CapÃtulo 1 : Engenharia
Engenharia é a aplicação das ciências naturais, da matemática e do processo de projeto de engenharia para a resolução de problemas técnicos, o aprimoramento de sistemas e o aumento da eficiência e da produção. Existem muitos subcampos que se enquadram sob o guarda-chuva da engenharia moderna. Alguns destes subdomínios incluem a conceção e melhoria de infraestruturas, máquinas, veículos, electrónica, materiais e sistemas energéticos.
A engenharia é um campo amplo que compreende uma grande variedade de subcampos mais especializados da engenharia. Cada um desses subcampos coloca uma maior ênfase em áreas particulares de matemática aplicada, ciência aplicada e diferentes tipos de aplicações. Este é um glossário de termos de engenharia.
Ingênio, que literalmente se traduz como "esperteza", é de onde vem o termo "engenharia".
Uma definição de "engenharia" foi fornecida pelo American Engineers' Council for Professional Development (ECPD), que foi a organização que veio antes da ABET.
A aplicação criativa de princípios científicos para projetar ou desenvolver estruturas, máquinas, aparelhos ou processos de fabricação, ou obras que os utilizem isoladamente ou em combinação; ou para construir ou operar o mesmo com pleno conhecimento de seu projeto; ou prever o seu comportamento em condições operacionais específicas; tudo no que diz respeito a uma função pretendida, economia de operação e segurança à vida e propriedade.
Desde os tempos antigos, as pessoas têm desenvolvido muitas invenções, incluindo a cunha, alavanca, roda e polia, entre outras coisas. Este é o início da engenharia.
Um motor'er, que significa literalmente "aquele que constrói ou opera um motor de cerco", era a frase que foi usada para se referir a "um construtor de motores militares" no século 14. O termo engenharia deriva da palavra engenheiro, que remonta a essa década. No contexto desta discussão, que já não é relevante, o termo "motor" referia-se a uma máquina militar, que é um dispositivo mecânico que é utilizado na guerra (por exemplo, uma catapulta). Alguns exemplos notáveis de uso ultrapassado que persistem até os dias atuais incluem corpos de engenharia militar, como os Estados Unidos e o Reino Unido. Era o Corpo de Engenheiros do Exército.
A palavra "motor" em si tem uma origem muito mais antiga, em última análise, derivando da palavra latina ingenium, que significava "qualidade inata, especialmente poder mental, portanto, uma invenção inteligente". Esta frase foi usada pela primeira vez por volta do ano de 1250.
Nos últimos anos, à medida que o projeto de estruturas civis, como pontes e edifícios, se desenvolvia em uma disciplina técnica madura, o termo "engenharia civil" entrou no léxico como um meio de distinguir entre aqueles que se especializam na construção de tais projetos não militares e aqueles que estão envolvidos na disciplina de engenharia militar.
Existem inúmeros exemplos que demonstram a inventividade e a perícia de antigos engenheiros civis e militares. Alguns exemplos incluem as pirâmides no antigo Egito, os ziguratos da Mesopotâmia, a Acrópole e o Partenon na Grécia, os aquedutos romanos, a Via Appia e o Coliseu, Teotihuacán e o Templo Brihadeeswarar de Thanjavur. Outros edifícios, como o Pharos de Alexandria e os Jardins Suspensos da Babilônia, que não estão mais de pé, não só foram considerados entre as Sete Maravilhas do Mundo Antigo, mas também foram considerados triunfos significativos da engenharia ao longo de suas respetivas épocas.
Desde os tempos antigos, as pessoas no Oriente Próximo estavam familiarizadas com as seis máquinas simples fundamentais. Desde os tempos pré-históricos, as pessoas têm consciência da cunha e do plano inclinado, às vezes conhecido como rampa. Durante o quinto milénio antes da era comum, a Mesopotâmia, que agora está incluída no Iraque, foi o berço da roda, bem como do sistema de rodas e eixos. Cerca de 5.000 anos atrás, o mecanismo de alavanca foi originalmente descoberto no Oriente Próximo. Foi inicialmente utilizado na construção de uma balança simples, bem como na tecnologia do antigo Egito, onde era utilizado para mover grandes coisas. Além disso, a alavanca foi utilizada no mecanismo de elevação de água shadoof, que foi a primeira máquina de guindaste a ser criada na Mesopotâmia por volta do ano c.3000 a.C., e depois tecnologia no antigo Egito na mesma época. O ano 2000 a.C. A Mesopotâmia, no início do segundo milênio a.C., e o antigo Egito, durante a Décima Segunda Dinastia (1991-1802 a.C.), são os lugares onde as primeiras evidências de polias podem ser encontradas. A Mesopotâmia foi o berço do parafuso, que foi o último das máquinas primitivas a serem construídas. Sua primeira aparição foi durante o período neo-assírio (911-609) a.C. O plano inclinado, a cunha e a alavanca foram as três máquinas simples que foram utilizadas na construção das pirâmides egípcias. Além disso, a alavanca foi utilizada na construção de monumentos como a Grande Pirâmide de Gizé.
