Por que a potência é medida em “cavalos vapor”?

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Há mais de 200 anos é usada a unidade de medida “cavalo-vapor” para medir a potência dos motores. Mas muitos se perguntam: “por que cavalos” ? Para saber isso, precisamos recuar ao século XVIII, início da Revolução Industrial, para contextualizar o uso do cavalo como unidade de potência.

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É neste período que vivia o escocês James Watt, inventor, químico e engenheiro. Entre os muitos feitos conseguidos por Watt, talvez o mais conhecido e importante foi o de ter aprimorado máquina a vapor criada por Thomas Newcomen em 1712, que ficou basicamente inalterada durante décadas.

Foi após o conserto de uma dessas máquinas, análise e muita experimentação, durante a década de 1760, que Watt encontrou soluções que aumentaram muito o rendimento da máquina a vapor. Conseguiu ganho brutal de eficiência (com o consumo reduzido em 75%), melhor relação custo-benefício e mais potência.

No entanto, só em 1781 Watt conseguiu ter uma máquina a vapor com qualidade de construção necessária para ser comercializada e útil. Foi nessa altura que surgiram as primeiras questões sobre como anunciar e promover os ganhos obtidos em relação à máquina de Newcomen.

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Inicialmente, Watt criou um sistema de “royalties”, onde os seus clientes pagariam a ele 1/3 da economia conseguida com o uso da sua máquina em comparação com outras. Mas, e como fazer com que os novos clientes percebessem as vantagens da sua máquina se nunca tinham tido contato com esta nova tecnologia? Naquela época, não havia nenhuma unidade de medida para comparar os ganhos de uma tecnologia diante de outra. Era preciso inventar uma solução…

Watt decidiu então criar uma nova unidade de medida, que permitisse a rápida comparação da sua máquina com a “máquina” mais usada na época para todo tipo de trabalhos: o cavalo. Tornava-se assim muito mais fácil de explicar e comparar o desempenho da sua máquina. Teoricamente, ter um motor com 1 cv de potência seria o equivalente a ter um cavalo em termos de produtividade. Surgiu deste modo, a unidade de medida “horsepower” (hp), que se tornaria no nosso “cavalo-vapor” (cv).

Quais as experiências efetuadas por Watt para determinar a quanto equivale a potência de um cavalo? Não se sabe. Há muitas versões sobre como Watt chegou aos números finais. No entanto, não existem dúvidas quanto à raça de cavalo que serviu de referência: foi o cavalo de tração ou de tiro, uma raça robusta, tipicamente usada em trabalho de minas ou lavoura na Europa, precisamente os cenários onde a sua máquina podia ser usada.

No final, o que ficou estabelecido é que um cavalo vapor equivaleria a 33.000 libras-pés por minuto, já que a potência é o equivalente ao trabalho realizado sobre uma unidade de tempo. Com a criação do sistema métrico, que adotamos, esses valores foram convertidos para 75 kgf·m/s (quilograma força por metro por segundo). O cálculo e a experiência efetuada (a força necessária para levantar 75 kg a um metro de altura em um segundo) para chegar a este resultado está nesta imagem:

Cavalo Vapor no sistema métrico

Independentemente dos cálculos efetuados para determinar o seu valor, o cavalo-vapor passou a ser a principal unidade para determinar a potência dos motores, e ainda hoje é a mais usada. E é também devido a essas diferentes formas de cálculos que existem as pequenas discrepâncias entre cv, hp ou bhp.


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