Abajur Davy

Diagrama de uma lâmpada Davy

A lâmpada Davy é uma lâmpada de segurança para uso em atmosferas inflamáveis, inventada em 1815 por Sir Humphry Davy. Consiste em uma lâmpada de pavio com a chama dentro de uma tela de malha. Foi criado para uso em minas de carvão, para reduzir o perigo de explosões devido à presença de metano e outros gases inflamáveis, denominado firedamp ou minedamp.

História

O polímata alemão Alexander von Humboldt, trabalhando para o Bureau de Minas Alemão, preocupava-se com a saúde e o bem-estar dos mineiros e inventou uma espécie de respirador e "quatro lâmpadas de construção diferente, adequadas para emprego em várias circunstâncias". O respirador deveria impedir a inalação de gases nocivos e fornecer ar puro ao mineiro; as lâmpadas foram construídas para queimar no tipo mais inflamável de grisu, sem acender o gás. Eles foram os precursores da invenção posterior de Davy e frequentemente usados pelos mineiros”.

A invenção de Davy foi precedida pela de William Reid Clanny, um médico irlandês em Bishopwearmouth, que leu um artigo para a Royal Society em maio de 1813. A lâmpada de segurança mais pesada de Clanny foi testada com sucesso em Herrington Mill, e ganhou medalhas, da Royal Society of Arts.

Apesar da sua falta de conhecimento científico, o construtor de motores George Stephenson concebeu uma lâmpada na qual o ar entrava através de pequenos orifícios, através dos quais as chamas da lâmpada não podiam passar. Um mês antes de Davy apresentar seu projeto à Royal Society, Stephenson demonstrou sua própria lâmpada a duas testemunhas, levando-a para baixo da Killingworth Colliery e segurando-a na frente de uma fissura de onde saía o grisu.

O primeiro teste de uma lâmpada Davy com uma peneira de arame foi em Hebburn Colliery em 9 de janeiro de 1816. Uma carta de Davy (que ele pretendia manter em sigilo) descrevendo suas descobertas e várias sugestões para uma lâmpada de segurança foi tornada pública em uma reunião em Newcastle em 3 de novembro de 1815, e um artigo descrevendo a lâmpada foi formalmente apresentado em uma reunião da Royal Society em Londres em 9 de novembro. Por isso, Davy recebeu a Medalha Rumford da sociedade. A lâmpada de Davy diferia da de Stephenson porque a chama era cercada por uma tela de gaze, enquanto o protótipo da lâmpada de Stephenson tinha uma placa perfurada contida em um cilindro de vidro (um projeto mencionado no livro de Davy).;s papel da Royal Society como uma alternativa à sua solução preferida). Por sua invenção, Davy recebeu £ 2.000 em prata (o dinheiro sendo arrecadado por assinatura pública), enquanto Stephenson foi acusado de roubar a ideia de Davy, porque a 'lâmpada Geordie' não havia sido demonstrado por Stephenson até depois que Davy apresentou seu artigo na Royal Society, e (afirmou-se) versões anteriores não eram realmente seguras.

Uma comissão local de inquérito reunida em apoio a Stephenson o exonerou, mostrando que ele havia trabalhado separadamente para criar a lâmpada Geordie, e levantou uma assinatura para ele de £ 1.000. Davy e seus partidários se recusaram a aceitar suas descobertas e não entenderam como um homem sem instrução como Stephenson poderia apresentar a solução que ele tinha: o próprio Stephenson admitiu abertamente que havia chegado a uma solução prática com base em uma teoria errônea. Em 1833, um comitê da Câmara dos Comuns descobriu que Stephenson tinha o mesmo direito de ter inventado a lâmpada de segurança. Davy foi para o túmulo alegando que Stephenson havia roubado sua ideia. A lâmpada Stephenson foi usada quase exclusivamente no Nordeste da Inglaterra, enquanto a lâmpada Davy foi usada em todos os outros lugares. A experiência deu a Stephenson uma desconfiança vitalícia em relação a especialistas científicos teóricos baseados em Londres.

Design e teoria

Um tipo de lâmpada Davy com aberturas para gauging chama altura

A lâmpada consiste em uma lâmpada de pavio com a chama dentro de uma tela de malha. A tela atua como um supressor de chamas; o ar (e qualquer grisu presente) pode passar pela malha livremente o suficiente para suportar a combustão, mas os orifícios são muito finos para permitir que uma chama se propague através deles e acenda qualquer grisu fora da malha. Originalmente queimava um óleo vegetal pesado.

