Café com Microtauro: Máquina a vapor e Locomotiva a Vapor

O motor a vapor, que é chamado de máquina a vapor costumeiramente refere-se também a turbina a vapor outro tipo de máquina térmica que exploram a pressão do vapor. Todas as máquinas térmicas funcionam baseadas no princípio de que o calor é uma forma de energia, ou seja, pode ser utilizado para produzir trabalho, e seu funcionamento obedece às leis da termodinâmica. Embora a invenção do motor de combustão interna no final do século XIX parecesse ter tornado obsoleta a máquina a vapor, ela ainda hoje é muito utilizada, por exemplo, nos reatores nucleares que servem para produzir energia elétrica.

No caso da máquina a vapor, o fluido de trabalho é o vapor de água sob alta pressão e a alta temperatura. O funcionamento da turbina a vapor baseia-se no principio de expansão do vapor, gerando diminuição na temperatura e energia interna; essa energia interna perdida pela massa de gás reaparece na forma de energia mecânica, pela força exercida contra um êmbolo. Há diversas classificações possíveis para as turbinas a vapor, mas a mais comum é dividi-las entre:

• De condensação - É um sistema fechado de geração de energia. Neste, o vapor tanto atravessa a turbina fazendo-a girar como também, ao ser condensado, gera uma zona de baixa pressão no difusor de saída da turbina aumentando o giro e realimentando a caldeira com o agente para novo ciclo. É o tipo mais comum em centrais termoeléctricas e nucleares.
• De contra-pressão - Assim chamado é o método mais arcaico que se pode usar numa máquina térmica. É o mesmo projeto de Heron de Alexandria usado no segundo século antes de Cristo, o sistema Contra-Pressão é similar a uma máquina a vapor conhecida pelo nome de eolípila.

As primeiras máquinas a vapor foram construídas na Inglaterra durante o século XVIII. Retiravam a água acumulada nas minas de ferro e de carvão e fabricavam tecidos. Graças a essas máquinas, a produção de mercadorias aumentou muito. E os lucros dos burgueses donos de fábricas cresceram na mesma proporção. Por isso, os empresários ingleses começaram a investir na instalação de indústrias. As fábricas se espalharam rapidamente pela Inglaterra e provocaram mudanças tão profundas que os historiadores atuais chamam aquele período de Revolução Industrial. O modo de vida e a mentalidade de milhões de pessoas se transformaram, numa velocidade espantosa. O mundo novo do capitalismo, da cidade, da tecnologia e da mudança incessante triunfou. As máquinas a vapor bombeavam a água para fora das minas de carvão. Eram tão importantes quanto as máquinas que produziam tecidos. As carruagens viajavam a 12 km/h e os cavalos, quando se cansavam, tinham de ser trocados durante o percurso. Um trem da época alcançava 45 km/h e podia seguir centenas de quilômetros. Assim, a Revolução Industrial tornou o mundo mais veloz. Como essas máquinas substituiam a força dos cavalos, convencionou-se em medir a potência desses motores em HP (do inglês horse power ou cavalo-força).

Construtivamente as partes principais são:

Carcaça: Feita de aço fundido e usinado internamente, montada na horizontal. A espessura da carcaça pode ultrapassar 150mm na região de alta pressão. A função da carcaça é conter todo o conjunto rotativo, composto pelo eixo e pelas palhetas, e aconficionar os bocais (nozzles) fixos.

Embora a função seja simples, o projeto mecânico da carcaça é bastante complexo e crítico para o bom funcionamento da turbina a vapor. A principal razão disto, é a alta temperatura que a turbina funciona, e as pequenas folgas entre as partes fixas e as partes rotativas.

Quando o vapor entra na turbina, a alta temperatura, ocorre uma grande dilatação do material, que pode facilmente exceder 15 mm dependendo do tamanho da turbina. Quando ocorre esta dilatação, há o risco de as folgas entre as partes fixas e móveis serem reduzidas a ponto de haver roçamento, e consequentemente, desgaste ou mesmo ruptura das palhetas.

