ENGENHARIA: PERSPECTIVAS HISTÓRICAS Cap. “2”

Andressa Pereira Machado Leandro Gonçalves Rosa

Maurício Roberto Pagliarini Filho

• Nos processos de criação, aperfeiçoamento e implementação, a engenharia

conjuga os vários conhecimentos especializados no sentido de viabilizar as utilidades, tendo em conta a sociedade, a técnica, a economia e o meio ambiente.

• Engenharia é a ciência e a profissão de adquirir e de aplicar os conhecimentos matemáticos, técnicos e científicos na criação, aperfeiçoamento e implementação de utilidades, tais como materiais, estruturas, máquinas, aparelhos, sistemas ou processos, que realizem uma determinada função ou objetivo. O termo "engenharia" em si tem uma etimologia muito recente, derivando da palavra "engenheiro", que apareceu na língua portuguesa no início do século XVI e que se referia a alguém que construía ou operava um engenho. Antigamente, o termo "engenho" referia-se apenas a uma máquina de guerra como uma catapulta ou uma torre de assalto. A palavra "engenho", em si, tem uma origem ainda mais antiga, vindo do latim "ingenium" que significa "génio" ou seja uma qualidade natural, especialmente mental, portanto uma invenção inteligente.

O surgimento das primeiras ferramentas • Os registros indicam que as primeiras ferramentas foram desenvolvidas 1.750.000

anos atrás em uma sociedade pré-humana de homo sapiens, devido sua necessidade de alimentação baseada em carne, começaram a desenvolver instrumentos como a pedra lascada e estacas para facilitar o corte.

• Cerca de 600.000 anos atrás é descoberto o fogo que possibilita a dispersão da raça humana pelo globo em locais mais inóspitos ,causando por consequência a interação entre diferente comunidades, que agora ao tornarem-se sedentárias iniciam os primeiros projetos de construção civil como suas moradias rudimentares e estruturas de madeira para suplementação na agricultura, caça e armazenamento .

• Em Tell es-Sultan (Jericó) alguns registros do desenvolvimento das primeiras construções de tijolos

• (8.000 A.C.) sobreviveram até a nossa época juntamente com o que mais tarde seria uma das mais importantes ferramentas inventadas (4.000 A.C.) a roda.

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Idade do Bronze

• O cobre, o primeiro metal a ser aproveitado, foi aplicado inicialmente na elaboração de objetos para ornamentos, mas logo foi utilizado para fabricação de armas e ferramentas. O ferro passou a ser explorado no oriente próximo por volta de 1.500 A.C. e só foi amplamente divulgado depois do ano 1.000 A.C. Mais ou menos no mesmo período, a arquitetura foi enriquecida com novas técnicas, deu-se a invenção e a construção das primeiras máquinas simples. Essas novas invenções colaboraram para que se promovesse a transformação das antigas sociedades rurais patriarcais em cidades governadas, com regras de convivência política mais elaboradas, com a construção de templos, aquedutos, estradas e palácios.

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As primeiras Civilizações

• Dentre as primeiras civilizações propriamente ditas a Suméria(3.500 A.C.) presenteia o mundo com o sistema de irrigação adotado posteriormente pelo Egito que então desenvolve a construção de barcos de junco, trabalho na pedra dura, molde do cobre e a criação de gado para tração, dentre as construções destacam-se as pirâmides onde Imhotep (Chanceler real) é reconhecido como primeiro engenheiro da história, vindo a contribuir com a utilização das colunas na arquitetura.

• Alguns registros das grandes obras dos antigos engenheiros e de sua capacidade frente à sua época são: O Farol de Alexandria, as Pirâmides do Egito, os Jardins Suspensos da Babilónia, a Acrópole de Atenas, o Parténon, os antigos aquedutos romanos, a Via Ápia, o Coliseu de Roma, Teotihuacán e as cidades e pirâmides dos antigos Maias, Incas e Astecas, a Grande Muralha da China.

