Revisitando a História da Engenharia Elétrica
Gilmar Barreto2011, Revista de Ensino de Engenharia
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Abstract
Este trabalho mostra a evolução do conhecimento sobre a Engenharia Elétrica. As contribuições deste trabalho procuram evidenciar os principais fatos que revelam os benefícios desta evolução para a sociedade humana, através da utilização da Eletricidade e do seu ensino. A Eletricidade está em estado latente na natureza e seu potencial tem sido descoberto e desenvolvido pelos seres humanos através dos milênios. A sua utilização nos primórdios pelas civilizações antigas, o desenvolvimento do conhecimento sobre ela e suas aplicações elementares, bem como a descoberta da inter-relação das várias formas de Eletricidade na natureza são exemplos disto, e são abordados neste trabalho. Os fundamentos da Engenharia Elétrica são a base do estado da arte e o seu ensino estruturado tem cooperado para a formação rigorosa de profissionais.
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História da Eletricidade
A primeira observação da eletrificação de objetos por atrito perdeu-se na antigüidade. Os filósofos gregos, como por exemplo, Thales, de Miletus, no ano 600 a.c., já sabiam que ao esfregar uma peça de âmbar com um pedaço de lã ou pele, eram capazes de conferir ao âmbar a propriedade de atrair pequenos pedaços de palha. A palavra elétron, aliás deriva da palavra âmbar (elektron), em grego. Esta constatação originou a ciência da eletricidade. Os gregos sabiam também que algumas "pedras", as magnetitas (lodestones) que eram encontradas em Magnesia, uma localidade da Ásia Menor, podiam atrair exclusivamente o ferro, e isto mesmo sem serem esfregados. O estudo desta propriedade origina a ciência do magnetismo. No século 11, árabes e chineses usavam a magnetita flutuando sobre a água para se orientarem ao navegar pelos mares. Eram as bússolas. O primeiro estudo sistemático dos ímãs foi feito em 1269 por Pierre de Maricourt. Ele usou uma agulha magnetizada para traçar o que chamava de "linhas de força" ao redor de uma esfera de magnetita e descobriu que estas linhas convergem em duas regiões, em lados opostos da esfera, como as linhas longitudinais da Terra. Por analogia, ele chamou as regiões onde as linhas de força convergem de pólos. Em 1600, William Gilbert estendeu estes trabalhos e sugeriu que a própria Terra comporta-se como um gigantesco ímã. Por volta de 1753, observações de que relâmpagos eram capazes de conferir propriedades magnéticas a peças de ferro sugeriam uma convergência entre a eletricidade e o magnetismo, mas demorou ainda algum tempo até que a relação entre as duas ciências se tornasse clara. Em 1600, William Gilbert, médico da rainha Elizabeth I, foi o primeiro a distingüir claramente entre fenômenos elétricos e magnéticos. Foi ele quem cunhou a palavra eletricidade, derivando-a de "elektron" que significa âmbar em grego. Gilbert mostrou que o efeito elétrico não é exclusivo do âmbar, mas que muitas outras substâncias podem ser carregadas eletricamente ao serem esfregadas. Em 1729 Stephen Gray observou que era capaz de transferir a carga elétrica de um bastão de vidro para uma bola de marfim pendurada por um barbante. Porém a transferência de carga não ocorria se a bola era pendurada por um fio metálico. Daí concluiu que o metal "levava embora" o fluido (carga). Gray concluiu que a maior parte das substâncias podem ser classificadas de condutoras ou isolantes. Os condutores, como por exemplo os metais e soluções iônicas, permitem o fluxo livre do fluido, enquanto que os isolantes, como por exemplo a madeira, borracha, seda e vidro, não permitem o fluxo do fluido. Quando um bastão de vidro é friccionado por seda, ambos ficam carregados. Imagine a seguinte experiência. Duas bolas de isopor são suspensas por fios e colocadas próximas uma da outra. Ao tocar ambas as bolas com o bastão de vidro, ou ambas com seda, as bolas se repelem. Tocando uma das bolas com o vidro e a outra com seda elas se atraem. Baseado neste tipo de evidência, Charles du Faye, em 1733, propôs que existem dois tipos de cargas, que são observáveis como "fluxos elétricos", e que as cargas iguais se repelem enquanto que as cargas diferentes se atraem. O tipo da carga do vidro foi chamado