Também, devido a grande espessura da parede, há grandes gradientes térmicos. A parte interna, em contato com o vapor, se ditata mais, devido à alta temperatura. A parte externa da parede, em contato com o ambiente, se dilata menos. Essa diferença entre a dilatação do material na parte interna e externa da parede dá origem a fortes tensões que podem causar distorção ou fadiga térmica.

Na carcaça são montados um conjunto de 2 a 4 mancais, dependendo do tamanho da turbina. Os mancais podem ser ainda:

de guia: são os que suportam o peso do eixo e o carregamento radial. Permitem que ele tenha movimento giratório livre de atrito.

de escora: suportam a carga axial decorrente do "choque" do vapor com as palhetas. É montado no sentido horizontal.

Os mancais de turbinas a vapor não usam rolamentos. Eles são do tipo hidrodinâmico, em que o eixo flutua sobre um filme de óleo em alta pressão que é causada pelo próprio movimento do eixo, relativo à parede do mancal.

O mancal também tem um sistema de selagem de óleo e de vapor. Este sistema de selagem impede que vapores de óleo, ou de água, passem da turbina para o ambiente. Normalmente o sistema é constituído de uma série de labirintos que provocam uma perda de carga no fluxo de vapor, reduzindo o vazamento.

Rotor

O rotor é a parte girante da turbina e responsável pela transmissão do torque ao acoplamento. No rotor são fixadas as palhetas, responsáveis pela extração de potência mecânica do vapor. O rotor é suportado pelos mancais, normalmente pelas extremidades. É fabricado com aços ligados e forjados. Os materiais que são empregados atualmente são ligas com altos percentuais de níquel, cromo ou molibdênio. Nas máquinas mais modernas, são feitos a partir de um linguote fundido à vácuo, e depois forjado.

O eixo deve ser cuidadosamente balanceado e livre de imperfeições superficiais, que podem funcionar com concentradoras de tensões, o que reduz a resistência à fadiga do eixo.

Em uma das extremidades do eixo é feito o acoplamento, seja a um gerador elétrico, ou a uma máquina de fluxo, como um ventilador, um compressor ou uma bomba. Mas, devido a necessidade de se obter uma rotação diferente no acoplamento, muitas vezes o eixo é ligado a uma caixa redutora de velocidade, onde a rotação da turbina é aumentada ou reduzida, para ser transmitida ao acoplamento.

Palhetas

As palhetas são perfis aerodinâmicos, projetados para que se obtenha em uma das faces uma pressão positiva, e na outra face uma pressão negativa. Da diferença de pressão entre as duas faces é obtida uma força resultante, que é transmitida ao eixo gerando o torque do eixo.

Labirintos

Os labirintos são peças aplicadas em turbinas a vapor com a finalidade de vedar a carcaça sem atritar. São fabricados na grande maioria em alumínio e são bi-partidos radialmente para facilitar a manutenção da máquina. Internamente, eles são aplicados para garantir o rendimento da turbina. Nos casos em que há mais de um rotor, o vapor não pode se dissipar dentro da carcaça para não perder energia e baixar o rendimento da máquina. Os labirintos também são utilizados na vedação da carcaça em relação ao ambiente externo, evitando também a dissipação do vapor para a atmosfera.

Nas turbinas de grande porte, há a injeção de vapor nos labirintos, por meio de uma tomada vinda da própria máquina, para equalizar as pressões e garantir a vedação da carcaça.

Locomotiva a Vapor

A Locomotiva a vapor é uma locomotiva propulsionada por um motor a vapor que compõe-se de três partes principais: a caldeira, produzindo o vapor usando a energia do combustível, a máquina térmica, transformando a energia do vapor em trabalho mecânico e a carroçaria, carregando a construção. O vagão-reboque (também chamado "tender") de uma locomotiva a vapor transporta o combustível e a água necessários para a alimentação da máquina.