A lâmpada também forneceu um teste para a presença de gases. Se misturas de gases inflamáveis estivessem presentes, a chama da lâmpada Davy queimava mais alto com um tom azul. As lâmpadas foram equipadas com um medidor de metal para medir a altura da chama. Os mineiros poderiam colocar a lâmpada de segurança perto do solo para detectar gases, como o dióxido de carbono, que são mais densos que o ar e, portanto, podem se acumular nas depressões da mina; se o ar da mina fosse pobre em oxigênio (gás asfixiante), a chama da lâmpada seria apagada (umidade negra ou chokedamp). Uma chama de metano-ar é extinta com cerca de 17% de teor de oxigênio (que ainda sustentará a vida), então a lâmpada deu uma indicação precoce de uma atmosfera insalubre, permitindo que os mineiros saíssem antes de morrerem por asfixia.

Impacto

Em 1816, o Cumberland Pacquet relatou uma demonstração da lâmpada Davy em William Pit, Whitehaven. Colocado em um soprador "... o efeito foi grandioso além da descrição. A princípio, uma chama azul foi vista cobrindo a chama da lamparina – depois, sucedeu uma chama brilhante, tocando no cilindro; e logo depois, a chama do grisu se expandiu, de modo a preencher completamente a tela de arame. Por algum tempo, a chama da lâmpada foi vista através da grisu, que acabou se apagando sem explodir. Resultados mais satisfatórios não eram desejados..." Outro correspondente do jornal comentou "A Lâmpada oferece segurança absoluta ao mineiro... Com a excelente ventilação das Whitehaven Collieries e a aplicação do valioso instrumento de Sir HUMPHRY, o acidentes da explosão de' (carburado) 'hidrogênio que ocorreu (embora comparativamente poucos para trabalhos tão extensos) será evitado por esta feliz invenção".

No entanto, esta previsão não se cumpriu: nos trinta anos seguintes, explosões de grisu nos poços de Whitehaven mataram 137 pessoas. De maneira mais geral, o Comitê Seleto de Acidentes em Minas relatou em 1835 que a introdução da lâmpada Davy levou a um aumento nos acidentes em minas; a lâmpada incentivou o trabalho de minas e partes de minas que haviam sido fechadas por razões de segurança. Por exemplo, em 1835, 102 homens e meninos foram mortos por uma explosão de grisu em uma mina de carvão de Wallsend que trabalhava no veio de Bensham, descrito no inquérito subsequente por John Buddle como "um veio perigoso, que exigia o máximo cuidado para mantê-lo sob controle". um estado de trabalho", que só poderia ser trabalhado com a lâmpada Davy. O legista observou que uma explosão anterior de grisu em 1821 havia matado 52, mas instruiu seu júri que qualquer conclusão sobre a sabedoria de continuar a trabalhar na costura estava fora de sua província.

As lâmpadas tinham que ser fornecidas pelos próprios mineiros, não pelos proprietários, pois tradicionalmente os mineiros compravam suas próprias velas na loja da empresa. Os mineiros ainda preferiam a melhor iluminação de uma luz nua, e os regulamentos de minas insistindo que apenas lâmpadas de segurança fossem usadas eram draconianos em princípio, mas na prática não eram observados nem aplicados. Depois de dois acidentes em dois anos (1838–39) nos poços de Cumberland, ambos causados por verificações de segurança realizadas à luz de uma chama nua, a Royal Commission on Children's Employment comentou tanto sobre o fracasso em aprender com o primeiro acidente, e no "mais absurdo" de “carregar uma lâmpada Davy em uma das mãos por uma questão de segurança e uma vela acesa nua na outra, como se fosse uma questão de perigo”. Além disso, não pode haver falta de consideração e loucura concebíveis; e quando tal administração é permitida na mina de dois dos mais opulentos proprietários de carvão do reino, deixamos de nos maravilhar com qualquer coisa que possa acontecer em minas exploradas por homens igualmente sem capital e ciência.

