James Watt

Imagem: Morton1905 · PDM · Openverse

Quatro anos após ter aberto sua loja, Watt iniciou seus experimentos com vapor, incentivado por seu amigo, o professor John Robinson. Watt nunca havia trabalhado com máquinas a vapor, mas mesmo assim ele persistiu na construção de um modelo. Encontrou muita dificuldade a princípio, mas continuou com seus experimentos, descobriu a importância do calor latente, e compreendeu a engenharia aplicada em tais máquinas, ao qual Watt acabou por tornar-se famoso alguns anos mais tarde. E com o apoio da Universidade, através de máquinas e equipamentos, pode pesquisar e fazer diversos experimentos na área. Até que ele mostrou que 80% do calor do aquecedor é consumido para esquentar o cilindro, por que o vapor é condensado e separado em um compartimento no pistão, que mantém o cilindro na mesma temperatura do vapor injetado. Tal pesquisa teve fim em 1765, e ele logo iniciou um novo trabalho. Neste mesmo ano, inventou uma máquina a vapor com menores problemas de perda de energia em relação às bombas anteriores e que poderia também gerar movimento circular. Com o progresso da metalurgia, a máquina pode obter a precisão que requeria.

Imagem: ell brown · BY · Openverse

A princípio a parceria fez o desenho e especificações dos motores, e supervisionou a obra de montagem na propriedade do cliente. Eles produziram quase nenhuma das peças sozinhos. Watt fez a maior parte de seu trabalho em sua casa em Harper's Hill, em Birmingham, enquanto Boulton trabalhava na Soho Manufactory. Gradualmente, os sócios começaram a fabricar mais e mais peças e, em 1795, adquiriram uma propriedade a cerca de um quilômetro da fábrica do Soho, nas margens do Canal de Birmingham, para estabelecer uma nova fundição para a fabricação dos motores. A Soho Foundry foi inaugurada formalmente em 1796, numa época em que os filhos de Watt, Gregory e James Jr. estavam fortemente envolvidos na gestão da empresa. Em 1800, o ano da aposentadoria de Watt, a empresa fabricava um total de 41 motores.

Imagem: ell brown · BY · Openverse

Essa máquina, que permitiu aumentar em 75% o rendimento da máquina de Newcomen, foi patenteada por Watt em 1769. O ápice de suas invenções ocorreu depois que Boulton o instigou a converter o movimento recíproco do pistão para produzir uma grande força rotacional, tornando a manivela uma solução mais lógica e prática. Esta, juntamente com o mecanismo de biela-manivela inventado pelo inglês James Pickard em 1780, permitiu transformar o movimento retilíneo alternativo do êmbolo da máquina a vapor em um movimento rotativo de volante, contribuíram decisivamente para o avanço da Revolução Industrial. De 1776 a 1781 ele viajou pelo Reino Unido ajudando a instalar suas máquinas. Fez inúmeras outras melhorias e modificações nas máquinas a vapor, e também algumas que facilitaram a manufatura e instalação que foram continuamente implementadas. Criou a engrenagem central de sistema planetário, que permitiu à máquina desenvolver o movimento rotativo. Desenvolveu também um sistema de hastes conectadas a um pistão motriz, em um cilindro instalado verticalmente. Além de várias invenções que posteriormente foram por ele patenteadas, inclusive ajudou a produzir uma máquina que fora cinco vezes mais eficiente que as similares, iniciando a nova era industrial, pois utilizava combustível. Escreveu também um artigo para a Royal Society de Londres, em 1783, sugerindo que a água seria uma combinação de dois gases, ideia que viria a ser confirmada por Antoine Lavoisier. Watt descobriu também métodos de trabalhar com a expansão do vapor.