As primeiras locomotivas apareceram no século XIX sendo o mais popular tipo de locomotiva até ao fim da Segunda Guerra Mundial. No Brasil as locomotivas a vapor receberam o apelido de "Maria-Fumaça" em virtude da densa nuvem de vapor e fuligem expelida por sua chaminé, sendo que no final do século XIX e início do século XX, os matutos e caipiras, davam-lhe o nome de "Balduína", uma corruptela de Baldwin, a marca das locomotivas de origem norte-americana, usadas à altura.

A primeira locomotiva a vapor usando trilhos foi construída pelo engenheiro inglês Richard Trevithick e fez o seu primeiro percurso em 21 de Fevereiro de 1804. A locomotiva conseguiu puxar cinco vagões com dez toneladas de carga e setenta passageiros à velocidade vertiginosa de 8 km por hora usando para o efeito trilhos fabricados em ferro-fundido. Esta locomotiva, por ser demasiado pesada para a linha-férrea e avariar constantemente, não teve grande sucesso.

Funcionamento da locomotiva a vapor: Nesta animação, a cor rosa representa o "vapor vivo", procedente da caldeira, entrando no cilindro. A cor azul representa o vapor gastado que escapa do cilindro.

Outro inglês, John Blenkinsop, construiu uma locomotiva em 1812 que usava dois cilindros verticais que movimentavam dois eixos, unidos a uma roda dentada que faziam accionar uma cremalheira. Esta máquina usava também trilhos de ferro-fundido, que vieram substituir definitivamente os trilhos em madeira usados até aí. Estes trilhos ou linhas de madeira tinham sido desenvolvidos na Alemanha por volta do ano de 1550, serviam carruagens que eram puxadas por animais, principalmente por cavalos mas também, por vezes, à força de braços.

No entanto, o passo maior para o desenvolvimento da locomotiva e por consequência do comboio, seria dado por George Stephenson. Este inglês, mecânico nas minas de Killingworth, construiu a sua primeira locomotiva a quem chamou Blucher, corria o ano de 1814. A Blucher, que se destinava ao transporte dos materiais da mina, conseguiu puxar uma carga de trinta toneladas à velocidade de 6 quilômetros por hora. Stephenson viria a construir a primeira linha férrea Stockton and Darlington Railway, entre Stockton-on-Tees e a região mineira de Darlington, que foi inaugurada em 27 de Setembro de 1825 e tinha 61 km de comprimento; quatro anos mais tarde, foi chamado a construir a linha férrea entre Liverpool e Manchester. Nesta linha foi usada uma nova locomotiva, baptizada Rocket, que tinha uma nova caldeira tubular inventada pelo engenheiro francês Marc Seguin e já atingia velocidades da ordem dos 30 km/h.

A máquina de Richard Trevithick

No início do século XIX, as rodas motrizes passaram a ser colocadas atrás da caldeira, permitindo desta forma aumentar o diâmetro das rodas e, consequentemente, o aumento da velocidade de ponta. O escocês James Watt, com a introdução de várias alterações na concepção dos motores a vapor, designadamente na separação do condensador dos cilindros, muito contribuiu também para o desenvolvimento dos caminhos de ferro.

Num ápice, as locomotivas passaram do vapor à eletricidade. No dia 31 de Maio de 1879, Werner von Siemens apresentou na Exposição Mundial de Berlim a primeira locomotiva eléctrica. No entanto, o seu desenvolvimento só foi significativo a partir de 1890, mantendo-se a sua utilização até aos dias atuais.

Antes do meio do século XX, as locomotivas eléctricas e a diesel começaram a substituir as máquinas a vapor. No fim da década de 1960, a maioria dos países já tinha substituído a totalidade das locomotivas a vapor em serviço. Outros projetos foram desenvolvidos e experimentados, como as locomotivas com turbinas a gás, mas muito pouco utilizados.

