Segunda Revolução Industrial, também conhecida como Revolução Tecnológica, foi uma fase de rápida descoberta científica, padronização, produção em massa e industrialização do final do século XIX até o início do século XX. A Primeira Revolução Industrial, que terminou em meados do século XIX, foi pontuada por uma desaceleração em invenções importantes antes da Segunda Revolução Industrial em 1870. Embora vários dos seus eventos possam ser atribuídos a inovações anteriores na indústria transformadora, como o estabelecimento de uma indústria de máquinas-ferramentas, o desenvolvimento de métodos para a fabricação de peças intercambiáveis, bem como a invenção do processo de Bessemer e do forno de lareira aberta para produzir aço, desenvolvimentos posteriores anunciaram a Segunda Revolução Industrial, que é geralmente datada entre 1870 e 1914 (o início da Primeira Guerra Mundial).
Foi um período de rápido desenvolvimento industrial, principalmente no Reino Unido, Alemanha e Estados Unidos, como também França, Países Baixos, Itália e Japão, caracterizado pela construção de ferrovias, produção de ferro e aço em larga escala, uso generalizado de máquinas na manufatura, uso muito maior de energia a vapor, uso generalizado do telégrafo, uso de petróleo e o início da eletrificação. Foi também o período em que os métodos organizacionais modernos para operar negócios de grande escala em vastas áreas entraram em uso.
A enorme expansão das linhas ferroviárias e telegráficas após 1870 permitiu um movimento sem precedentes de pessoas e ideias, o que culminou em uma nova onda de colonialismo e globalização. No mesmo período, novos sistemas tecnológicos foram introduzidos, principalmente energia elétrica e telefones. A Segunda Revolução Industrial continuou no século XX, com a eletrificação inicial das fábricas e da linha de produção, mas terminou no início da Primeira Guerra Mundial.
O conceito foi introduzido por Patrick Geddes, Cities in Evolution (1910), e estava sendo usado por economistas como Erich Zimmermann (1951), mas o uso do termo por David Landes em um ensaio de 1966 e em The Unbound Prometheus (1972) padronizou as definições acadêmicas do termo, que foi mais intensamente promovido por Alfred Chandler (1918–2007). No entanto, alguns continuam a expressar reservas sobre seu uso. Em 2003, Landes enfatizou a importância das novas tecnologias, especialmente o motor de combustão interna, o petróleo, novos materiais e substâncias, incluindo ligas e produtos químicos, a eletricidade e as tecnologias de comunicação, como o telégrafo, o telefone e o rádio. Um autor chamou o período de 1867 a 1914, durante o qual a maioria das grandes inovações foram desenvolvidas, de "A Era da Sinergia", uma vez que as invenções e inovações eram baseadas na engenharia e na ciência. A Era da Informação, iniciada em 1947, às vezes também é chamada de Terceira Revolução Industrial.
Indústria e tecnologia Uma sinergia entre ferro e aço, ferrovias e carvão se desenvolveu no início da Segunda Revolução Industrial. As ferrovias permitiram o transporte barato de materiais e produtos, o que por sua vez levou à construção de trilhos baratos para construir mais estradas. As ferrovias também se beneficiaram do carvão barato para suas locomotivas a vapor. Esta sinergia levou à colocação de 120 mil quilômetros de vias férreas nos Estados Unidos na década de 1880, a maior quantidade em toda a história da humanidade.
Ferro
A técnica de sopro quente, na qual o gás de combustão quente de um alto-forno é usado para pré-aquecer o ar de combustão injetado, foi inventada e patenteada por James Beaumont Neilson em 1828 na Wilsontown Ironworks, na Escócia. Foi o avanço mais importante na eficiência de combustível do alto-forno, pois reduziu muito o consumo de combustível para a fabricação de ferro-gusa e foi uma das tecnologias mais importantes desenvolvidas durante a Revolução Industrial. Com o custo bastante reduzido de produção de ferro-gusa com coque usando sopro quente, a demanda cresceu dramaticamente e também o tamanho dos altos-fornos. Inicialmente, a técnica usava ferro como meio de aquecimento regenerativo. O ferro causava problemas de expansão e contração, o que estressava o ferro e causava falhas. Edward Alfred Cowper desenvolveu o fogão Cowper em 1857.