Imagem: ell brown · BY · Openverse

Em 1800 a primeira patente de Watt expirou e ele, já na condição de um homem muito rico, aposentou-se, deixando para os filhos a direção de seus negócios. E em 1814, James tornou-se membro estrangeiro da Académie des Sciences (Academia Francesa de Ciência), e também da Sociedade Real de Edimburgo (Royal Society of Edinburgh) e da Sociedade Real de Londres (Royal Society of London). Watt continuou a inventar outras coisas antes e durante sua semi-aposentadoria. Em sua casa em Handsworth, Staffordshire, Watt fez uso de um sótão como oficina, e foi onde que ele trabalhou em muitas de suas invenções. Entre outras coisas, ele inventou e construiu várias máquinas para copiar esculturas e medalhões que funcionaram muito bem, mas que ele nunca patenteou. Uma das primeiras esculturas que ele produziu com a máquina foi uma pequena cabeça de seu velho amigo professor Adam Smith. Ele manteve seu interesse pela engenharia civil e foi consultor em vários projetos importantes. Ele propôs, por exemplo, um método para construir um tubo flexível a ser usado para bombear água sob o Clyde em Glasgow.

Imagem: ell brown · BY · Openverse

Watt foi muito homenageado em seu próprio tempo. Em 1784 foi nomeado membro da Royal Society de Edimburgo e foi eleito membro da Batavian Society for Experimental Philosophy, de Rotterdam em 1787. Em 1789 foi eleito para o grupo de elite, a Smeatonian Society of Civil Engineers. Em 1806 ele foi agraciado com o doutor honorário em Direito pela Universidade de Glasgow. A Academia Francesa elegeu-o Membro Correspondente e ele foi feito Associado Estrangeiro em 1814. Em 29 de maio de 2009, o Banco da Inglaterra anunciou que Boulton e Watt apareceriam com uma nova nota de £ 50. O design é o primeiro a apresentar um retrato duplo em uma nota do Banco da Inglaterra e apresenta os dois industriais lado a lado com imagens da máquina a vapor de Watt e da fábrica Soho de Boulton. As citações atribuídas a cada um dos homens estão inscritas na nota: "Vendo aqui, senhor, o que todo o mundo deseja ter - PODER" (Boulton) e "Não consigo pensar em outra coisa senão nesta máquina" (Watt). A inclusão de Watt é a segunda vez que um escocês aparece em uma nota do Banco da Inglaterra (o primeiro foi Adam Smith na nota de £ 20 de 2007). Em setembro de 2011, foi anunciado que as notas entrariam em circulação em 2 de novembro.

Imagem: ell brown · BY · Openverse

Watt foi enterrado no terreno da Igreja de Santa Maria, em Handsworth, em Birmingham. A expansão posterior da igreja, sobre seu túmulo, significa que seu túmulo está agora dentro da igreja. A oficina do sótão que Watt usou em sua aposentadoria foi deixada, trancada e intocada, até 1853, quando foi vista pela primeira vez por seu biógrafo J. P. Muirhead. Depois disso, foi ocasionalmente visitado, mas deixado intocado, como uma espécie de santuário. A proposta de transferi-lo para o Escritório de Patentes deu em nada. Quando a casa estava para ser demolida em 1924, a sala e todo o seu conteúdo foram apresentados ao Museu da Ciência, onde foi recriada na sua totalidade. Permaneceu em exposição aos visitantes durante muitos anos, mas foi vedado quando a galeria em que o alojou fechou. A oficina permaneceu intacta e preservada e, em março de 2011, foi colocada em exibição pública como parte de uma nova exposição permanente do Museu de Ciência, "James Watt e nosso mundo".

Imagem: Gandalf's Gallery · BY-NC-SA · Openverse

Watt foi o único inventor listado em suas seis patentes:

