A história da humanidade está repleta de exemplos de aplicações práticas bem-sucedidas de tecnologias elementares e, é claro, muita engenharia. Como destacado última edição anterior, há cerca de 5 mil anos já havia tecnologia capaz de executar serviços pesados, utilizando unicamente a força de seres humanos.

No século IV a.C., começaram a surgir as polias compostas, guinchos e cabrestantes. Foi quando apareceram os conjuntos de três polias (trispastos) e de cinco polias (pentaspastos) que multiplicavam, respectivamente, o esforço aplicado por três e por cinco pessoas. Nessa mesma época, foram produzidos cabrestantes (tambores com eixo vertical) com relações de multiplicação de força incrivelmente altas, acionados por grupos de pessoas ou animais. Mas um avanço ainda maior seria conseguido com a introdução da roda de passo (treadwheel), um engenhoso invento que permitia multiplicação de força ainda maior, substituindo o esforço muscular do braço pela força gerada pela caminhada da pessoa no interior da roda.

TORRES

Na Roma antiga, surgiu um desafio de engenharia movido pelas conquistas. Além dos blocos de pedra dos edifícios serem muito mais pesados, diversos obeliscos trazidos do Egito, por exemplo, foram reposicionados em cidades distantes do Império.

Como alguns monólitos tinham até 500 toneladas, exigiam a utilização de dispositivos combinados de içamento. Para tanto, um dos métodos mais utilizados envolvia a construção de uma torre gigantesca, na qual eram instalados sistemas de polias ligados a cabrestantes fixados no solo e acionados por pessoas ou animais.

Embora haja poucas informações sobre seu uso pelos romanos (e o fato de praticamente desaparecerem na Europa por mais de 800 anos), existe uma descrição detalhada de um desses trabalhos, feita pelo arquiteto italiano Domenico Fontana (1543-1607) no livro “A movimentação do Obelisco do Vaticano”, de 1589.

Em 1586, o Papa Sixto V (1521-1590) decidiu remover um obelisco de 344 ton do Circus Maximus e transferi-lo para o centro de uma nova praça, construída em frente à Basílica de São Pedro. Desafiadores, os serviços compreendiam baixar o conjunto, transportá-lo por 256 metros e recolocá-lo na posição prevista.

A operação utilizou uma estrutura de madeira de 27,3 m de altura, cabos com até 220 m de extensão, 40 cabrestantes, 800 homens e 140 cavalos (para baixar o obelisco, foram mobilizados outros 907 homens e 75 cavalos). Embora a obra tenha durado mais de um ano, incluindo a montagem da torre e dos cabrestantes, o transporte do obelisco sobre roletes e outros serviços, a elevação do obelisco em si foi feita em 13 horas e 52 minutos. O sucesso fez com que a operação fosse repetida em diversos outros obeliscos de Roma, um deles com 510 toneladas.

Durante os trabalhos, relata Fontana, exigia-se total silêncio dos trabalhadores e de eventuais espectadores. Aliás, os ruídos eram punidos com pena de morte, pois o silencio era importantíssimo para assegurar a comunicação entre o pessoal que monitorava os cabos e polias na parte superior da torre e os trabalhadores que operavam os cabrestantes no solo.

GÓTICOS

Apesar da falta de registros escritos, alguns guindastes movidos por rodas de passo foram preservados em porões de igrejas e catedrais, onde eram fundamentais para atingir-se o topo durante suas construções e em eventuais reparos posteriores. É provável que os guindastes fossem instalados inicialmente no solo e, posteriormente, movidos para cima (ou para as laterais) à medida que os trabalhos prosseguiam, sendo montados e desmontados diversas vezes.

Inclusive, um desses guindastes – fabricado no século XV e instalado na famosa Catedral de Canterbury, na Inglaterra – foi utilizado em um projeto de recuperação desenvolvido na década de 70. Esse equipamento tinha uma roda de passo com diâmetro de 4,6 m, que podia ser movida por um ou dois trabalhadores.

Outro dispositivo medieval com uma grande roda de passo foi mantido no topo da Catedral de Colônia (cuja altura é de 157 m), na Alemanha, do início da construção em 1400 até 1842, quando foi desmontado. Com duas rodas de passo, a estrutura tinha 15,7 m de altura e possuía uma lança de 4 m que podia varrer toda a área de trabalho, como fazem os atuais guindastes de torre.

PORTUÁRIOS

Os primeiros guindastes portuários acionados por rodas de passo apareceram no século XIII, em Flandres, na Holanda, e na Alemanha. Esses equipamentos tinham capacidade maior que a dos guindastes usados na construção, sendo equipados com duas rodas de até 6,5 m de diâmetro. Apesar disso, não eram utilizados para o içamento de cargas pesadas, mas principalmente para assegurar alta velocidade de carga e descarga dos navios.

Os maiores guindastes desse tipo foram fabricados nas docas de Londres por volta de 1850 e possuíam duas rodas de passo com largura de 3 m cada, acionadas por 3 a 4 homens. A propósito, os guindastes utilizados na Idade Média somente elevavam as cargas na vertical, sendo que o giro surgiu apenas no século XIV justamente com os guindastes portuários, encurtando bastante o ciclo de trabalho.

Os primeiros registros de guindastes que possuíam movimento horizontal da carga aparecem em um livro escrito por Georgius Agricola em 1550, mas versões operacionais só foram fabricadas em 1666, por Claude Perrault. Nesse projeto, um carro se movia ao longo da lança por meio de um complexo sistema de cabos que se enrolavam e desenrolavam de tambores. Já os dispositivos de segurança para evitar reversões bruscas de movimento dos cabrestantes só foram criados no final do século XVIII.

SÉCULO XIX

A primeira inovação importante do século XIX foi a utilização de componentes metálicos em lugar das estruturas e engrenagens de madeira, que permitiram produzir guindastes mais robustos e mais eficientes.

O primeiro guindaste desse tipo foi construído em 1834, mas a utilização de componentes metálicos foi implantada lentamente, partindo de estruturas combinadas de madeira e metal, que perduraram até o início do século XX.

Os últimos guindastes de acionamento manual foram criados por William Fairbarn e patenteados em 1850. Foram projetados para serviços portuários, elevando até 12 ton a uma altura de 9 metros, girando a carga num círculo com 20 m de diâmetro. Posteriormente, um guindaste similar foi fabricado com capacidade de 60 t, podendo elevar a carga até 18 m acima do solo e girá-la num círculo de 32 m de diâmetro. Um engenhoso sistema de polias e engrenagens permitia uma relação de 632:1 quanto à força aplicada nos cabrestantes. E apenas quatro pessoas eram suficientes para acionar o guindaste.

Em 1834 foi inventado o cabo de aço, uma alternativa muito mais resistente que os cabos de fibra até então utilizados e que teve aceitação extremamente rápida. Finalmente, em 1851 surgiu o motor a vapor. Mas essa já é outra história.

Leia na próxima edição: Allis-Chalmers: quase no topo