EM 202
HISTÓRIA DA MECÂNICA
CIÊNCIA, TECNOLOGIA, ENGENHARIA
http://www.fem.unicamp.br/~sergio1/graduacao/EM202/em202.html
PROF. SÉRGIO TONINI BUTTON
DEZEMBRO DE 2.000
Referências
Science and Technology in World History
James E. McClellan III & Harold Dorn 0- Ed. Johns Hopkins, 1999
http://shot.press.jhu.edu/associations/shot/
http://www.mhs.ox.ac.uk/
http://www.hfmgv.org/index2.html
Referências
WWW Virtual Library for the History of Science, Technology & Medicine
http://www.asap.unimelb.edu.au/hstm/hstm_technology.htm
http://www.tilthammer.com/timeworks/
http://myron.sjsu.edu/caesars/TECH.HTM
http://ourworld.compuserve.com/homepages/PeteHutch/start.htm
A Short History of Metals
http://neon.mems.cmu.edu/cramb/Processing/history.html
O que é ciência?
O que é tecnologia?
Ciência é saber, é acúmulo de conhecimento?
Sim, pois o ser humano moderno é o homo sapiens
Mas, tecnologia também é saber pois o homem
moderno também pode ter descendido do homo habilis
Tecnologia:
Conhecimento adquirido e acumulado
para a solução de problemas relacionados
com necessidades imediatas
Ciência:
Conhecimento desenvolvido e acumulado
para a satisfação da curiosidade, com
objetivos abstratos
Como surge a ciência? Como arte? Como
distração? As necessidades básicas estão
resolvidas?
Paleolítico (Velha Idade da Pedra)
Tecnologia:
Artefatos para a caça e para a coleta de alimentos
Ciência:
Arte representada por pinturas e jóias
Neolítico (Nova Idade da Pedra)
Tecnologia:
Artefatos para a agricultura e para preservar alimentos
Ciência:
Observação e registro do movimento do Sol e da Lua
Neolítico:
Tecnologia independente de ciência
Na Grã-Bretanha, capacidade de transportar pedras
com até 50 toneladas por distâncias de até 240 km, a
maior parte por água, mas em alguns casos, até 40 km
por terra, para formar sítios como Stonehenge
Na Ilha da Páscoa (Rapa Nui), moais esculpidos com
até 90 toneladas e 10 metros de altura, transportados
por 6 km por terra
Ciência ou tecnologia? Qual o objetivo?
Civilizações Antigas
Egípcios, babilônios, assírios, maias, incas
• revolução urbana
• organização social
• necessidade de controlar o fluxo de grandes rios ou
armazenar e transportar grandes quantidades de água
• organização agrária, excesso de produção
• burocracias para estoque e distribuição de
alimentos
• sociedades estratificadas dando origem a estados
• castas: leitura, matemática, medicina, astronomia
Civilizações Antigas
Tecnologia:
• grandes sistemas hidráulicos, canais
• construções monumentais: pirâmides, Machu Picchu,
longas estradas
Ciência aplicada precede a ciência básica:
Escrita, matemática, calendários, astronomia,
astrologia
Exemplo: a matemática não era estritamente abstrata
Grécia antiga
Especulações sobre o mundo natural
Ciência baseada na observação e modelagem da
natureza
Ciências puras (filosofia, física, matemática,
política) sem uma necessidade aparente e sem o
apoio do estado
A importância e a influência da cultura helenística
na formação da ciência européia e arábe pela
disseminação do conhecimento pelo convívio e
sucessão de impérios (romano, bizantino, turco)
Outras civilizações antigas
Romanos, árabes, chineses, hindus e europeus:
Grandes exemplos de tecnologia avançada
(construções, monumentos, armamentos)
Grandes exemplos de arte e de ciências puras e
aplicadas
Ciência e arte associadas à tecnologia, ainda
pela necessidade da soluções de problemas
práticos e imediatos.