Aço
miniaturadaimagem| Um diagrama do conversor de Bessemer. O ar soprado através de furos no fundo do conversor cria uma reação violenta no ferro-gusa fundido que oxida o excesso de carbono, convertendo o ferro-gusa em ferro puro ou aço, dependendo do carbono residual. O processo de Bessemer, inventado por Sir Henry Bessemer, permitiu a produção em massa de aço, aumentando a escala e a velocidade de produção deste material vital e diminuindo as necessidades de mão de obra. O princípio fundamental era a remoção do excesso de carbono e outras impurezas do ferro-gusa por oxidação com ar soprado através do ferro fundido. A oxidação também aumenta a temperatura da massa de ferro e a mantém fundida. O processo, no entanto, tinha uma séria limitação, pois exigia minério de hematita, que é baixo em fósforo, porém é relativamente escasso. Sidney Gilchrist Thomas desenvolveu um processo mais sofisticado para eliminar o fósforo do ferro. Colaborando com seu primo, Percy Gilchrist, um químico da Blaenavon Ironworks, no País de Gales, ele patenteou seu processo em 1878; Bolckow Vaughan & Co. em Yorkshire foi a primeira empresa a usar seu processo patenteado. Seu processo foi especialmente valioso no continente europeu, onde a proporção de ferro fosfórico era muito maior do que na Inglaterra, e tanto na Bélgica quanto na Alemanha o nome do inventor se tornou mais conhecido do que em seu próprio país. Na América, embora o ferro não fosfórico predominasse amplamente, houve um imenso interesse na invenção. A disponibilidade de aço barato permitiu a construção de pontes maiores, ferrovias, arranha-céus e navios.Alan Birch, Economic History of the British Iron and Steel Industry (2006)
Ferrovias
miniaturadaimagem| Uma laminadora de trilhos em Donetsk em 1887 O aumento da produção de aço a partir da década de 1860 significou que as ferrovias finalmente puderam ser feitas de aço a um custo competitivo. Sendo um material muito mais durável, o aço substituiu gradualmente o ferro como padrão para trilhos ferroviários e, devido à sua maior resistência, agora era possível laminar trilhos maiores. Os trilhos de aço duravam mais de dez vezes mais do que os de ferro e com a queda do custo do aço, trilhos mais pesados foram usados, o que permitiu a utilização de locomotivas mais potentes, que podiam puxar trens e vagões ferroviários mais longos, aumentando muito a produtividade das ferrovias. Os trens tornaram-se a forma dominante de infraestrutura de transporte em todo o mundo industrializado, produzindo uma diminuição constante no custo do transporte marítimo, observada durante o resto do século.
O primeiro trilho de aço de Mushet foi enviado para a estação ferroviária de Derby Midland . Os trilhos foram colocados em parte do acesso à estação, onde os trilhos de ferro tinham que ser substituídos pelo menos a cada seis meses e, ocasionalmente, a cada três. Seis anos mais tarde, em 1863, o caminho-de-ferro parecia tão perfeito como sempre, embora cerca de 700 comboios passassem por ele diariamente. Os primeiros trilhos de aço disponíveis comercialmente nos Estados Unidos foram fabricados em 1867 na Cambria Iron Works em Johnstown, Pensilvânia.