Imhotep é por vezes citado como o primeiro engenheiro civil a ser identificado pelo nome. Por volta do ano 2630-2611 a.C., ele foi presumivelmente um dos funcionários do faraó, Djosèr, e foi responsável por projetar e supervisionar a construção da Pirâmide de Djosèr, também conhecida como Pirâmide de Passos, que estava localizada em Saqqara, Egito. A roda d'água e o moinho de água, duas das máquinas mais antigas movidas a água e práticas, foram vistas pela primeira vez no Império Persa, localizado no que hoje é o Iraque e o Irã, no início do século IV a.C.
Durante o século IV a.C., Kush foi quem construiu o Sakia, que era alimentado por energia animal em vez de energia humana. Uma espécie de reservatório conhecido como hafir foi construído em Kush com a finalidade de armazenar e conter água, bem como melhorar os serviços de irrigação. Para a construção de calçadas durante as campanhas militares, foram contratados sapadores. Durante a Idade do Bronze, durante o período entre 3700 e 3250 a.C., os antepassados Kushite construíram speos. Além disso, bloomeries e altos-fornos foram construídos em Kush durante o século VII que precedeu a era comum.
As máquinas que foram inventadas na Grécia antiga eram usadas tanto na esfera civil como militar. Um exemplo de engenharia mecânica grega é a máquina Antikythera, que é um dos primeiros computadores analógicos mecânicos conhecidos. As invenções mecânicas de Arquimedes são outros exemplos da engenharia mecânica grega. Algumas das invenções de Arquimedes, bem como o mecanismo de Anticítera, exigiram uma compreensão sofisticada da engrenagem diferencial ou engrenagem epicíclica. Estes são dois princípios fundamentais na teoria das máquinas que foram fundamentais no projeto de trens de engrenagens durante a Revolução Industrial. Esses princípios também são amplamente utilizados em campos como robótica e engenharia automotiva.
A artilharia, que foi inventada pelos gregos por volta do século IV a.C., a trirrema, a ballista e a catapulta foram exemplos de máquinas militares e inovações que foram utilizadas pelas antigas forças chinesas, gregas, romanas e hunas. O trabuco foi um dispositivo que foi projetado durante a Idade Média.
O moinho de vento e a bomba eólica, dois dos mais antigos equipamentos movidos a vento que eram funcionais, foram vistos pela primeira vez no mundo muçulmano durante a Era de Ouro Islâmica, no que hoje é Irã, Afeganistão e Paquistão, no século 9 após a era comum. Em 1551, Taqi al-Din Muhammad ibn Ma'ruf do Egito Otomano descreveu um macaco a vapor que foi impulsionado por uma turbina a vapor. Esta máquina movida a vapor na época foi o primeiro exemplo prático de máquinas movidas a vapor.
Tanto o gin de algodão como a roda de fiação foram essenciais para o desenvolvimento da indústria do algodão. O gin de algodão foi inventado na Índia algures por volta do século VI após a era comum, enquanto a roda giratória foi inventada no mundo islâmico algures por volta do século XI. Não só a roda giratória foi um precursor da fiação jenny, mas também foi um desenvolvimento significativo que ocorreu durante os estágios iniciais da Revolução Industrial no século 18.
O mundo dos muçulmanos foi responsável pelo desenvolvimento das primeiras máquinas programáveis. Um exemplo do tipo mais antigo de máquina programável era um sequenciador de música, que é um tipo de instrumento musical que pode ser programado. No século IX, os irmãos Banu Musa construíram um flautista automatizado, que foi descrito em seu Livro de Dispositivos Engenhosos. Este foi o primeiro sequenciador de música já criado. Autômatos programáveis e robôs foram criados pela primeira vez por Al-Jazari no ano de 1206. Ele apresentou quatro músicos autômatos, um dos quais era um baterista que era controlado por uma bateria programável. Estes bateristas podiam ser programados para executar uma variedade de ritmos e padrões de bateria.
A matemática era utilizada por artesãos e artesãos antes do nascimento da engenharia moderna. Alguns exemplos desses indivíduos são moleiros, relojoeiros, fabricantes de instrumentos e topógrafos. Além dessas profissões, acreditava-se que as faculdades não exerciam uma quantidade significativa de relevância prática no campo da tecnologia.
Uma referência típica sobre o nível das artes mecânicas durante o Renascimento é fornecida no tratado de engenharia de minas De re metallica (1556), que também tem seções sobre geologia, mineração e química. Este tratado foi escrito em 1556. De re metallica serviu como referência...