de "vítreo" e o tipo da carga da seda ou do âmbar de "resinoso". du Fay acreditava que estas cargas eram separadas pelo ato da fricção. Por volta de 1750 Benjamin Franklin propôs que um único tipo de fluido flui de um corpo para o outro pela fricção, designando de positivamente carregado o corpo que acumulou fluido e negativamente carregado o corpo que perdeu fluido. Franklin realizou também a seguinte experiência: colocou duas pessoas, A e B, sobre um pedestal coberto de graxa para evitar a perda de carga. Depois de carregar um deles com o bastão de vidro e o outro com o pano de seda, observou que um terceiro indivíduo, C, aproximando-se de qualquer um deles causava o aparecimento de uma faísca. Contudo se A e B se tocavam, não havia faísca. Franklin concluiu que as cargas armazenadas no bastão de vidro e na seda eram de mesma amplitude mas de sinais opostos e propôs ainda que a carga nunca é criada ou destruída, mas simplesmente transferida de um corpo para o outro. Hoje chamamos a esta propriedade de Conservação da Carga. Em 1753, John Canton descobriu que é possível carregar um objeto metálico isolado eletricamente mesmo sem tocá-lo fisicamente com outro objeto carregado. Imagine por exemplo duas bolas metálica sobre pedestais isolantes, em contato entre si. Aproxima-se um bastão de vidro positivamente carregado de uma das bolas. Nesta situação, separa-se as duas bolas e afasta-se o bastão de vidro. Canton observou que a bola próxima ao bastão de vidro ficou carregada negativamente, enquanto que a outra ficou carregada positivamente, e que a quantidade de carga armazenada era a mesma nas duas bolas. Este fenômeno é chamado de indução. Durante todo o século XVIII uma série de experiências foram realizadas, mas as observações eram meramente qualitativas. O primeiro passo importante na quantificação das forças elétricas foi dado pelo químico Joseph Priestley, descobridor do oxigênio, em 1766. Poucos anos antes, Benjamin Franklin havia realizado a seguinte experiência. Era conhecido que um copo metálico carregado era capaz de atrair um pequeno corpo descarregado e que este corpo neutro se carregava prontamente em contato com a superfície externa do copo. Contudo, ao suspender uma pequena esfera de
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Considerações Sobre as Bases Históricas Das Escolas De Engenharia
Muito da prática do ensino de engenharia brasileiro tem suas origens esquecidas no tempo, como se a historicidade não fizesse parte do ensino tecnológico ou da própria tecnologia. Também é comum, no modo de pensar desta área, a idéia de que o ensino resulta de uma realidade posta, pronta e acabada, o que nos faz relegar o passado à condição de erros agora desconsideráveis, já que teriam sido finalmente corrigidos. É assim que, a todo momento, reproduzimos acriticamente procedimentos didáticos cujas origens virtualmente desconhecemos e que, talvez por isso, os desconsideremos. Isto deve contribuir para que releguemos as atividades docentes a plano secundário, como se fossem atividades acessórias. E do confronto, na prática acadêmica, da pesquisa, da extensão e da administração com o ensino, este acaba sendo, num caso limite, inclusive menosprezado. Tentando traçar um paralelo entre a nossa prática atual e o início da sistematização do ensino técnico, neste artigo procuramos apresentar dados e análises que podem ser úteis para uma reflexão sobre algumas das características do ensino que realizamos. São analisados em especial alguns aspectos de três escolas técnicas francesas, dos séculos 17 e 18, cujas histórias nos revelam similaridades com a prática do ensino tecnológico brasileiro de hoje. São resgatados elementos da Academia Real de Arquitetura, da Escola de Pontes e Estradas e da Escola de Minas. São elas escolas características, quer pelo ineditismo do que ajudaram a trazer, em termos de uma nova forma de tratar o ensino e o conhecimento, quer pelo fato de terem, de alguma forma, tornado-se padrões de referência para o ensino tecnológico, em vários países, até os dias de hoje. Em função disso, procuramos destacar algumas características da nossa prática atual, tentando apontar na direção de uma maior conscientização do exercício docente na área tecnológica.
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