Já no fim do século XX na América do Norte e na Europa o uso regular das locomotivas a vapor estava restrito aos trens com fins turísticos ou para entusiastas do comboio. No México, o vapor manteve-se com uso comercial até fins da década de 1970. Da mesma forma ocorreu localizadamente no Brasil, onde no sul do país a Estrada de Ferro Tereza Cristina ainda operou essas máquinas até 1994. Locomotivas a vapor, continuam a ser usadas regularmente na China onde o carvão é muito mais abundante do que o petróleo. A Índia trocou o vapor pelo diesel e pela eletricidade na década de 1990. Em algumas zonas montanhosas o vapor continua a ser preferido ao diesel, por ser menos afetado pela reduzida pressão atmosférica.

O recorde absoluto de velocidade de uma locomotiva a vapor foi obtido na Inglaterra em 1938. A locomotiva atingiu a velocidade de 201,2 km/h num percurso ligeiramente inclinado. Velocidades semelhantes foram também atingidas na Alemanha e nos EUA.

Em Portugal o recorde de velocidade com locomotiva a vapor foi de 140/145 km/h, durante ensaios realizados em 1939 na linha do norte com a locomotiva Pacific nº 501.

No Brasil o recorde de velocidade em uma máquina a vapor é da locomotiva de nº 353 que pertenceu a Central do Brasil com registro de velocidade de 147 km/h.

O Vídeo baixo mostra um dos mais poderosos trens construídos, foi feito com a especificação de levar mantimentos e armas na primeira guerra mundial, o audio é em inglês, mas já dá para ter uma noção da força desse trem, um de meus favoritos.

O vídeo a seguir tem qualidade baixa, mas fala muito sobre o funcionamento dos trens a vapor:

Classificação de locomotivas: Como pode-se observar, estão classificadas conforme o nº de rodas pequenas na frente, de rodas grandes no meio e de pequenas atrás

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_vapor

http://pt.wikipedia.org/wiki/Trem_a_vapor

Purgástico: 7 coisas que já despencaram do céu

Normalmente esperamos que apenas água — na sua forma líquida ou sólida — caia do céu. Entretanto, existem inúmeros registros de eventos nos quais o que veio lá de cima foi algo completamente inesperado.

Confira a lista abaixo:

Aranhas voadoras

Em abril de 2007, o fotógrafo argentino Christian Gaona, de passeio pela Montanha de São Bernardo, na Província de Salta, se deu conta que o terreno pelo qual caminhava estava forrado de aranhas. Quando olhou para cima, percebeu que elas, na verdade, estavam caindo do céu.

A foto acima é de autoria de Christian e, embora a razão de estar chovendo aranhas ainda seja um mistério, mas a teoria mais aceita é de que os bichinhos, que são bem leves, foram transportados por um tornado.

 

Chuva sangrenta

Em 2008, na Colômbia, um bacteriologista atestou que as gotas vermelhas que caíram sobre a comunidade de La Sierra era sangue, e o padre local afirmou que se tratava de um sinal divino para que as pessoas parassem de cometer tantos pecados.

Vaca kamikaze

Em 1997, pescadores japoneses resgatados pela marinha russa, afirmaram que seu pequeno barco havia sido atingido por uma vaca caída do céu, que afundou a embarcação. Duas semanas depois, as autoridades russas informaram que os tripulantes de um avião cargueiro da Força Aérea Russa eram os responsáveis pela vaca camicase.

Eles roubaram o animal, que começou a se debater dentro do avião durante o voo. Sentindo que a vaca poderia por a aeronave em risco, eles decidiram lançar o pobre animal lá de cima, que, por azar, atingiu o pequeno pesqueiro japonês em cheio.

 

Vômito de urubu

Em 1876, no Kentucky, ocorreu uma chuva de pedaços de carne que deixou muita gente intrigada. Teve até quem se arriscou a degustar a iguaria caída dos céus, afirmando que podia se tratar de carne de carneiro ou veado.

Um cientista da Real Sociedade Britânica de Microscopia, entretanto, sugeriu que se tratava de vômito de urubus, que haviam comido a carne de cavalos mortos e decidiram sobrevoar a área atingida pela chuva bizarra.