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• Egito: O s egípcios inventaram e usaram muitas máquinas simples, como a rampa e a alavanca, para auxiliar os seus processos da construção. O suporte de escrita egípcio, feito do papiro, e a cerâmica, foram produzidos e exportados para toda a bacia do Mediterrâneo. A roda, contudo, só chegou quando invasores estrangeiros introduziram a quadriga.

• Roma: Devido a Roma se localizar numa península vulcânica, com areia que continha grãos cristalinos adequados, o betão que os romanos inventaram era particularmente durável. Alguns dos seus edifícios duraram 2.000 anos. Os romanos percebiam de hidráulica e construíram fontes e chafarizes que se tornaram a imagem de marca da sua civilização. O império romano chegou a dominar todo o mundo mediterrâneo por volta de 50 A.C., e para tornar as cidades conquistadas mais confortáveis, os romanos construíram estradas, arenas de jogos, casas de banho, esgotos, aquedutos e cisternas de água potável. Os arquitetos foram os primeiros a se livrarem da necessidade de se apoiar grandes vãos de telhados em fileiras de pilares, inventando o teto em forma de abóbada.

• Índia: A civilização do Vale do Indo, bem situada e com muitos recursos, constituía uma lição de sanidade e planejamento urbanos. Aqui se encontram dos primeiros exemplos de esgotos fechados', de banhos, de celeiros públicos etc.

• As técnicas de construção e arquitetura indianas, compreendidas nos 'Vaastu Shastra", incluíam detalhes e plantas baseados em princípios científicos como a resistência dos materiais, a altura ideal da construção, a presença de fontes de água adequadas e a luz que preserva a higiene. É uma das primeiras ciências da construção a ser assim tão completa.

• Utilizaram o uso da "matemática prática", e assim, manufaturavam tijolos cujas dimensões eram proporcionais a 4:2:1, pois era considerada favorável a estabilidade da estrutura de tijolos. Eles usaram um sistema padronizado de pesos baseado nas proporções: 1/20, 1/10, 1/5, 1/2, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, e 500, com a unidade de peso equivalendo a 28 gramas. Eles produziram em massa pesos em formas geométricas regulares, que incluíam hexaedro, barris, cones, e cilindros, e assim demonstrando conhecimento de geometria básica.

• China:De acordo com o filósofo inglês Francis Bacon, escrevendo em Novum Organum: "Impressão, pólvora e bússola: esses três mudaram todo o estado das coisas através do mundo: o primeiro na literatura, o segundo na guerra, e o terceiro na navegação; e ainda assim receberam inúmeras modificações, tanto que nenhum império, nenhum setor, nenhuma estrela parece ter exercido maior poder e influência nos assuntos humanos que essas descobertas mecânicas.” Os principais contributos tecnológicos da China incluem os fósforos, papel, o ferro fundido, o arado de ferro, o carro de mão, a bússola, a besta e a pólvora.

• Portugal:Nos séculos XV e XVI, a engenharia naval emerge em Portugal. Os novos tipos de navios então desenvolvidos - como a caravela, a nau redonda e o galeão - irão ser fundamentais nos grandes descobrimentos marítimos.

• Grécia:Os antigos gregos desenvolveram máquinas tanto no domínio civil como no militar. A Máquina de Antikythera (o primeiro computador mecânico conhecido) e as invenções mecânicas de Arquimedes são exemplos da primitiva engenharia mecânica. Estas invenções requereram um conhecimento sofisticado de engrenagens diferenciais e planetárias, dois princípios-chave na teoria das máquinas que ajudou a projetar as embraiagens empregues na Revolução Industrial e que ainda são amplamente utilizadas na atualidade, em diversos campos como a robótica e a engenharia automóvel.

• Durante a idade média, considerada a idade das trevas, o conhecimento ficou restrito ao círculo da Igreja e apresentou pequenos progressos. Neste período, as maiores contribuições foram nas áreas do aprimoramento da tração animal. Outro avanço ocorreu na construção civil, pois nesse período foram edificadas surpreendentes obras, que exigiram alta habilidade tanto de engenharia quanto de escultura em pedra, vistas até hoje nas igrejas paroquiais das ricas regiões italianas e inglesas.

