

Como funciona

Água ferve na caldeira e o vapor ocupa um volume muito maior. Admitido no cilindro, empurra o pistão; em seguida é conduzido ao condensador, onde um jato frio o liquefaz e cria vácuo que ajuda o retorno. Como o cilindro não precisa ser resfriado a cada golpe, o consumo de carvão cai de forma dramática. Bielas convertem o vaivém em rotação, e o regulador centrífugo fecha a admissão quando a máquina acelera demais — um dos primeiros controles automáticos da engenharia.

Impacto na sociedade

Fábricas deixaram a margem dos rios e migraram para perto de carvão, mão de obra e mercados. Cidades industriais cresceram em torno de chaminés, e o relógio da oficina passou a mandar no dia. Locomotivas e navios a vapor, já no século XIX, libertaram o transporte da força animal e do vento, encolhendo distâncias comerciais.

O salto de energia por trabalhador foi de ordem de grandeza. Toda a economia que queima combustível para obter trabalho — com ganhos imensos de produtividade e com o custo climático que veio depois — começa nesse cilindro. Sem Watt, a Revolução Industrial teria permanecido amarrada à geografia da água.

Curiosidade

Watt criou a unidade cavalo-vapor para comparar sua máquina ao número de cavalos que ela substituía nas minas. A de Newcomen tinha eficiência inferior a um por cento, mas era viável porque queimava carvão de baixa qualidade que a mina não vendia.