Peixes, sapos e girinos

Esses provavelmente são os viajantes celestes mais comuns, pois existem registros de eventos envolvendo essas criaturas de várias partes do mundo. Tão comum que em Honduras, por exemplo, a comunidade de Yoro celebra um festival anual dos peixes vindos do céu.

 

Dinheiro!!!

Uma mulher alemã, que conduzia o seu carro tranquilamente, viu através de seu espelho retrovisor uma chuva de notas de dinheiro caindo do céu. Ela chegou a parar o carro e a coletar uma quantidade substancial, mas acabou entregando tudo às autoridades.

Quando a polícia chegou ao local da “chuva”, nenhum vestígio do dinheiro foi encontrado, e até hoje, ninguém sabe explicar o que aconteceu.

 

Alienígenas pulverizados

Quando uma chuva de partículas vermelhas atingiu várias regiões da Índia em 2001, cientistas locais afirmaram que poderia se tratar de micróbios alienígenas provenientes do espaço. Um estudo chegou a ser publicado em uma prestigiosa publicação que trata de temas relacionados à astrofísica e ciências espaciais.

Algumas amostras da chuva foram isoladas e analisadas, e a única coisa que se sabe até o momento é que as partículas não apresentam DNA e se reproduzem facilmente em água, mesmo a altíssimas temperaturas.

Fonte: http://www.tecmundo.com.br/mega-curioso/23290-7-coisas-sinistras-que-ja-despencaram-do-ceu.htm#ixzz2CgRBKM2A

Purgástico: Máquina de Escrever

A máquina de escrever, máquina datilográfica ou máquina de datilografia é um instrumento mecânico, electromecânico ou eletrônico com teclas que, quando premidas, causam a impressão de caracteres num documento, em geral de papel.
O método pelo qual uma máquina de escrever deixa a impressão no papel varia de acordo com o tipo de máquina. Habitualmente é causado pelo impacto de um elemento metálico, com um alto relevo do carácter a imprimir, numa fita com tinta que em contato com o papel é depositada na sua superfície.
No fim do século XX tornou-se rara a utilização de máquinas de escrever na generalidade das empresas e na utilização doméstica, sendo substituídas pelo computador, que, com processadores de texto, possibilitam efetuar o mesmo trabalho de modo mais eficiente e rápido.
O profissional especializado em usar a máquina de escrever é chamado de datilógrafo.
A invenção de um primitivo dispositivo de escrever mecanicamente é atribuída a Henri Mill, em 1714.
O italiano Pellegrino Turri introduziu, em 1808, o sistema de Teclado. Posteriormente, o mecânico norte americano Carlos Thuber criou um modelo aperfeiçoado, com maior rapidez de escrita (1843). Outros nomes como os do norte-americano Burth, o inglês Jenkins, e o francês Pogrin, colaboraram para o aperfeiçoamento da máquina.
As primeiras máquinas imprimiam apenas em caracteres maiúsculos. Foi Brooks quem conseguiu a impressão dos caracteres maiúsculos e minúsculos.
A última fábrica que produzia máquinas de escrever não elétricas, a Godrej and Boyce em Bombaim, Índia, encerrou em 2011, depois de ter vendido menos de 1.000 exemplares no último ano, definitivamente tornou-se numa peça de museu.

A máquina de escrever brasileira

A invenção de um dispositivo mecânico de escrita no Brasil é atribuída ao padre Francisco João de Azevedo, nascido na Paraíba do Norte (atual João Pessoa) em 1827 e falecido em 1888. Professor de Matemática do Arsenal de Marinha do Rio de Janeiro, integrante de uma família em que existiam mecânicos, constrói um modelo de máquina de escrever que apresentou na Exposição Agrícola e Industrial de Pernambuco em 1861, e na Exposição Nacional do Rio de Janeiro, em fins do mesmo ano, sendo premiado com a Medalha de Ouro.

A Godrej and Boyce, a última empresa no mundo que ainda fabricava máquinas de escrever, fechou as portas em Mumbai, Índia. Apenas 200 máquinas restam no estoque da empresa.  "Não estamos mais recebendo pedidos", disse o gerente da fábrica, Milind Dukle, ao jornal indiano Bussiness Standard.

