Frank Sprague: o poder da tração elétrica

Por Dustin Bass
30/04/2024 20:54 Atualizado: 24/05/2024 21:12
Matéria traduzida e adaptada do inglês, originalmente publicada pela matriz americana do Epoch Times.

A força do vapor transformou o transporte de pessoas e mercadorias, mas com ele veio a fuligem, a fumaça e a poluição. À medida que as cidades cresciam e os sistemas ferroviários se expandiam acima e abaixo do solo, o mundo precisava desesperadamente de uma nova fonte de energia. A invenção de Frank Sprague logo revolucionou as viagens ao redor do mundo.

Primeiros dias da ferrovia

Três décadas antes do nascimento de Frank Julian Sprague (1857–1934), a cidade de Quincy, Massachusetts, inaugurou a primeira ferrovia da América. Não era movido por uma máquina a vapor, entretanto. Em vez disso, os carros eram puxados por cavalos numa pista de cinco quilômetros. O uso de trilhos tornou a potência mais eficaz, mas ainda era lenta. Em 1830, a ferrovia Baltimore & Ohio tornou-se a primeira operação de locomotiva a vapor e o método de viagem e comércio mudou para sempre.

Quando Sprague tinha 5 anos, Londres inaugurou o primeiro metrô do mundo. Transformou completamente as viagens no centro da cidade, mas esses trens subterrâneos eram semelhantes aos acima do solo, uma vez que eram movidos a vapor. A fuligem, a fumaça e a poluição do ar tornavam as viagens subterrâneas pouco atraentes. Sprague, uma criança curiosa, cresceria para mudar as viagens acima e abaixo do solo.

Before Sprague's motors changed the landscape of locomotion, below-ground subways like the London Underground used dirty, soot-producing steam engines to transport carriages and train cars. (Public Domain)
Antes de os motores de Sprague mudarem o cenário da locomoção, os metrôs subterrâneos, como o metrô de Londres, usavam motores a vapor sujos e produtores de fuligem para transportar carruagens e vagões de trem. (Domínio público)

Um garoto inteligente

Embora a mãe de Sprague tenha morrido quando ele tinha 8 anos, ela foi professora e incutiu nele o valor da educação. Quando foi mandado embora por seu pai para morar com uma tia, Sprague permaneceu curioso, muitas vezes remendando e esboçando ideias. Quando estudante na Drury High School em North Adams, Massachusetts, ele se sentiu atraído pela matemática e pelas ciências. Seu intelecto chamou a atenção de seus professores e administradores escolares. Seu diretor o aconselhou a seguir uma das academias militares em West Point ou Annapolis.

Frank J. Sprague, inventor of efficient electric motors that allowed for subway development, electric trolleys, and elevator advancements. (Nicholas.savas56/ CC BY-SA 4.0)
Frank J. Sprague, inventor de motores elétricos eficientes que permitiram o desenvolvimento de metrôs, carrinhos elétricos e avanços em elevadores (Nicholas.savas56/ CC BY-SA 4.0)

Ao terminar o ensino médio em 1874, ele viajou para Springfield, Massachusetts, para fazer o vestibular para a Academia Militar de West Point. Ao iniciar o teste, ele percebeu que estava no exame errado – este era para a Academia Naval dos Estados Unidos. Não importa, ele completou mesmo assim e foi aceito na Academia depois de ficar em primeiro lugar entre os 13 candidatos.

Depois de se formar na Academia Naval em 1878, Sprague ingressou na Marinha e serviu na nau capitânia da Frota Asiática, o USS Richmond. A bordo desta chalupa da era da Guerra Civil estava Ulysses S. Grant, o ex-general e presidente. Embora Sprague fosse alferes, ele foi encarregado de ser o correspondente especial do The Boston Herald. Ele escreveu artigos sobre suas viagens, bem como notas sobre as recepções que Grant recebeu na Ásia. Durante seu tempo no mar, Sprague passou horas contemplando invenções eletromecânicas. Ele encheu seu caderno com esboços e descrições de suas ideias, incluindo telefones, sistemas telegráficos complexos e motores.

Depois de ser transferido para a fragata USS Minnesota em 1881, ele passou um tempo em Newport trabalhando em uma nova invenção. Ao concluir seu projeto, ele registrou sua primeira patente. Ele chamou sua invenção de “Máquina Elétrica Dínamo”, um motor que converte energia mecânica em energia elétrica.