• Revolução científica caracteriza-se pelo período que começou no século XV e prolongou-se até o fim do século XVI. A partir desse período, a Ciência, que até então estava atrelada à Filosofia, separa-se desta e passa a ser um conhecimento mais estruturado e prático. As causas principais da revolução podem ser resumidas em: renascimento cultural, a reforma protestante e o hermetismo.

• Eventos marcantes da revolução científica, no início do século XVI, foram a publicação das obras De revolutionibus orbium coelestium ("Das revoluções das esferas celestes") por Nicolau Copérnico e De Humani Corporis Fabrica ("Da Organização do Corpo Humano") por Andreas Vesalius. A publicação do Diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo, por Galileu Galilei e o enunciado das Leis de Kepler impulsionaram decisivamente a revolução científica.

• A partir dessas mudanças na forma de descobrir a ciência e que surgiram pessoas como William Gilbert que é considerado o primeiro engenheiro eletrotécnico, devido à publicação da obra De Magnete em 1600, o qual foi o criador do termo "eletricidade". A primeira máquina a vapor foi construída em 1698 por Thomas Savery, que assim é considerado o primeiro engenheiro mecânico moderno. O desenvolvimento deste aparelho deu origem à Revolução Industrial nas décadas seguintes, permitindo o início da produção em massa.

SURGIMENTO DA ENGENHARIA MODERNA

Durante a evolução da diversidade técnica, surgiram os especialistas na solução de problemas. Estes especialistas inicialmente não se preocupavam com os fundamentos teóricos; ocupavam-se em construir dispositivos, estruturas, processos e instrumentos com base em experiências passadas. Com a expansão dos conhecimentos científicos e sua aplicação a problemas práticos, surge o engenheiro. Aos poucos a engenharia foi se estruturando, graças ao desenvolvimento: da matemática; da explicação dos fenômenos físicos; dos experimentos realizados; da prática de campo; e da sistematização de cursos formais.

Século XVIII - Houve um conjunto sistemático e ordenado de doutrinas, que gerou a nova engenharia. Essa sistematização estabeleceu um marco divisório entre a engenharia do passado e engenharia moderna. A engenharia do passado foi àquela caracterizada pelos grandes esforços do homem no sentido de criar e aperfeiçoar artefatos que aproveitassem os recursos naturais. A característica básica dos primeiros engenheiros foi o empirismo. A engenharia moderna é aquela que se caracteriza por uma forte aplicação de conhecimentos científicos à solução de problemas. Ela pode se dedicar a problemas semelhantes ao do passado, porém voltados à aplicação de conhecimentos científicos. Ou seja, não mais apenas a preocupação com os aspectos construtivos e o seu funcionamento, mas, principalmente, a aplicação das leis envolvidas.

MARCOS HISTÓRICOS IMPORTANTES

A tecnologia, tal como hoje é entendida, só apareceu há cerca de quatrocentos anos, mas tomou corpo apenas com a Revolução Industrial, quando se notou que tudo o que era construído pelos homens podia sê-lo usando os princípios básicos das ciências. Um dos precursores dessa era foi Leonardo da Vinci (1452-1519), que reunia o saber teórico ao prático, alguns dos seus projetos são a máquina de escavação e a besta gigante.

A partir dos séculos XVI e XVII, começam a aparecer mais consistentemente conhecimentos que dão impulso ao nascimento da ciência moderna. Galileu Galilei foi um dos principais iniciadores da mentalidade científica moderna. Em 1590, o físico Galileu, disposto a por à prova alguns ensinamentos de Aristóteles, teria convidado membros da Universidade de Pisa para assistir a uma experiência: a queda livre simultânea de dois corpos de pesos diferentes.

