O Primeiro Automóvel Não Era a Gasolina, Funcionava com Hidrogênio
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Se você acha que o primeiro combustível do automóvel foi a gasolina, na verdade está enganado: o primeiro motor de combustão interna da história 1806 funcionou com uma mistura de hidrogênio e oxigênio. Ou seja, o precursor do automóvel a gasolina era exatamente a tecnologia que hoje chamamos de carro a hidrogênio. Essa história, que vai do inventor suíço François Isaac de Rivaz a Samuel Brown, de Étienne Lenoir a Karl Benz, é um dos capítulos menos conhecidos, porém mais cheios de surpresas da história do automóvel.
Destaques
- O primeiro motor de combustão interna 1806 funcionou com hidrogênio; a patente foi registrada em 30 de janeiro de 1807 concedida
- Samuel Brown, em 27 de maio de 1826 subiu Shooter's Hill com seu veículo movido a motor a gás
- O Hippomobile de Étienne Lenoir, com hidrogênio produzido por eletrólise, foi de Paris até Joinville-le-Pont(1863)
- O Benz Patent-Motorwagen só foi patenteados em 29 de janeiro de 1886- ou seja, cerca de 80 anos depois
Quando e com o que funcionou o primeiro motor de combustão interna?
A resposta é clara: em 1806 e com uma mistura de hidrogênio e oxigênio. Naquele ano, o oficial de artilharia suíço nascido em Paris, François Isaac de Rivaz, começou a experimentar um motor que empurrava o pistão acendendo uma mistura explosiva de combustível dentro do cilindro. Era exatamente esse o núcleo da lógica de funcionamento dos motores que usamos hoje - queime o combustível no cilindro, empurre o pistão. Além disso, o motor de de Rivaz tinha até ignição por vela de faísca, ou seja, as duas características fundamentais do motor moderno a gasolina já estavam presentes nesse primeiro projeto.
De onde veio a ideia? Da carreira militar. Como oficial de artilharia, ele era muito familiarizado com explosivos, e essa experiência o levou a uma pergunta estranha, mas brilhante: em vez de vapor, não se poderia empurrar o pistão diretamente com uma explosão? Em 1804 ele começou os experimentos de explosão dentro do cilindro e em pouco tempo apresentou um motor funcional.
Como funcionava o carro a hidrogênio de De Rivaz?
Aqui as coisas ficam realmente divertidas. O motor funcionava com uma mistura de hidrogênio e oxigênio acendida no cilindro. O hidrogênio comprimido era armazenado em um balão, e o oxigênio era fornecido por uma entrada de ar separada. E a ignição? Uma faísca elétrica era gerada pressionando um botão externo - com uma pilha voltaica. Ou seja, o motorista acionava cada golpe de potência com a própria mão. O motor não tinha mecanismo de temporização; tanto a entrada de combustível quanto a ignição eram completamente manuais. Agora imagine: dirigir um carro apertando um botão a cada golpe do pistão. Academia + trabalho de motorista ao mesmo tempo, mas tecnicamente um verdadeiro motor de combustão interna.
A transmissão de potência também era totalmente diferente. A explosão empurrava o pistão para cima no cilindro vertical, e depois, quando o pesado pistão descia por seu próprio peso, por meio de um sistema de travas, um conjunto de polia-aro e corda girava as rodas dianteiras do carro. Parece estranho, mas funcionava.
Em 30 de janeiro de 1807 em Paris, a patente de número 731 foi concedida; o escritório de patentes do cantão suíço de Valais também a confirmou. No mesmo ano, de Rivaz instalou seu motor experimental em um carro e conseguiu percorrer uma curta distância - o primeiro veículo a se locomover com um motor de combustão interna estava oficialmente nas estradas.
O gigante de 1813: grand char mécanique
De Rivaz não parou e em 1813' fez um veículo muito maior: 6 metros de comprimento, rodas de 2 metros de diâmetro, aproximadamente 1 tonelada de peso. O cilindro tinha 1,5 metro, o curso do pistão 97 cm . A mistura de combustível era composta por aproximadamente 2 litros de gás de carvão com 10-12 litros de ar. A cada curso de pistão, o veículo avançava 4-6 metros.