Nesse mesmo ano, foi transferido para a nau capitânia do Esquadrão Europeu, o USS Lancaster. Sabendo que estaria na Europa, candidatou-se para apresentar a sua “Máquina Elétrica Dínamo” na Exposição Elétrica de Paris. Seu pedido foi rejeitado. Assim como seu erro no vestibular para a academia militar, Sprague ignorou a rejeição e planejou arriscar em Londres.

Sorte em Londres

O jovem inventor recebeu licença de três meses para visitar a capital da Inglaterra e a sede do primeiro sistema de metrô. O Underground deixou uma impressão duradoura em Sprague, mas ainda havia muito a desejar. Sprague chegou a Londres em 1882 a tempo para o show elétrico no Crystal Palace. Ele se sentia em casa com muitos matemáticos, cientistas e inventores de todo o mundo. Ele não apenas compareceu ao evento, mas também foi nomeado membro americano do júri de premiação. Ele também foi escolhido para ser secretário da parte de máquinas elétricas de dínamo.

Enquanto conviveu com algumas das grandes mentes do mundo, conheceu Edward Hibberd Johnson, um inventor americano, associado próximo de Thomas Edison, e o primeiro homem creditado pelo uso de luzes de Natal. Johnson estava convencido de que Sprague tinha futuro no mundo da eletricidade e o convenceu a renunciar à sua comissão na Marinha e juntar-se a Edison em Menlo Park. Sprague não exigiu muito convencimento.

Iniciando sua própria empresa

Johnson convenceu Edison a contratar Sprague. A relação de trabalho durou apenas um ano, pois Sprague estava mais interessado em energia de motores elétricos do que em iluminação elétrica. Em 1884, Sprague abriu sua própria empresa na cidade de Nova York, a Sprague Electric Railway & Motor Company. Com o apoio financeiro de vários investidores de Nova Iorque, Sprague decidiu transformar as viagens no centro da cidade. Nessa época, as cidades ainda usavam bondes e bondes puxados por cavalos. Como os carrinhos e carros já estavam lá, tudo o que Sprague precisava fazer era provar que seu sistema eletromecânico poderia alimentá-los.

Ele projetou pessoalmente o sistema de energia elétrica, o sistema de frenagem regenerativa, a suspensão das rodas e um motor anti-faísca que poderia manter suas rotações independentemente do aumento ou diminuição do peso (como quando os passageiros entravam e saíam dos carrinhos). Ele apresentou os projetos na Exposição Elétrica Internacional na Filadélfia. Quando Edison testemunhou a exposição automóvel de Sprague, ele afirmou : “O seu é o único motor verdadeiro”. A empresa de Sprague vendeu 250 desses motores ao longo de dois anos e foi ajudada pelo endosso da Edison Electric Light Company.

Testar

Em 1887, Sprague acreditava que havia chegado a hora de testar suas invenções. Sua empresa instalou um sistema ferroviário elétrico de 19 km para a Richmond Union Passenger Railway em Richmond, Virgínia. No início de 1888, espalhou-se a notícia dos bondes de Sprague movidos por algo chamado “tração elétrica” – o inegável sucessor da energia a vapor. Naquele verão, ele conduziu uma demonstração noturna do poder de sua invenção para dois moradores de Boston: Henry M. Whitney, o industrial e fundador da West End Street Railway Company, e o gerente geral de Whitney, Daniel Longstreet.

Enquanto os dois homens olhavam para 22 bondes alinhados, ficaram horrorizados com a potência dos motores elétricos de Sprague. Cada carro parecia se mover sem esforço ao longo da pista e se distanciar em direção ao celeiro de carros. Whitney, cansado da fuligem e da fumaça das máquinas a vapor e do uso lento e muitas vezes fedorento da potência, estava convencido de que este era o futuro. Ele contratou a empresa de Sprague para construir uma linha ferroviária elétrica em Boston. No dia de Ano Novo de 1889, Boston tinha seus bondes elétricos e, em 1891, a West End Railway estava em pleno funcionamento.

The Sprague Electric Company as it was in November 1898. (Public Domain)
A Sprague Electric Company como era em novembro de 1898 (Domínio Público)

A invenção de Sprague resolveu um problema importante, mas acabou causando outro. Boston ficou tão congestionada com bondes e bondes elétricos que muitas vezes ficava mais rápido se deslocar a pé. A criação de Sprague, porém, também levou a outra solução. Em 1897, Boston inaugurou o primeiro sistema de metrô da América.

Na virada do século 20, quase 100% de todas as ferrovias urbanas foram eletrificadas devido à invenção de Sprague. Seu sistema de tração elétrica também seria administrado em sistemas de metrô em todo o mundo, incluindo o primeiro já construído, em Londres.