História da Engenharia Elétrica – Uma pálida luz azul

Praticamente mil anos se passaram entre Thales e Willian Gilbert, um médico, cientista e filósofo da corte da rainha Elizabeth I (Wikipedia, 2015). Gilbert foi o primeiro estudioso a usar a palavra em latin electricitum, significando: como o âmbar para explicar fenômenos de atração semelhantes aos observados por Thales de Mileto. Em 1646, Thomas Browne (Wikipedia, 2015), um estudioso inglês responsável pela criação de mais de 100 palavras no idioma inglês cunhou o termo electricity, por meio do qual indicamos todos os fenômenos relacionados. O trabalho de Gilbert com o magnetismo e a eletricidade são fundamentais para a história da engenharia elétrica mas, agora temos que falar de cavalos e minas.

Nos Séculos XVI e XVII a Europa e, consequentemente o ocidente, vivem uma verdadeira revolução social e científica é o tempo das grandes descobertas, da navegação, da exploração, do nascimento da ciência e da inquisição. Guerras e a necessidade de poder incentivavam a busca de riquezas do outro lado do oceano e nas profundezas do solo.

Nos idos da metade do século XVI a mineração era uma tarefa insidiosa e ineficiente. Em algumas regiões da Europa, na Toscana especialmente, quanto mais cavávamos mais água encontrávamos. Esta água precisava ser retirada das minas para permitir o trabalho, para isso eram usadas bombas com tração animal. Cavalos e bois que precisavam ser levados até a mina, alimentados e mantidos em um ambiente confinado. Havia também um limite físico. Simplesmente era impossível fazer a água subir mais que 12 m, ou seja existia uma bomba, cavalos ou bois, a cada doze metros de perfuração, em cada mina, uma montanha de fezes e mal cheiro. O Gran Duque da Toscana encarregou Evangelista Torricelli de estudar este problema.

Torricelli, um matemático e filósofo italiano resolveu verificar o que aconteceria com um líquido mais pesado que a água e testou com o mercúrio, 13,5 vezes mais denso que a água (Robson Library, 2015). Em seus estudos, virou um tubo de mercúrio, cheio até a borda em uma vasilha também contendo mercúrio. O resultado foi que o mercúrio do tubo desceu, deixando um espaço vazio no topo. Quanto maior a pressão atmosférica, menor o espaço vazio. Torricelli  percebeu imediatamente que este espaço vazio estava cheio de nada, um vácuo.

Séculos antes, Aristóteles havia afirmado que o vácuo era impossível e não poderia existir na natureza. A Igreja adotava a filosofia Aristotélica e, desta forma, não via com bons olhos nada que fosse contrário a essa filosofia. A mesma igreja que anos antes havia feito churrasco, em praça pública, de Giordano Bruno (Wikipedia, 2015) por concordar com Copérnico. A mesma igreja que, naquele mesmo tempo, processava Galileu Galilei por também discordar de Aristóteles, concordando com Copérnico quanto ao heliocentrismo.

Torricelli, além de admirador e amigo de Galileu, fora inquirido em seu julgamento (Shea e Artigas 2003), conhecia os métodos da Igreja e, certamente temia pelo seu destino. Sua proximidade de Galileu era tanta que esteve a serviço deste nos seus últimos meses de vida acompanhando o amigo e mestre, em sua prisão domiciliar (Shea e Artigas 2003). Em 1644, dois anos após a morte de Galileu, Torricelli publicou seu livro De Sphaera, provando que o vácuo precisa ser criado e, como tal não existe na Natureza, concordando com Aristóteles e escapando das garras da inquisição (Robson Library, 2015). Seu livro, suas experiências e seu barômetro percorreram o mundo, mas nossa história continua na Europa em Paris, na França.

Em 1675, o barômetro de Torricelli já era uma ferramenta útil para os cientistas. Um astrônomo e padre jesuíta francês (Wikipedia, 2015), Jean Picard, longe da inquisição e parcialmente seguro graças ao seu status religioso se dedicou ao estudo das medidas astronômicas e geodésicas, entrando para a história graças a precisão obtida na medida do raio da Terra e na posição dos astros no firmamento. Medidas que foram utilizadas por Newton na formulação da teoria da gravidade.

Outro trabalho de Picard é mais importante para a história da engenharia elétrica. Pesquisando o barômetro de Torricelli ele percebeu que, ao agitar o mercúrio, uma luz, clara, azulada e fantasmagórica surgia no espaço do vácuo (Meyer, 1971). Esta luz, há muito conhecida pelos marinheiros como fogos de San Telmo (Wikipedia, 2015), chamou a atenção de Newton e pode ter sido o motivo que o levou a estudar a luz (Wikipedia, 2015).

Marinheiros, marinha, mar e império britânico, não seria difícil colocar estas palavras em uma frase. Mas, para isso, teremos que invadir o século XVIII.

Estamos agora no ano de 1705, a coroa britânica se espalha pelo mundo de forma inexorável, estamos bem no meio do primeiro império britânico. O comércio depende da navegação e a navegação depende da ciência. Depois de anos estudando o barômetro de Torricelli, Francis Hauksbee (Wikipedia, 2015), que fora assistente de Newton, resolve colocar mercúrio no interior de um gerador de Otto von Guericke e faz a descoberta da sua vida ao colocar a mão no vidro.

Otto von Guericke (Wikipedia, 2015), em 1665, havia conseguido criar, usando um globo de enxofre transpassado por um eixo de ferro (Baigrie 2007), uma espécie de gerador capaz de criar os mesmos efeitos observados com o âmbar por Thales de Mileto. Para criar sua máquina, Guericke preenchia um globo de vidro com enxofre líquido, quando o enxofre estava sólido, quebrava o vidro e atravessava o globo resultante com uma barra de ferro que servia de eixo e suporte para que a esfera fosse rodada em grande velocidade (Baigrie, 2007).

Máquina de Hauskbee. Fonte: History of Electrostatic Generators

Máquina de Hauskbee. Fonte: History of Electrostatic Generators

Hauskbee resolve criar uma máquina semelhante usando um globo de vidro com uma pequena quantidade de mercúrio em seu interior. Remove deste globo todo o ar e o gira. Nada acontece até que Hauskbee toca o globo com a sua mão. Neste momento, surge o fogo de San Telmo. Uma luz suficientemente intensa para permitir a leitura (Wikipedia, 2015) e base das lâmpadas de vapor de mercúrio que usamos hoje (Wikipedia, 2015). Mais tarde, Hauskbee percebeu que o mercúrio poderia ser dispensado, desde que o vácuo fosse mantido. Criou diversas máquinas capazes de gerar luzes em tons diferentes e até mesmo algumas fagulhas de grande intensidade.

Graças a esta pálida luz azul, a eletricidade saiu dos laboratórios e invadiu os palcos da Europa, mas isso é outra história.

Bibliografia

Baigrie, Braian Scott. Electricity and magnetism a historical perspective. Westport, CT, USA: Greenwood Publishing Group, 2007.

Meyer, Hebert W. A history of Electricity and Magnetism. Boston, MA, USA: The colonial press, 1971.

Shea, Willian R., e Mariano Artigas. Galileo in Rome the rise and fall of a troblesome genius. New York, NY: Oxford University Press, 2003.