Desenvolvimento da ciência da engenharia

1. ORIGEM E HISTÓRICO DA PROFISSÃO

A história da Engenharia teve início há cerca de sete milhões de anos. De acordo com estudos de paleontologia, os primeiros hominídeos eram carnívoros e, como não possuíam dentes ou garras afiadas, necessitava de alguma ajuda para superar esse problema. Isto os levou à fabricação de ferramentas, que inicialmente eram pedras lascadas para ficarem com a ponta aguçada e se transformarem em objetos cortantes.

Estima-se que as mais antigas ferramentas, encontradas na Tanzânia, foram fabricadas há cerca de 1.750.000 anos, por uma população pré-humana, usados de forma bastante rudimentar. Pode-se afirmar também que as técnicas primitivas tiveram grande avanço e consistência com a descoberta da alavanca – quando o homem sentiu que podia mover cargas bem mais pesadas do que as normalmente movia com seus próprios braços.

As primeiras civilizações propriamente ditas que se tem conhecimento surgiram entre os anos 3.500 e 500 a.C., e a primeira delas é a Suméria, no sul da Mesopotâmia. As maiores contribuições tecnológicas legadas por ela foram a prática da irrigação e a construção e o desenvolvimento do sistema de governo. Pouco depois, sinais de civilização podem ser vistos também no Egito e datam de aproximadamente 3.000 anos a.C. Sabe-se que os egípcios primitivos dominavam várias técnicas dentre as quais, as de construção de barcos de junco, de trabalhar pedra dura, de moldar o cobre, além de dominarem técnicas de irrigação. Praticavam também a criação do gado para tração e criavam aves. Construíram obras públicas em pedra, insuperáveis para a época, das quais as mais famosas são as pirâmides. O primeiro engenheiro civil conhecido pelo nome foi Imhotep. Como um dos funcionários do faraó Djoser, Imhotep provavelmente projetou e supervisionou a construção da Pirâmide de Djoser, uma pirâmide de degraus em Saqqara, por volta de 2630 a.C.-2611 a.C.. Ele poderá também ter sido o responsável pelo primeiro uso da coluna na arquitetura.

O Farol de Alexandria, as Pirâmides do Egipto, os Jardins Suspensos da Babilónia, a Acrópole de Atenas, o Parténon, os antigos aquedutos romanos, a Via Ápia, o Coliseu de Roma, Teotihuacán e as cidades e pirâmides dos antigos Maias, Incas e Astecas, a Grande Muralha da China, entre muitas outras obras, mantêm-se como um testamento do engenho e habilidade dos antigos engenheiros.

A civilização romana dominava o conhecimento para: Arquitetura e engenharia; Construção de estradas; Agricultura intensiva; Metalurgia; Leis relativas à propriedade individual; Engenharia militar; Fiação e tecelagem. Devido a Roma se localizar numa península vulcânica, com areia que continha grãos cristalinos adequados, o betão que os romanos inventaram era particularmente durável. Alguns dos seus edifícios duraram 2.000 anos. Os romanos percebiam de hidráulica e construíram fontes e chafarizes que se tornaram a imagem de marca da sua civilização. O império romano chegou a dominar todo o mundo mediterrâneo por volta de 50 a.C., e para tornar as cidades conquistadas mais confortáveis, os romanos construíram estradas, arenas de jogos, casas de banho, esgotos, aquedutos e cisternas de água potável. Os arquitetos foram os primeiros a se livrarem da necessidade de se apoiar grandes vãos de telhados em fileiras de pilares, inventando o teto em forma de abóbada.

A civilização do Vale do Indo, bem situada e com muitos recursos, constituía uma lição de sanidade e planejamento urbanos. Aqui se encontram dos primeiros exemplos de 'esgotos fechados', de banhos, de celeiros públicos etc. As técnicas de construção e arquitetura indianas, compreendidas nos 'Vaastu Shastra", incluíam detalhes e plantas baseados em princípios científicos como a resistência dos materiais, a altura ideal da construção, a presença de fontes de água adequadas e a luz que preserva a higiene. É uma das primeiras ciências da construção a ser assim tão completa. A cultura da antiguidade indiana foi sempre muito variada na escolha das especiarias, dos condimentos e dos artigos ornamentais, pois a Índia era a origem do óleo de palma e do coco, do índigo e de muitos outros pigmentos e corantes vegetais, como o cinábrio.

Utilizaram o uso da "matemática prática", e assim, manufaturavam tijolos cujas dimensões eram proporcionais a 4:2:1, pois era considerada favorável a estabilidade da estrutura de tijolos. Eles usaram um sistema padronizado de pesos baseado nas proporções: 1/20, 1/10, 1/5, 1/2, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, e 500, com a unidade de peso equivalendo a 28 gramas. Eles produziram em massa pesos em formas geométricas regulares, que incluíam hexaedro, barris, cones, e cilindros, e assim demonstrando conhecimento de geometria básica.

Nos séculos XV e XVI, a engenharia naval emerge em Portugal. Os novos tipos de navios então desenvolvidos - como a caravela, a nau redonda e o galeão – foram fundamentais nos grandes descobrimentos marítimos.

Os gregos com seus conhecimentos de matemática, deram grande contribuição para o progresso da humanidade e o filósofo Pitágoras (Século VI a.C.), foi uma das primeiras pessoas a argumentar e forma dedutiva, ou seja, aplicando argumentos puramente lógicos a princípios e axiomas. Foi na Alexandria egípcia que viveu Euclides, o homem que sistematizou a geometria e deu-lhe a forma que perdurou até o século XIX. Esta base matemática foi fundamental para o desenvolvimento dos cálculos, amplamente utilizados na engenharia.

Os construtores antigos, entretanto, mesmo tendo realizado muitas obras difíceis e audaciosas, contavam principalmente com uma série de regras práticas e empíricas, sem base teórica, embora tivessem evidentemente, em muitos casos, exata noção de estabilidade, equilíbrio de forças, centro de gravidade, etc. As obras que fizeram, muitas das quais até hoje causam admiração, são por isso muito mais fruto do empirismo e da intuição, do que de cálculo e de uma verdadeira engenharia, como entendemos atualmente. Pode-se dizer que a engenharia científica só teve início quando se começou a chegar a um consenso de que tudo aquilo que se fazia em bases empíricas e intuitivas, era na realidade regido por leis físicas e matemáticas, que importava descobrir e estudar. Leonardo da Vinci e Galileu, nos séculos XV e XVII, podem ser considerados como os precursores da engenharia científica. Leonardo fez a primeira tentativa de aplicar a estática para a determinação das forças atuando em uma estrutura simples, ou seja, a primeira aplicação da matemática à engenharia estrutural. Seus estudos, entretanto, nunca foram publicados e permaneceram ignorados por séculos. Galileu publicou, em 1638, o famoso livro As duas Novas Ciências,