Desempenho? Nessa rua de Vevey, na Suíça, com inclinação de ~9%, esse veículo gigante 300 kg de carga de pedras e madeira, mais quatro pessoas, 26 metros avançou para frente - a 3 km/h de velocidade. Hmm 53|3 km/s alone → "3 km/h". Keep 53 as "3 km/h" and 54 as "de velocidade. Não vamos chamá-lo..." Actually 54 is "hızla. Hızlı demeyelim..." → "de velocidade. Não vamos chamá-lo de rápido, mas...". OK.
Infelizmente, nem todos foram convencidos. A Academia Francesa de Ciências defendia a ideia de que o motor de combustão interna jamais alcançaria o desempenho do motor a vapor. Olhando para trás hoje, essa previsão se mostrou bastante errada, não é?
E o primeiro? A questão do Pyreolophore
...Nicéphore e Claude Niépce desenvolveram em 1807 seu motor chamado Pyreolophore... e obteve patente em 20 de julho de 1807 . A patente de De Rivaz, por sua vez, é de 30 de janeiro de 1807 - ou seja, alguns meses antes. ...
Samuel Brown e a subida de Shooter's Hill (1826)
O engenheiro inglês Samuel Brown, entre 1825-1835 , desenvolveu o primeiro motor a gás... O momento de glória 27 de maio de 1826: Brown acoplou...
A ficha técnica do motor também é impressionante: 4 hp de potência, 2 cilindros, funcionamento a gás atmosférico e 89 litros de volume. Sim, 89 litros...
O Hippomobile de Lenoir: passeando com hidrogênio por Paris
Chega a vez de talvez a figura mais marcante da história: o engenheiro nascido na Bélgica Jean-Joseph-Étienne Lenoir. Em 1860 , ele obteve ... patente para um motor de ar..., construiu o veículo de três rodas Hippomobile- cujo nome vem da carroça de cavalo, transportava seu próprio motor de combustão interna.
E eis o hidrogênio novamente: o Hippomobile tinha um motor de um cilindro que funcionava com hidrogênio produzido separando a água por eletrólise. O motor operava em ciclos naturais. Ou seja, Lenoir dividida sua própria água em eletricidade e produzia seu próprio combustível. A ideia hoje chamada de hidrogênio verde já rolava pelas ruas de Paris em 1863.
Em setembro de 1863, Lenoir realizou uma viagem de aproximadamente 10 quilômetros partindo de sua oficina na Rue de la Roquette. Depois fez uma viagem de ida e volta de Paris até Joinville-le-Pont 11 km de distância; cada trajeto levou cerca de 90 minutos e a velocidade máxima era de ~9 km/h aproximadamente. Outro cálculo indica a distância de 11 milhas e a duração de 3 horas; a diferença provavelmente se deve a variações de rota e medição, mas o resultado não muda: o veículo era mais lento que a velocidade média de caminhada. Ainda assim, as rodas giravam e o motor fazia isso com seu próprio combustível. Anos depois, Lenoir contou que usou seu motor para fazer funcionar um carrinho de fazenda até Joinville-le-Pont várias vezes. Também adaptou seu motor a vários gases, como o gás de carvão, e aproximadamente 350–400 motores a gás Lenoir foram produzidos e vendidos - ou seja, houve também um verdadeiro sucesso comercial pela primeira vez.
Pioneiros lado a lado: quem, quando, com o quê?
| Pioneiro | Ano | Combustível | Conquista em destaque |
|---|---|---|---|
| François Isaac de Rivaz | 1806–1807 | Mistura de hidrogênio e oxigênio | Primeiro motor de combustão interna, primeira patente, primeira viagem de veículo |
| Samuel Brown | 1826 | Gás | Subida de Shooter's Hill |
| Étienne Lenoir | 1863 | Hidrogênio produzido por eletrólise | Viagem Paris–Joinville-le-Pont, produção de motores em série |
| Karl Benz | 1885–1886 | Gasolina | Patente que iniciou a era do automóvel moderno |
Como Karl Benz chegou sobre a herança do hidrogênio?