Eletrificação
A base teórica e prática para o aproveitamento da energia elétrica foi estabelecida pelo cientista e experimentalista Michael Faraday. Por meio de sua pesquisa sobre o campo magnético ao redor de um condutor que transporta uma corrente contínua, Faraday estabeleceu a base para o conceito de campo eletromagnético na física."Archives Biographies: Michael Faraday", The Institution of Engineering and Technology. miniaturadaimagem| Patente dos EUA nº 223898: lâmpada elétrica, emitida em 27 de janeiro de 1880
Em 1881, Sir Joseph Swan, inventor da primeira lâmpada incandescente viável, forneceu cerca de 1,2 mil lâmpadas incandescentes ao Teatro Savoy na Cidade de Westminster, Londres, que foi o primeiro teatro e o primeiro edifício público do mundo a ser iluminado inteiramente por eletricidade. A lâmpada de Swan já havia sido usada em 1879 para iluminar a Mosley Street, em Newcastle upon Tyne, a primeira instalação de iluminação pública elétrica do mundo. Isso preparou o cenário para a eletrificação da indústria e do lar. A primeira central de distribuição de grande escala foi inaugurada no Viaduto Holborn, em Londres, em 1882 e mais tarde na Estação Pearl Street, na cidade de Nova York. miniaturadaimagem| Campo magnético rotativo trifásico de um motor CA. Os três polos são conectados a um fio separado. Cada fio transporta corrente com 120 graus de diferença em fase. As setas mostram os vetores de força magnética resultantes. A corrente trifásica é usada no comércio e na indústria.
A primeira usina elétrica moderna do mundo foi construída pelo engenheiro eletricista inglês Sebastian de Ferranti em Deptford. Construída em uma escala sem precedentes e pioneira no uso de corrente alternada de alta tensão (10.000 V), ela gerou 800 quilowatts e abasteceu o centro de Londres. Após sua conclusão em 1891, ela fornecia energia CA de alta voltagem, que era então "reduzida" com transformadores para uso do consumidor em cada rua. A eletrificação permitiu os últimos grandes desenvolvimentos nos métodos de fabricação da Segunda Revolução Industrial, como a linha de montagem e a produção em massa, e foi chamada de "a mais importante conquista da engenharia do século XX" pela Academia Nacional de Engenharia. (Viewable on line)
A iluminação elétrica nas fábricas melhorou muito as condições de trabalho, eliminando o calor e a poluição causados pela iluminação a gás e reduzindo o risco de incêndio a ponto de o custo da eletricidade para iluminação ser frequentemente compensado pela redução nos prêmios de seguro contra incêndio. Frank J. Sprague desenvolveu o primeiro motor CC bem-sucedido em 1886. Em 1889, 110 ferrovias elétricas estavam usando seu equipamento ou em planejamento. O trem elétrico se tornou uma grande infraestrutura antes de 1920. O motor CA (motor de indução) foi desenvolvido na década de 1890 e logo começou a ser usado na eletrificação da indústria. A eletrificação também permitiu a produção barata de produtos eletroquímicos, como alumínio, cloro, hidróxido de sódio e magnésio.
Máquinas-ferramentas
miniaturadaimagem| Uma representação gráfica de fórmulas para os passos de roscas de parafusos
O uso de máquinas-ferramentas começou com o início da Primeira Revolução Industrial. O aumento da mecanização exigiu mais peças de metal, que geralmente eram feitas de ferro fundido ou ferro forjado — e o trabalho manual carecia de precisão e era um processo lento e caro. Uma das primeiras máquinas-ferramentas foi a mandriladora de John Wilkinson, que fez um furo preciso na primeira máquina a vapor de James Watt em 1774. Os avanços na precisão das máquinas-ferramentas podem ser rastreados até Henry Maudslay e refinados por Joseph Whitworth. A padronização das roscas de parafusos começou com Henry Maudslay por volta de 1800. Em 1841, Whitworth criou um projeto que, por meio de sua adoção por muitas empresas ferroviárias britânicas, se tornou o primeiro padrão nacional de máquinas-ferramentas do mundo, denominado British Standard Whitworth., pp. 9–10.
A importância das máquinas-ferramentas para a produção em massa é demonstrada pelo fato de que a produção do Ford Modelo T utilizou 32 mil máquinas-ferramentas, a maioria das quais movidas a eletricidade. Henry Ford é citado dizendo que a produção em massa não teria sido possível sem eletricidade porque permitia a colocação de máquinas-ferramentas e outros equipamentos na ordem do fluxo de trabalho.
Fabricação de papel