Introdução
Thomas Alva Edison, que desenvolveu a primeira
lâmpada elétrica em seu laboratório em West Orange,
New Jersey, nesta foto sem data.
Ele criou a base da industrialização: em alguns anos, o motor
a vapor patenteado por Watt em 1769, se transformou no equipamento mais importante
para o trabalho em fábricas e minas. Ele foi seguido pela lâmpada
incandescente, o telefone e em 1876, o motor de ciclo de quatro tempos que revolucionou
o transporte. Cerca de cem anos depois, o microchip foi inventado, sem o qual
e era digital não seria possível.
Um motor Baldwin a vapor de 1916
Motor a vapor, motor da industrialização
O motor a vapor criou a base para a industrialização. Em apenas
alguns anos ele se tornou a força de trabalho nas fábricas e minas.
Um dos primeiros motores de pistão foi desenvolvido pelo físico
francês Denis Papin em 1690. Esta pequena invenção consistia
de um cilindro que ao mesmo tempo servia como um boiler, movido principalmente
a ar, em vez de pressão a vapor. No final do século XVII, engenheiros
como o Marquês de Worcester e Thomas Savery também construíram
alguns dos primeiros motores a vapor. O motor de Savery foi usado como bomba
para drenar água dos túneis de minas.
Em 1705 o inglês Thomas Newsomen desenvolveu os primeiros motores a vapor
realmente eficazes com um boiler a vapor, cilindro e pistão. Neste chamado
motor de viga, uma grande viga balançava para cima e para baixo, transferindo
a energia do pistão que movia dentro do cilindro. Quando o pistão
se levantava, o vapor entrava no cilindro e condensava; a pressão do
ar forçava o pistão a descer novamente.
O engenheiro escocês James Watt aprimorou a construção
de Newcomen que não tinha um custo efetivo devido à perda de calor.
Ele então foi considerado o pai do motor a vapor moderno. O primeiro
avanço importante de sua autoria foi a construção de um
motor com um espaço separado para condensar o vapor. Essa construção,
que foi patenteada em 1769, melhorou a eficiência consideravelmente. A
perda de vapor resultante do aquecimento e esfriamento do cilindro foi praticamente
eliminada com este motor.
O uso de água a vapor em vez de pressão de ar nos motores de
Watt também fez uma diferença fundamental. Mais tarde, Watt inventou
um procedimento onde o pistão se movia para frente e para trás
em um motor podendo mover um volante giratório. Ele alcançou isto
primeiro com um sistema de roda dentada e mais tarde com um virabrequim. Watt
ainda equipou seus motores com válvulas de estrangulamento para regular
a velocidade. Ele atingiu uma velocidade constante de operação
com a ajuda de governadores.
No início do século XIX, o engenheiro britânico, Richard
Trevithick, e inventor americano Oliver Evans construíram o primeiro
motor a vapor de alta pressão. Trevithick usou seu modelo para dar potência
a primeira locomotiva a vapor do mundo.
A Lâmpada incandescente de Thomas Edison, a primeira lâmpada
prática,
foi desenvolvida em 1879. Edison usou bambu carbonizado
para o filamento.
A lâmpada incandescente, e lá estava a luz!
Vários inventores tiveram a idéia de criar uma luz com fios iluminados
relativamente cedo. Experimentos com fios de platina e pedaços de carvão,
que eram feitos para iluminar com o auxílio da eletricidade já
estavam sendo produzidos em 1830 e 1840. Em parte, lâmpadas de vidro evacuadas
já estavam sendo usadas nesta época para evitar oxidação.
Entretanto, a platina queimava rapidamente e as bombas de vácuo não
eram capazes de criar uma aspiração suficiente. O fornecimento
de eletricidade também era um problema já que somente as pilhas
estavam disponíveis naquele tempo. Em 1866, Werner von Siemens descobriu
o princípio do dínamo e construiu máquinas que forneciam
eletricidade constante.
Em 1854, o mecânico alemão Heinrich Goebel construiu a primeira
lâmpada capaz queimar por um período sustentável de tempo.
Ele usou fios de bambu carbonizados como filamento e esvaziou a lâmpada
de vidro enchendo-a com mercúrio permitindo que este saísse e
detonasse o fechamento da lâmpada. O americano Thomas Alva Edison desenvolveu
a primeira lâmpada de luz incandescente de sucesso comercial em 1879,
uma lâmpada de carbono que entrou em produção de massa.
Ele também forneceu os acessórios necessários como interruptores,
distribuidores e dínamos. Como a publicidade já era importante
naquela época, Edison mostrou uma instalação admirável
de sua lâmpada para milhares de pessoas na Paris Electrical Exhibition,
em 1881.
Em 1900, o primeiro filamento foi desenvolvido de metal ósmio. Este
tipo de lâmpada consumia metade da energia de uma lâmpada de fio
de carbono produzindo a mesma quantidade de luz. Em 1903, a primeira lâmpada
elétrica com um filamento tântalo foi desenvolvida em Berlim e
logo depois filamentos feitos de tugstênio, o metal com o nível
mais alto de derretimento, foram testados. A lâmpada de tugstênio
consumia apenas um terço da potência necessária para uma
lâmpada de fio de carbono alcançar a mesma iluminação,
o material havia sido encontrado e é usado até hoje.