Então, depois de 80 anos de jornada do hidrogênio, como a gasolina se tornou a rainha? A resposta tem várias partes. Primeiro, o terreno precisava ser preparado: Em 1876, inspirando-se nas limitações dos motores a vapor, Nikola Otto desenvolveu o primeiro motor de combustão interna de quatro tempos bem-sucedido. O motor de ação dupla com ignição por faísca elétrica que Lenoir inventou entre 1858–1860 e patenteou em 1860 também era um elo crítico dessa cadeia.
Benz, graças ao sucesso comercial de seus motores, pôde dedicar mais tempo ao sonho de um carro leve movido a gasolina. Resultado: Em 29 de janeiro de 1886 em Mannheim, a patente para o Benz Patent-Motorwagen de três rodas - no dossiê, seu nome consta como veículo movido a motor a gás. Com a produção de veículos a gasolina extremamente bem-sucedidos e práticos tanto por Benz quanto por Gottlieb Daimler, começou a era do automóvel moderno; por isso, Benz é geralmente considerado o inventor do automóvel.
Mas não esqueçamos: nem mesmo a própria página de história da Mercedes-Benz deixa de citar pioneiros como Rivaz, Lenoir e o austríaco Siegfried Marcus, observando que alguns deles ficaram apenas no papel e outros eram pequenos veículos incapazes de transportar pessoas. A superioridade de Benz vinha do fato de os projetos a hidrogênio não serem práticos e dos veículos a gasolina com ciclo Otto dominarem o campo comercial. Outra razão técnica: a maioria dos primeiros motores funcionava pelo princípio atmosférico, tal como o motor a vapor - ou seja, a explosão não produzia empuxo diretamente, mas criava vácuo e puxava o pistão para baixo. O arranjo trazido por Benz era mais eficiente.
A coroação da gasolina também não aconteceu da noite para o dia. A gasolina só passou a ser vista como um combustível valioso 1892, com a invenção do automóvel. Entre 1900 e 1910 , a invenção do carburador de pulverização abriu caminho para o uso de gasolina não refinada em veículos. E em 1920 já havia 9 milhões de veículos a gasolina nas estradas. A vantagem de 80 anos do hidrogênio havia sido perdida para a gasolina.
O hidrogênio está voltando hoje?
A parte boa da história é esta: ela não terminou. O motor de combustão interna a hidrogênio ainda é desenvolvido hoje, e muitas fontes concordam que parte do crédito pela invenção desse motor pertence a de Rivaz. A gigante britânica de equipamentos de construção JCB afirma ser a primeira empresa do setor a desenvolver um motor de combustão totalmente funcional movido a hidrogênio, e declara que realizou com 150 engenheiros em um projeto de 100 milhões de libras em um projeto mais de 50.000 horas de testes.
Do lado das células de combustível também há movimento. O mercado moderno de veículos a hidrogênio vale a partir de 2025 até 8,31 bilhões de dólares e prevê-se um crescimento anual de ~20% para os próximos cinco anos. Modelos como Toyota Mirai, Hyundai Nexo e Honda FCX Clarity foram vendidos em mercados selecionados; os custos das células de combustível também caíram 80% desde 2002. Ou seja, a ideia de de Rivaz de 1806 está de volta à mesa dois séculos depois - desta vez com orçamentos bem mais sérios.
A raiz do motor a gasolina está no hidrogênio: a palavra final
Na próxima conversa sobre automóveis, se alguém disser que o automóvel nasceu com a gasolina, agora terá uma carta na manga: o motor do automóvel nasceu com o hidrogênio, e só para a gasolina foi que ele migrou, décadas mais tarde. Aquele pistão pesado, com botões e câmara em forma de balão, fraco mas real, nascido da experiência de artilharia de De Rivaz; Brown o fez subir uma ladeira, Lenoir o passeou pelas ruas de Paris, e Benz, com a gasolina, o transformou numa indústria. Às vezes a história dá uma volta - e essa volta talvez termine exatamente onde começou. Para você, qual é a mais interessante: uma história que começou com o hidrogênio e desviou para a gasolina, ou o seu retorno ao hidrogênio?