Galileu foi um exímio pesquisador, que teorizava e experimentava, corroborando o método cartesiano. Estudou, por exemplo, problemas de levantamento de pesos, inventou o termômetro, investigou as leis de gravitação e oscilação e pôs à prova antigos ensinamentos aristotélicos. O início da aplicação dos conhecimentos científicos à engenharia foi repleto de fracassos, como: os esforços malogrados de Leibniz na instalação de bombas movidas por

moinhos de vento, para controlar águas de minas; fracasso de Huyghens no desenvolvimento de um motor eficiente de

explosão a pólvora; a incapacidade de três matemáticos de renome, em 1742, nomeados pelo

Papa, para descobrir as causas dos sinais de colapso apresentados no domo da basílica de São Pedro.

Acontecimentos pitorescos também marcaram a fase inicial da moderna engenharia, como: em 1778, Frederico, o Grande, numa carta a Voltaire, ridicularizava Euler

por não ser capaz de projetar, por meios matemáticos, fontes para o seu jardim;

os resultados do trabalho de Galileu, publicado em 1638, cuja distribuição de tensões proposta estava equivocada.

Contudo, uma infinidade de aplicações bem-sucedidas de teorias científicas a problemas práticos garantiu a afirmação da engenharia moderna. Outro grande avanço no processo de industrialização foi a utilização do motor elétrico como fonte de energia, que substituiu os complicados sistemas de aproveitamento da energia diretamente da natureza.

A ENGENHARIA NASCE COMO PROFISSÃO OFICIAL

Segundo historiadores, o primeiro emprego, do termo engenheiro foi feito na Itália. Oficialmente, esta designação apareceu pela primeira vez numa ordem régia de Carlos V (1337-1380), da França, mas apenas no século 18 é que começou a ser utilizada para identificar aqueles que faziam técnicas com base em princípios científicos. Antes disso, este termo designava aqueles que se dedicavam ao invento e à aplicação de engenhos. O primeiro título de engenheiro foi usado pelo inglês John Smeaton (1724-1792), que teria se autointitulado engenheiro civil. Inicialmente esta designação serviu em muitos países para definir toda a engenharia que não se ocupava de serviços públicos ou do Estado; em outros países compreendia toda a engenharia com exceção da militar.

Especialista em construções de portos e projetos de drenagens, seu principal projeto de engenharia foi o Eddystone Lighthouse, onde reinventou o cimento hidráulico. Aperfeiçoou o sino de mergulho com fundamentos modernos, que idealizou renovar o ar em seu interior por meio de uma bomba pneumática.

Escolas Percursoras de Engenharia

Siméon Denis Poisson Claude Louis Navier Gustave Gaspard Coriolis (1781-1840) (1785-1836) (1792-1843) Jean Victor Poncelet Gaspar Monge (1788-1867) (1746-1818)

École Polytechnique - 1794

Desenvolvimento Técnico em Áreas

École des Ponts et Chaussées (1747)

École des Mines (1778)

Conservatoire dês Arts et Métiers (1794)

Desenvolvimento da Engenharia

Eidgenossische Technische Hochschule (1854)

Primeira Escola de Engenharia nos EUA

West Point – 1794

Importantes Escolas Técnicas nos EUA

Massachusetts Institute of Technology (1865)

Carnegie Institute of Technology (1905)

California Institute of Technology (1919)

Fatos Marcantes da Ciência e da Tecnologia

1642: Blaise Pascal constrói a primeira máquina de calcular.

1729: Stephen Gray descobre que há corpos condutores e não

condutores de eletricidade

1745: Ewald Jurgen Von Kleist inventa o capacitor elétrico

1752: Benjamin Franklin inventa o pára-raios

1819: Hans Derstedt descobre o eletromagnetismo

1824: Sadi Camot cria a termodinâmica

1837: Samuel Morse inventa o telégrafo elétrico

1878: Thomas Edison inventa a lâmpada elétrica

1891: É construída a primeira linha de transmissão elétrica, em corrente

alternada

Engenharia no Brasil

Desenvolvimento

Academia Real de Fortificação, Artilharia e Desenho - 1792

Academia Real Militar - 1810

Escola Politécnica / UFRJ