Alexander Graham Bell (centro) reunido com E. McIntyre (esquerda) e
Thomas Brooks, em 1906, em Brantford, Ontário, Canadá. Bell e
estes homens ligaram uma linha entre a casa de Bell em Brantford e
Paris, Ontario, criando a primeira linha telefônica de longa distância.
O telefone, uma invenção que fez barulho
“O cavalo não come salada de pepino” foram as primeiras
palavras que o professor alemão e físico Johann Phillip Reis falou
no seu telefone em 1861. Ele escolheu esta curiosa frase para ter certeza de
que cada palavra fosse entendida sem que o ouvinte pudesse tentar adivinhar
o significado da sentença. O seu aparelho telefônico era capaz
de converter sons em corrente elétrica e reproduzi-los em outro lugar.
Mas o inventor certamente estava à frente de seu tempo: sua invenção
foi considerada uma loucura.
Em 1872, mais de dez anos depois, o inventor escocês e professor Alexandre
Graham Bell construiu um telefone eletromagnético em Boston através
do qual a fala poderia ser transmitida em longas distâncias. Seu trabalho
com surdos o inspirou a investigar a criação física do
som. Em 10 de março de 1876, Bell apresentou a sua Caixa de Telefone
para o público fazendo um teste em uma linha de distância de oito
quilômetros. O princípio básico de operação
do equipamento ainda é aplicado nos equipamentos de hoje em dia. Uma
membrana fina de aço absorve as ondas de som das palavras faladas e vibra
de uma forma que corresponde exatamente à modulação destas
ondas. A membrana transforma o padrão das ondas de som em vibrações
analógicas de uma corrente, cuja intensidade, em troca, flutua de acordo
com a modulação original. No receptor, os impulsos elétricos
são pegos por um eletromagnético que faz com que a membrana vibre,
emitindo ondas de som que são ouvidas pela pessoa do outro lado da linha.
Em 1877, Thomas Alva Edison conseguiu fazer com que as chamadas de telefone
fossem feitas entre longas distâncias criando impulsos elétricos
mais fortes. Ele também desenvolveu um microfone e uma caixa de som separada.
Se o receptor fosse pendurado no gancho providenciado, a conexão seria
cortada. Daí adiante, o sistema só melhorou: a invenção
do microfone de carbono em 1878 melhorou bastante a qualidade de transmissão.
Em 1884, a primeira linha de longa distância foi estabelecida em Nova
York e Boston e em 1900 já havia telefone automático praticamente
no mundo todo. Em 1956, foi instalado o cabo de comunicação transatlântico,
debaixo d’água entre a Escócia e Newfoundland, e em 1972
nós vimos a criação do vídeo-telefone.
Sempre e em todo lugar, comunicação sem fio e sem limite.
O telefone se tornou portátil em 20 de fevereiro de 1942. Neste dia,
o Americano Donald M. Mitchell pediu a patente para o seu telefone móvel
“Rádio de transmissão e recebimento portátil”.
O equipamento transmitia usando pequenas ondas; tinha um alcance limitado e
pesava cerca de 2,5 quilos. Trinta e cinco anos se passaram até que os
telefones móveis pudessem ser usados pelo público em geral. Em
1983 a Motorola apresentou o seu primeiro telefone móvel comercial do
mundo, o “Dyna TAC 8000X”.
Esta foto mostra Charles E. Duryea. Aqui ele experimenta um novo
tipo de motor, em 11 de agosto de 1931, com o qual ele previu a
revolução de toda a indústria automobilística. Ele
está desenvolvendo
um motor de ignição própria que irá acabar com a
necessidade da
ignição elétrica atual.
Uma máquina de potência compacta, o motor de combustão
Em 1876, uma idéia técnica impressionante virou realidade: o
engenheiro alemão Nicolaus August Otto construiu o primeiro motor com
ciclo de quatro-tempos. O princípio da “indução,
compressão, ignição e exaustão”, aplicado
na sua máquina de força de combustão continua sendo aplicado,
sem ter sido modificado na fabricação de motores atuais.
O primeiro motor de combustão funcional já havia sido construído
pelo belga Etienne Lenoir em 1859. O motor a gás que era parecido com
um motor a vapor horizontal, trabalhava com uma mistura de gás iluminado
e ar. O movimento do pistão sugava a mistura de gás para o cilindro
onde ele era aceso com uma faísca elétrica. A explosão
movia o pistão para trás. No caminho, os gases de combustão
eram expulsos enquanto que do outro lado do pistão, a indução
e o processo de trabalho era repetido.
Em 1867, Nicolaus August Otto desenvolveu um motor melhor, o chamado motor
atmosférico livre de pistão. O motor foi premiado com a medalha
de ouro na Feira Mundial de Paris em 1867 apesar de fazer barulho enquanto operava.
O fato de que sua consumação de combustível era cerca de
60% mais favorável do que os motores produzidos por outros fabricantes
foi decisivo.
