Roda e eixo

Uma roda que gira num eixo permite que a carga role em vez de raspar no chão, e o atrito passa para um pequeno mancal untado. Os carros com rodas surgiram na Mesopotâmia e na Europa por volta de 3500 a.C., e a mesma ideia fez girar mais tarde sarilhos, moinhos e rodas hidráulicas.

O que é

Uma roda com eixo é um disco fixo a um veio ou que gira em torno dele. Debaixo de um carro, leva a carga sobre o terreno; num sarilho de poço ou num cabrestante, multiplica a força.

Os rolos sob um trenó têm de ser levados constantemente para a frente; a roda fica sempre debaixo da carga. O difícil, e demorado, foi fazê-la girar com suavidade em torno de um eixo fixo.

A prancha mostra a reconstituição de um tipo antigo de roda maciça de três tábuas, encontrado em muitas escavações na Europa e no Próximo Oriente, sob um carro de bois de cerca de 3000 a.C.

Como funciona

Sobre rolos a carga avança com facilidade, mas cada rolo que fica para trás tem de ser levado de novo para a frente.

Um trenó arrastado assenta todo o peso nos patins e raspa em cada saliência. Sobre rodas, o atrito concentra-se num ponto pequeno, entre o eixo e o furo onde gira, enquanto o aro rola sobre o terreno.

O ganho vem da alavanca, porque a superfície do eixo está muito mais perto do centro do que o aro. Numa roda de 70 centímetros de diâmetro com um eixo de 7 de grossura, o aro tem dez vezes mais alavanca, e a força necessária para vencer o atrito do eixo é cerca de um décimo desse atrito. O aro ainda tem de rolar no chão, o que acrescenta resistência própria em caminhos moles ou acidentados. A massa lubrificante, em geral gordura animal ou alcatrão, baixa ainda mais o atrito do eixo.

Um eixo demasiado fino parte-se e um demasiado grosso aumenta o atrito. O furo tem de ser redondo e liso, e o eixo justo sem prender. Em alguns carros antigos, as rodas encaixavam nas pontas quadradas do eixo e giravam com ele, enquanto a parte central, arredondada, corria em apoios por baixo da caixa. A maioria dos carros posteriores tinha um eixo fixo, com as rodas a girar nas pontas, seguras por cavilhas.

Como construir

Uma roda maciça para uma carroça de mão ligeira faz-se com ferramentas manuais. Os passos abaixo são um esboço, sem desenhos cotados; um carro para cargas pesadas ou animais de tiro exige a experiência de um rodeiro.

Escolher a madeira. Use madeira dura, resistente e bem curada, como carvalho, freixo ou olmo. São precisas três tábuas com cerca de 5 centímetros de espessura, a do meio mais larga do que as laterais.

Cortar o disco. Junte as tábuas pelos cantos e marque um círculo com um cordel e uma estaca. Abra ranhuras de través ao veio e meta nelas duas travessas de madeira dura para prender as tábuas, unidas entre si por espigas. Depois serre o contorno.

Fazer o cubo. Para a roda não oscilar, o centro precisa de mais espessura: fixe em cada face um bloco torneado, o cubo, com pinos de madeira dura colados que atravessam o disco. Abra o furo do eixo em esquadria com o disco e alise-o com uma grosa ou uma barra de ferro aquecida.

Talhar o eixo. Desbaste uma peça de madeira dura, direita e sem nós. Afine as pontas para entrarem nos furos com alguma folga e fure cada ponta de lado a lado, logo além do cubo e da anilha, para a cavilha. Aparafuse o eixo sob o estrado do carro com calços de madeira ou braçadeiras de ferro.

Montar e testar. Unte as pontas, enfie as rodas, ponha as anilhas e crave as cavilhas. Cada roda deve girar livre e direita, sem bambolear. Carregue o carro aos poucos e verifique as juntas depois de cada ensaio.

Segurança. Enxós, machados e trados fazem cortes profundos: mantenha as duas mãos atrás do gume. Um carro carregado numa encosta pode fugir e esmagar quem estiver à frente, por isso teste em terreno plano e calce as rodas quando parar. Se abrir o furo do eixo com ferro em brasa, tenha água por perto.

História e evolução

Entre cerca de 3600 e 3300 a.C., surgem indícios da roda numa vasta área. Tabuinhas de argila de Uruk, na Mesopotâmia, usam um sinal para «carro». Um vaso de Bronocice, no sul da Polónia, tem gravado o que parece um carro de quatro rodas. Outros achados vêm do norte do Cáucaso e das estepes a norte do mar Negro. Os arqueólogos ainda discutem onde nasceu a ideia.

Roda de carro de guerra da Idade do Bronze: seis raios e aro de cambas curvadas, muito mais leve do que um disco maciço.

A roda mais antiga conservada foi encontrada em 2002 nos pântanos de Liubliana, na Eslovénia. Mede cerca de 70 centímetros de diâmetro, é feita de tábuas de freixo unidas por travessas de carvalho, e o radiocarbono data-a de cerca de 3350 a 3100 a.C. O eixo de carvalho, com cerca de 1,2 metros, tem pontas quadradas que encaixavam na roda.

O antropólogo David Anthony defende que a roda chegou tarde por falta de ferramentas. Abrir furos redondos e talhar eixos direitos exigia formões e goivas de cobre fundido, que só se tornaram comuns no Próximo Oriente depois de cerca de 4000 a.C.

Colocação do rasto: o aro de ferro é posto a quente e encolhe ao arrefecer, apertando a roda.

As rodas maciças eram robustas mas pesadas, e adequavam-se aos lentos carros de bois. Por volta de 2000 a.C., a cultura de Sintashta, a leste dos Urais, construiu rodas leves de raios e montou-as em carros de guerra de duas rodas puxados por cavalos. Ambos chegaram ao Egito, à Grécia e à China nos séculos seguintes.

No I milénio a.C., os rodeiros celtas começaram a cingir as cambas com um único rasto de ferro, montado a quente para encolher e apertar as juntas, um método usado até ao século XX.

O século XIX trouxe as rodas de raios de arame tensionados, leves o bastante para a bicicleta, e depois os pneus de borracha cheios de ar. Um eixo ferroviário continua a funcionar da mesma maneira: a carga assenta num pequeno mancal lubrificado enquanto a roda rola sobre o carril.