Um parafuso a mais

O verão chegou ao fim, finalmente, e com ele também encerramos nossa série de textos sobre mergulho. A agora a água já começa a ficar fria, e, em vez de mergulhar nela, vamos ver o aparelho que um dos maiores pensadores da Antiguidade imaginou para levá-la de um lugar mais baixo a um outro lugar, mais alto. Estamos falando do parafuso de Arquimedes!

Arquimedes foi um pensador grego, famoso por ter imortalizado a expressão “eureka!”, que significa “descobri!” Aqui, aparece retratado na pintura de Domenico Fetti, feita em 1620. (foto: Wikimedia Commons)

Arquimedes foi um pensador grego, famoso por ter imortalizado a expressão “eureka!”, que significa “descobri!” Aqui, aparece retratado na pintura de Domenico Fetti, feita em 1620. (foto: Wikimedia Commons)

Arquimedes viveu na cidade de Siracusa, na Sicília, uma ilha perto da ponta do pé da “bota” da Itália. Naquela época – o século 3 antes de Cristo – era parte da civilização grega. De fato, Arquimedes, já velhinho, foi morto quando Roma, que surgia como potência militar, invadiu sua cidade.

Ele parece ter sido uma pessoa muito sábia e com uma mente bastante irrequieta, bolando coisas e resolvendo problemas o tempo todo. Seu feito mais famoso certamente foi a descoberta do comportamento das forças que atuam nos corpos imersos em fluidos, que imortalizou a expressão em grego “eureka!” (descobri!) para esses momentos em que se tem uma ideia genial.

A sacada resolveu o problema de determinar se o artesão encarregado de fazer uma coroa para o rei da cidade havia surrupiado parte do ouro e substituído por um metal menos valioso. Para infelicidade do artesão, Arquimedes concluiu que sim, mas essa é uma outra história.

Voltemos ao parafuso, então. Trata-se de um sistema feito para levar um líquido – ou qualquer substância que escorra ou possa ser derramada, como grãos – de um patamar mais baixo para outro mais alto. Não se tem certeza de que Arquimedes tenha realmente inventado o dispositivo; pode ser que ele tenha visto em algum lugar e aperfeiçoado a ideia, mas, como os primeiros registros históricos parecem atribuir a ele a invenção, ele levou o crédito de qualquer maneira.

A coisa funciona assim: uma rosca em forma de parafuso é colocada numa parede cilíndrica feita para encaixar exatamente em torno da rosca. A parte de baixo do cilindro é colocada dentro da água ou do que quer que se queira carregar para cima, enquanto a parte de cima fica mais acima, inclinada, como na figura abaixo.

Uma manivela faz o parafuso girar e, assim, a água coletada vai subindo volta a volta, até chegar lá em cima. (ilustração: Beto Pimentel)

Uma manivela faz o parafuso girar e, assim, a água coletada vai subindo volta a volta, até chegar lá em cima. (ilustração: Beto Pimentel)

É como se tivéssemos uma mangueira enrolada em torno de um eixo que pode girar. Quando a ponta de baixo da mangueira entra na água, e é girada de volta para cima pelo outro lado do eixo de rotação, ela coleta certa quantidade de água na parte mais baixa da volta da mangueira. À medida que continuamos a girar o eixo de rotação, essa quantidade de água vai sendo empurrada para cima pelas paredes da mangueira, desde que a parte de baixo de cada volta da mangueira não chegue a ficar mais alta que a parte de cima da volta anterior da mangueira.

Parafuso de Arquimedes moderno, usado para drenar áreas de plantio alagadas nos Países Baixos. (foto: M.A. Wijngaarden / Wikimedia Commons / <a href=http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/deed.en>CC BY-SA 2.5</a>)

Parafuso de Arquimedes moderno, usado para drenar áreas de plantio alagadas nos Países Baixos. (foto: M.A. Wijngaarden / Wikimedia Commons / CC BY-SA 2.5)

Quando o eixo tiver dado uma volta completa, aquela quantidade de água coletada estará agora na volta seguinte da mangueira, e a ponta da mangueira estará entrando novamente na água para coletar mais água. Aos poucos, as quantidades de água coletadas a cada volta vão chegando mais para cima, até saírem pela extremidade superior da mangueira, desde que, é claro, o eixo não pare de girar.

Para manter o eixo rodando continuamente, podemos girar uma manivela, bombeando manualmente a água para cima, ou podemos usar engrenagens para fazer com que o vento, ou o próprio fluxo de água, empurre alguma pá e faça girar o cilindro, o que de certa forma automatizaria o processo.

Parafusos de Arquimedes são usados até hoje na drenagem de áreas de plantio alagadas sazonalmente, por exemplo nos Países Baixos, onde gerenciar alagamentos é uma habilidade muitíssimo necessária. Também são usados em irrigação, para levar água para canais um pouco acima do reservatório, de onde o líquido poderá, então, ser distribuído por gravidade para todo o terreno.

Espero que não tenha ficado nenhum parafuso solto nesta conversa!

Matéria publicada em 17.04.2015

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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