Na primavera de 1876 o “motor Otto” foi criado. Este era um motor
a gás de quatro-tempos com carga compressa que inicialmente era movido
com a ajuda de uma chama de gás como uma fonte externa de ignição.
Logo após o fim do movimento do pistão durante a fase de compressão,
a chama era introduzida no cilindro onde ela acendia a mistura de combustível
e ar, sendo possível apenas a utilização de combustíveis
gasosos.
O princípio básico era e continua sendo simples: o combustível
é sugado, compresso e então entra em combustão. No quarto
tempo, os gases de combustão são expelidos.
Em pouco tempo o novo motor de Otto foi desenvolvido por Mayback ficando pronto
para produção em série, sendo introduzido no mercado em
1876 sob o nome de “Deutzer A-motor” com um motor de aproximadamente
3 cavalo-vapor. No início do ano seguinte, a potência do motor
pôde ser elevada em 5 cavalo-vapor.
Em 1883, Otto finalmente construiu um motor que também usava petróleo.
Karl Benz aperfeiçoou o motor com ciclo de quatro tempos e apresentou
o primeiro automóvel em 1886.
Jim Kahle, Diretor de Tecnologia da IBM para Tecnologia Celular,
segura um novo chip de tecnologia celular, um microprocessador que
dará energia para a próxima geração do videogame
Playstation.
O microchip, o pequeno chip com grande capacidade
Sem microships não haveria calculadoras, PCs e notebooks. Os chips wafer,
também chamados de circuitos integrados, armazenam um infinito de informação.
Os microchips são feitos de silicone e sua produção exige
muito tempo. Para criar os atuais condutores, técnicas diferentes são
utilizadas para sobrepor materiais estranhos como o alumínio ou cobre
na superfície de silicone.
Cada partícula de poeira conta: afinal qualquer tipo de contaminação
em um local que reúne quase um bilhão de transistores ao mesmo
tempo em apenas um centímetro quadrado, pode ser desastrosa.
O pioneiro americano em eletrônica, Jack Kilby que recebeu o Prêmio
Nobel em Física devido ao seu trabalho em 2000, é considerado
o inventor do microchip. O físico apresentou o microchip ao público
nos laboratórios do Texas Instruments em 1958. Cinco transistores soldados
em um pedaço de germânio para criar um circuito, o primeiro chip
já era do tamanho de um clipe de papel.
As estruturas nos microchips se tornaram menores e menores. Fabricantes de
chip passaram a dobrar o número de transistores em um chip a cada 18
meses como previsto pela lei Moore. Entretanto, com a escala do tamanho reduzida
para átomos, os fabricantes continuam indo contra os limites da miniaturização.
Chegou então a hora de tentar novos métodos de abordagem. Os pesquisadores
buscam soluções como “nanotubos de carbono”, que eles
esperam poder usar em microchips no futuro.
Essa é uma foto tirada em agosto de 1981 de um Computador Pessoal,
PC da IBM, acompanhado de monitor, impressora, e dois disk drives.
O computador, da calculadora ao PC
Um dos primeiros a obter grandes avanços em direção à
invenção do computador foi Charles Babbage. Ele desenvolveu o
conceito de uma máquina de calcular programável com memória,
uma unidade de controle e uma calculadora no século XIX. Ele foi, entretanto,
capaz apenas de realizar parte do seu conceito.
Nos anos 40, o computador se tornou uma realidade. Vários engenheiros
de desenho desenvolveram computadores com sucesso independente um do outro,
durante a Segunda Guerra Mundial. Hoje, entretanto, o engenheiro civil alemão
Konrad Zuse é considerado o “pai do computador”. Zuse já
criava máquinas de calcular desde 1936 e em 1941, ele criou o “Z3”,
a primeira calculadora de controle programado. Apesar da máquina que
ele havia criado ser do tamanho de três geladeiras, ela já contava
com componentes dos atuais computadores: processador de dados, memória
e uma unidade de saída.
O computador pessoal, o computador de baixo custo para todos.
Em 12 de agosto de 1981, a International Business Machines (IBM) apresentou
o primeiro computador pessoal, o agora legendário “IBM 5150 PC”
em Nova York. Começou então a era dos computadores.
O PC da IBM contava com o sistema de operação MS DOS feito pela
companhia Microsoft. Outras características eram os processadores 8088,
64 KB de memória e um BIOS (sistema de input e output básico)
desenvolvido especialmente para o computador.
Nos EUA, a primeira geração de PC custava cerca de 3.500 dólares
incluindo o monitor. A IBM vendeu cerca de 35.000 destes computadores em 1981.
Mas a demanda logo cresceu em grandes proporções. No total, a
IBM vendeu cerca de três milhões destes primeiros PCs que ficaram
disponíveis até 1987.
O pioneiro de computadores Steve Wozniak havia construído um computador
pequeno, o “Apple I’, em 1976. Com um custo de 20.000 dólares,
ele era extremamente caro para ser utilizado em casa. O “Apple I”,
que chegou ao mercado em 1977, foi o primeiro microcomputador a obter sucesso
comercial.
Fonte: Discovery Channel