Outra razão para o aumento de acidentes foi a falta de confiabilidade das próprias lâmpadas. A gaze nua foi facilmente danificada e, uma vez que apenas um único fio quebrou ou enferrujou, a lâmpada tornou-se insegura. O trabalho realizado por uma testemunha científica e relatado pelo comitê mostrou que a lâmpada Davy se tornou insegura em fluxos de ar tão baixos que uma lâmpada Davy transportada em ritmo normal de caminhada contra fluxos de ar normais em passarelas só era segura se fornecida com uma proteção contra correntes de ar (normalmente não instalada), e o comitê observou que acidentes ocorreram quando a lâmpada estava "em uso geral e cuidadoso; ninguém sobreviveu para contar a história de como essas ocorrências ocorreram; a conjectura supriu a falta de conhecimento positivo de maneira muito insatisfatória; mas incidentes são registrados que provam o que deve seguir o teste irracional da lâmpada; e seu Comitê são obrigados a acreditar que a ignorância e uma falsa confiança em seus méritos, em casos atendidos com riscos injustificáveis, levaram a consequências desastrosas. O "South Shields Committee", um órgão estabelecido por uma reunião pública lá (em resposta a uma explosão no poço de St Hilda em 1839) para considerar a prevenção de acidentes em minas, mostrou que a ventilação de minas no O Nordeste era geralmente deficiente, com um suprimento insuficiente de ar fresco, dando todas as oportunidades para o acúmulo de misturas explosivas de gás. Um comitê seleto subsequente em 1852 concordou com essa visão; as explosões de grisu poderiam ser melhor evitadas melhorando a ventilação da mina (pelo uso de ejetores de vapor: o comitê desaconselhou especificamente a ventilação por ventilador), que havia sido negligenciada devido ao excesso de confiança na segurança da lâmpada Davy.

A prática de usar uma lâmpada Davy e uma vela juntas não era totalmente absurda, no entanto, se a lâmpada Davy for entendida não apenas como uma luz segura em uma atmosfera explosiva, mas também como um medidor dos níveis de grisu. Na prática, porém, o aviso da lâmpada nem sempre era percebido a tempo, principalmente nas condições de trabalho da época.

A Lei de Regulamentação e Inspeção de Minas de 1860, portanto, exigia que as minas de carvão tivessem uma quantidade adequada de ventilação, constantemente produzida, para diluir e tornar gases nocivos inofensivos para que as áreas de trabalho fossem - em circunstâncias normais – em condições adequadas para serem trabalhadas (áreas onde uma atmosfera normalmente segura não pode ser garantida devem ser cercadas "na medida do possível"): também exigia que as lâmpadas de segurança fossem examinadas e travadas com segurança por um pessoa devidamente autorizada antes do uso.

Mesmo quando novas e limpas, a iluminação das lâmpadas de segurança era muito fraca e o problema não foi totalmente resolvido até que as lâmpadas elétricas se tornassem amplamente disponíveis no final do século XIX.

Sucessores

Um equivalente moderno da lâmpada Davy tem sido usado nos revezamentos da tocha olímpica. Foi usado nos revezamentos para os Jogos Olímpicos da Juventude de Sydney, Atenas, Turim, Pequim, Vancouver e Cingapura. Também foi usado para as Olimpíadas Especiais de Xangai, jogos Pan-Americanos e Centro-Africanos e para o revezamento dos Jogos Olímpicos de Londres 2012.

As lâmpadas ainda são feitas em Eccles, Grande Manchester; em Aberdare, South Wales; e em Calcutá, na Índia.

Uma réplica de uma lâmpada de Davy está localizada em frente à bilheteria do Estádio da Luz (Sunderland AFC), construído em uma antiga mina de carvão.

Em 2015, a Bersham Colliery em Wrexham, País de Gales, que agora é um museu de mineração, convidou os visitantes a trazer suas lâmpadas Davy e outras relíquias industriais ao museu para identificação. O National Mining Museum Scotland em Newtongrange, na Escócia, também comemorou o 200º aniversário da invenção. Em 2016, a Royal Institution of Great Britain, onde o protótipo da lâmpada Davy é exibido, decidiu digitalizar a invenção em 3D, fazer engenharia reversa e apresentar aos visitantes do museu em um formato digital mais acessível por meio de um gabinete de realidade virtual. À primeira vista, parece ser um expositor tradicional, mas possui uma tela sensível ao toque com várias opções para os visitantes visualizarem e consultarem as exposições virtuais no interior.