Embora as máquinas de escrever tenham se tornado obsoletas na maior parte do ocidente, elas ainda eram comuns na Índia. Contudo, a demanda caiu vertiginosamente nos últimos dez anos na medida em que usuários trocaram as engenhocas por computadores. Já nos Estados Unidos, uma geração jovem demais para nutrir qualquer nostalgia por fitas enroladas e dedos sujos de tinta torna-se adepta das velhas Remingtons e Smith Coronas.

A partir do ano 2000, as empresas que ainda fabricavam máquinas de escrever foram fechando as portas no país, exceto a Godrej and Boyce. De acordo com Dukle, até 2009, a empresa fabricava de 10.000 a 12.000 máquinas por ano. Agora a companhia irá se concentrar em fornecer equipamentos para o governo.

A empresa ainda possui 200 modelos em estoque, a maioria com teclas no alfabeto árabe. A fábrica indiana começou a produção na década de 1950, quando o primeiro-ministro Jawaharlal Nehru descreveu a máquina de escrever como o símbolo da independência e da industrialização indiana. Até a década de 1990, a Godrej and Boyce ainda vendia 50.000 modelos por ano. Em 2010, foram vendidas apenas 800 máquinas.

A primeira máquina de escrever comercial foi fabricada nos Estados Unidos, em 1867, e até a virada do século se transformou no modelo padronizado, incluindo o teclado QWERTY, que se usa em diversos países, inclusive no Brasil.

Circulou na internet nos últimos dias a notícia de que a última fábrica de máquinas de escrever do mundo fechou as portas. Na segunda-feira 25, no entanto, veio o desmentido.

O site norte-americano Minyanville , que fornece conteúdo para Yahoo! Finance, MSN Money e AOL Money, achou um fabricante de máquinas de escrever, a Swintec , sediada nos Estados Unidos.

Em entrevista ao Minyanville, o gerente geral de vendas da empresa não apenas confirmou que continua fabricando o produto como enfatizou: “Não acho que as máquinas de escrever vão desaparecer, não vejo isso acontecer tão cedo”.

Para quem ele vende? “Temos contratos com penitenciárias de 43 Estados (norte-americanos) para fornecer máquinas de escrever transparentes  para os presos, de modo que eles não possam esconder contrabando dentro delas”, afirmou o executivo.

Esse mercado, no entanto, está ameaçado. Existe um projeto nos EUA de permitir que os presidiários utilizem computadores para enviar e receber e-mails. Segundo autoridades que defendem esse projeto, é mais seguro monitorar as conversas dos presos pelo meio eletrônico do que pelo impresso. No caso do e-mail, “não se pode colocar pó branco no envelope”, disse Dan Pacholke, diretor de penitenciária em Washington.

Além das prisões, repartições públicas ainda são clientes da Swintec. “Há muitos documentos que ainda precisam ser escritos à máquina, como formulários, ordens de compras, envelopes e memorandos”, disse o gerente Ed Michael em outra reportagem .

Informações desencontradas

A notícia do fim da máquina de escrever rodou o mundo depois que o jornal indiano “Business Standard ” disse que a empresa local Godrej & Boyce não fabrica mais o produto desde 2009. A informação é verdadeira, mas o texto acrescentava que a companhia era a última do mundo a produzir máquinas de escrever.
A Godrej foi a última sobrevivente entre as grandes marcas de máquinas de escrever. Antes da indiana, saíram do mercado nomes como Remington Rand, Olivetti, Smith-Corona, Adler-Royal, Olympia e Nakajima, segundo o “Business Standard”. No entanto, ainda existe pelo menos um fabricante de menor porte, a Swintec.


Fonte: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/ultima-fabrica-de-maquinas-de-escrever-e-fechada-na-india
http://blogs.estadao.com.br/radar-economico/2011/04/26/prisoes-mantem-vivo-o-mercado-de-maquinas-de-escrever/