Oito coisas que o vapor ensinou à era das máquinas

Um par de bolas com peso em braços articulados gira com a máquina; conforme ela acelera, elas se lançam para fora e erguem uma luva que fecha a válvula de vapor, de modo que a máquina se freia sozinha sem ninguém vigiando. Adaptado ao vapor em 1788, esse regulador centrífugo foi um dos primeiros controles automáticos por realimentação. O artigo de Maxwell de 1868 que analisa sua estabilidade é tido como obra fundadora da teoria de controle moderna.

Na primeira máquina realmente prática, de 1712, o vapor, mal acima da pressão atmosférica, enchia o cilindro, e então um jato de água fria o condensava num vácuo parcial. Era o ar comum lá fora, perto de 15 libras por polegada quadrada, que empurrava o pistão para baixo, para dentro daquele espaço vazio, e fazia o trabalho. O vapor só criava o vácuo; o músculo era a atmosfera.

Em 1679 foi construído um recipiente de cozimento vedado para amolecer ossos com vapor de alta pressão, elevando o ponto de ebulição muito acima do normal. Para que não estourasse, seu criador acrescentou sobre um furo uma pequena alavanca com peso, que se erguia e liberava o vapor quando a pressão subia demais, voltando ao lugar sozinha depois. Aquela alavanca com peso foi a primeira válvula de segurança, a ancestral da que toda caldeira traz desde então.

Antes de anunciar os trens, o apito a vapor era um dispositivo de sobrevivência. Uma caldeira com água de menos pode superaquecer e explodir, então um tubo foi colocado na altura do nível de água seguro; assim que o nível caía abaixo dele, o vapor subia pelo tubo e gritava pelo apito para avisar a tripulação. Esse alarme de baixo nível de água da caldeira veio primeiro; ferrovias e navios a vapor só adotaram o som na década de 1830.

Para convencer os donos de moinhos a trocar cavalos por máquinas, um engenheiro precisava de uma forma justa de comparar suas máquinas com os animais. Depois de observar fortes cavalos de tração trabalhando, fixou um cavalo-vapor em 33,000 libras-pé de trabalho por minuto, ou seja, levantar essa quantidade de libras a um pé de altura em um minuto. É cerca de 50 por cento mais do que um cavalo de verdade aguenta o dia todo, de modo que a unidade lisonjeia o animal que lhe dá nome.

Projetado em 1839 para forjar ferro grande demais para os martelos de mão, o martelo a vapor erguia um enorme bloco de ferro sobre um pistão e o deixava cair sob o controle do vapor. A mesma máquina que martelava peças forjadas gigantescas podia ser dosada com tamanha delicadeza que trincava um ovo dentro de uma taça sem quebrar o vidro. O bloco que caía nas primeiras máquinas pesava cerca de 2,500 quilogramas e, mesmo assim, parava a uma fração de polegada.

Transformar o movimento de sobe-e-desce de um pistão em um eixo girante normalmente exige uma manivela, mas um rival detinha essa patente. Então, em 1781, patenteou-se no lugar um contorno: uma engrenagem fixada à biela orbita em torno de uma segunda engrenagem no eixo motriz, como um planeta girando ao redor de um sol. Isso dava potência rotativa sem manivela e, com engrenagens do mesmo tamanho, o eixo dava duas voltas a cada curso da máquina.