Imagem: Frankie Roberto · BY · Openverse

Edward Bull começou a construir motores para Boulton e Watt na Cornualha em 1781. Em 1792, ele começou a fabricar motores de seu próprio projeto, mas que continham um condensador separado, e assim infringiu as patentes de Watt. Dois irmãos, Jabez Carter Hornblower e Jonathan Hornblower Jr, também começaram a construir motores na mesma época. Outros começaram a modificar os motores Newcomen adicionando um condensador, e os proprietários da mina na Cornualha se convenceram de que a patente de Watt não poderia ser aplicada. Eles começaram a reter os pagamentos devidos a Boulton e Watt, que em 1795 haviam caído. Do total de £ 21 000 (equivalente a £ 2 190 000 em 2019) devido, apenas £ 2 500 foram recebidos. Watt foi forçado a ir ao tribunal para fazer cumprir suas reivindicações. Ele processou Bull pela primeira vez em 1793. O júri decidiu sobre Watt, mas a questão de saber se a especificação original da patente era válida ou não foi deixada para outro julgamento. Nesse ínterim, foram expedidas liminares contra os infratores, obrigando o pagamento dos royalties a ficar sob custódia. O julgamento de apuração da validade das especificações realizado no ano seguinte foi inconclusivo, mas as liminares permaneceram em vigor e os infratores, com exceção de Jonathan Hornblower, começaram todos a resolver seus casos. Hornblower logo foi levado a julgamento e o veredicto dos quatro juízes (em 1799) foi decisivamente a favor de Watt. Seu amigo John Wilkinson, que havia resolvido o problema de perfuração de um cilindro preciso, era um caso particularmente grave. Ele havia erguido cerca de vinte motores sem o conhecimento de Boulton e Watts. Eles finalmente concordaram em resolver a infração em 1796. Boulton e Watt nunca cobraram tudo o que lhes era devido, mas as disputas foram todas resolvidas diretamente entre as partes ou por arbitragem. Esses testes foram extremamente caros em termos de dinheiro e tempo, mas acabaram sendo bem-sucedidos para a empresa.

Imagem: User:Dave souza · BY-SA · Openverse

Antes de 1780, não havia um bom método para fazer cópias de cartas ou desenhos. O único método às vezes empregado era um mecanismo que utilizava canetas múltiplas vinculadas. Watt a princípio experimentou melhorar esse método, mas logo desistiu dessa abordagem porque era muito complicado. Em vez disso, ele decidiu tentar transferir fisicamente um pouco da tinta da frente do original para o verso de outra folha, umedecida com um solvente e pressionada contra o original. A segunda folha deveria ser fina, para que a tinta pudesse ser vista através dela quando a cópia fosse colocada contra a luz, reproduzindo assim o original com exatidão. Watt começou a desenvolver o processo em 1779 e fez muitos experimentos para formular a tinta, selecionar o papel fino, planejar um método para umedecer o papel fino especial e fazer uma prensa adequada para aplicar a pressão correta para efetuar a transferência. Tudo isso exigia muita experimentação, mas ele logo teve sucesso suficiente para patentear o processo um ano depois. Watt formou outra parceria com Boulton (que forneceu o financiamento) e James Keir (para gerenciar o negócio) em uma empresa chamada James Watt and Co. A perfeição da invenção exigiu muito mais trabalho de desenvolvimento antes que pudesse ser usada rotineiramente por outros, mas isso foi realizado ao longo dos próximos anos. Boulton e Watt entregaram suas ações aos filhos em 1794. Tornou-se um sucesso comercial e foi amplamente utilizado em escritórios ainda no século XX.

Imagem: No machine-readable author provided. Tagishsimon assumed (based on copyright claims). · BY-SA · Openverse

Desde cedo, Watt se interessou muito por química. No final de 1786, enquanto em Paris, ele testemunhou um experimento de Berthollet no qual ele reagiu ácido clorídrico com dióxido de manganês para produzir cloro. Ele já havia descoberto que uma solução aquosa de cloro podia branquear os tecidos e publicou suas descobertas, que despertaram grande interesse entre muitos rivais em potencial. Quando Watt voltou para a Grã-Bretanha, ele começou a fazer experimentos nesse sentido com a esperança de encontrar um processo comercialmente viável. Ele descobriu que uma mistura de sal (cloreto de sódio), dióxido de manganês e ácido sulfúrico poderia produzir cloro, que Watt acreditava ser um método mais barato. Ele passou o cloro em uma solução fraca de álcali e obteve uma solução turva que parecia ter boas propriedades de branqueamento. Ele logo comunicou esses resultados a James McGrigor, seu sogro, que era tintureiro em Glasgow. Caso contrário, ele tentou manter seu método em segredo.