A Revolução Científica
Copérnico (1540) é considerado como o
primeiro estudioso a adotar uma metodologia
científica para estudar os fenômenos naturais
Europa, séculos XVI e XVII, surgem os
primeiros trabalhos com a metodologia
científica reconhecida e empregada
atualmente, que originou diversos escolas
nos séculos XVIII e XIX com estudiosos como
Kepler, Tycho, Galileo, Torricelli, Fermat,
Pascal, Descartes, Newton, Bacon, Hooke,
Boyle, Darwin e Malthus
A Revolução Industrial
Civilização industrial, sociedade industrial
Difundida na Europa nas décadas de 20 e 40
do século XVIII
Surgimento de indústrias baseadas
em novas ciências como a química e a eletricidade
Ciência mais pragmática e uma indústria mais
científica: aplicações de descobertas recentes
Newcomen, Watt, Boulton, Stephenson:
disponibilidade de fontes de energia com maior potência
A Segunda Revolução Científica
(Final do século XVIII, início do XIX)
A matematização dos métodos de estudo dos
fenômenos físicos e químicos
Dalton, Oersted, Faraday, Young, Fresnel, Carnot,
Fourier, Clausius, Maxwell, Herz, Mendeleev
Novo impacto da aplicação da ciência na indústria
Wheatstone, Morse, Edison, Marconi, Pasteur,
Bayer, Ford
Um exemplo:
A linha de montagem de Ford
A segunda revolução industrial
(“A máquina que mudou o mundo”
J. P. Womack, D.T. Jones e D. Roos, Ed. Campus,
1992)
Princípio fundamental: Repetitividade com
qualidade e baixos custos
Conceito fundamental: Intercambiabilidade
Em 1920: 2 milhões de veículos iguais num ano
Intercambiabilidade
Conceito da indústria bélica suiça do século XVII
Exigência de materiais que se apresentassem
uniformes, com pequenas variações de propriedades,
mais resistentes à fadiga e ao desgaste
Exigência de equipamentos que conseguissem
trabalhar esses materiais. Conseqüentemente, esses
equipamentos deveriam ser fabricados com materiais
ainda mais resistentes, .....
Conceito de máquinas-ferramentas: máquinas que
fabricam máquinas
Aços e Ferros fundidos
Ainda hoje, são os materiais encontrados na
maioria das peças de um automóvel que
apresentam compromisso mecânico
O Ferro, constituinte principal dos aços, é
conhecido historicamente, como material fundido,
desde 1500 AC.
A redução do óxido de ferro, empregando o
carbono que definirá os tipos de ferro fundido e de
aços, só pode ser obtida a temperaturas acima de
1500 oC, exigindo fontes de energia potentes e
constantes
Detalhes de instalações para a fundição e
conformação de metais podem ser encontrados em
“De Re Metallica” de Georgius Agricola, editado
originalmente em 1556
Os aços, que apresentam teores menores de
carbono, foram descobertos casualmente pelo
trabalho de ferreiros de armas, ao forjarem lingotes
de ferro na presença de elevada concentração de
carbono pelo aquecimento em fornos com lenha e
carvão mineral
O uso metodológico de elementos de liga, que
modificam as propriedades dos aços, tornando-os
mais resistentes, só foi possível a partir das
primeiras décadas do século XIX quando foram
isolados elementos como Co, Ni, Mn, Mo, W e Cr
Até meados do século XVIII, a produção de aços era
pequena e de baixa qualidade
Huntsman em Sheffield empregando resultados de
estudos de Reaumur desenvolve a fundição de lingotes
de aço em cadinhos com remoção de impurezas,
garantindo a reprodução da composição química e das
propriedades dos lingotes e aumentando
consideravelmente a produção
A partir do método de Huntsman outros processos
foram desenvolvidos e ainda são empregados
industrialmente, como os de Bessemer e SiemensMartin