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lámpara davy

La primera linterna de seguridad de Davy, 1815 (a la izquierda)
Diagrama de una lámpara Davy

La lámpara Davy es una lámpara de seguridad utilizada en atmósferas inflamables, inventada en 1815 por Sir Humphry Davy . [1] Consiste en una lámpara de mecha con la llama encerrada dentro de una pantalla de malla. Fue creado para su uso en las minas de carbón , para reducir el peligro de explosiones por la presencia de metano y otros gases inflamables, llamado grisú o grisú .

Historia

El erudito alemán Alexander von Humboldt , que trabajaba para la Oficina Alemana de Minas, se preocupaba por la salud y el bienestar de los mineros e inventó una especie de respirador y "cuatro lámparas de diferente construcción adecuadas para el empleo en diversas circunstancias. El respirador debía prevenir la inhalar gases nocivos y suministrar buen aire al minero; las lámparas se construyeron para arder en el tipo más inflamable de grisú sin encender el gas. Fueron los precursores de la invención posterior de Davy y fueron utilizados con frecuencia por. los mineros." [2]

La invención de Davy fue precedida por la de William Reid Clanny , un médico irlandés de Bishopwearmouth , que había leído un artículo ante la Royal Society en mayo de 1813. La lámpara de seguridad Clanny, más engorrosa, se probó con éxito en Herrington Mill y ganó medallas, desde la Real Sociedad de las Artes . [3]

A pesar de su falta de conocimientos científicos, el maquinista George Stephenson ideó una lámpara en la que el aire entraba a través de pequeños agujeros, a través de los cuales las llamas de la lámpara no podían pasar. Un mes antes de que Davy presentara su diseño a la Royal Society, Stephenson demostró su propia lámpara a dos testigos bajándola de Killingworth Colliery y sosteniéndola frente a una fisura de la que salía grisú . [4]

La primera prueba de una lámpara Davy con un tamiz de alambre se realizó en Hebburn Colliery el 9 de enero de 1816. [5] Una carta de Davy (que pretendía mantener en privado) describiendo sus hallazgos y varias sugerencias para una lámpara de seguridad se hizo pública en una reunión en Newcastle el 3 de noviembre de 1815, [6] y un artículo que describe la lámpara se presentó formalmente en una reunión de la Royal Society en Londres el 9 de noviembre. [7] Por ello, Davy recibió la medalla Rumford de la sociedad . La lámpara de Davy se diferenciaba de la de Stephenson en que la llama estaba rodeada por una pantalla de gasa, mientras que el prototipo de lámpara de Stephenson tenía una placa perforada contenida en un cilindro de vidrio (un diseño mencionado en el artículo de Davy en la Royal Society como alternativa a su solución preferida). [7] Por su invento, Davy recibió 2.000 libras esterlinas en plata (el dinero se recaudó mediante suscripción pública), mientras que Stephenson fue acusado de robarle la idea a Davy, porque Stephenson no había demostrado la ' lámpara Geordie ' completamente desarrollada hasta después de que Davy hubiera presentado su trabajo en la Royal Society y (se sostenía) las versiones anteriores en realidad no habían sido seguras. [6] [8] [un]

Un comité de investigación local reunido en apoyo de Stephenson lo exoneró, demostrando que había estado trabajando por separado para crear la lámpara Geordie, [10] y le consiguió una suscripción de 1.000 libras esterlinas. [11] Davy y sus partidarios se negaron a aceptar sus hallazgos y no entendían cómo un hombre sin educación como Stephenson podía encontrar la solución que tenía: el propio Stephenson admitió libremente que había llegado a una solución práctica sobre la base de una Teoría errónea. [11] En 1833, un comité de la Cámara de los Comunes determinó que Stephenson tenía el mismo derecho a haber inventado la lámpara de seguridad. [11] Davy fue a la tumba alegando que Stephenson le había robado su idea. La lámpara Stephenson se utilizó casi exclusivamente en el noreste de Inglaterra , mientras que la lámpara Davy se utilizó en todas partes. La experiencia le dio a Stephenson una desconfianza permanente hacia los expertos científicos teóricos con sede en Londres. [12] [b]

Diseño y teoría

Un tipo de lámpara Davy con aberturas para medir la altura de la llama.

La lámpara consta de una lámpara de mecha con la llama encerrada dentro de una pantalla de malla. La pantalla actúa como parallamas ; el aire (y cualquier grisú presente) puede pasar a través de la malla con suficiente libertad para favorecer la combustión, pero los orificios son demasiado finos para permitir que una llama se propague a través de ellos y encienda el grisú fuera de la malla. La lámpara Davy funcionaba con aceite o nafta (líquido para encendedor). [13]

La lámpara también proporcionó una prueba de presencia de gases. Si había mezclas de gases inflamables, la llama de la lámpara Davy ardía más alto con un tinte azul. Las lámparas estaban equipadas con un medidor de metal para medir la altura de la llama. Los mineros podrían colocar la lámpara de seguridad cerca del suelo para detectar gases, como el dióxido de carbono , que son más densos que el aire y, por lo tanto, podrían acumularse en las depresiones de la mina; si el aire de la mina fuera pobre en oxígeno ( gas asfixiante ), la llama de la lámpara se apagaría ( humedad negra o gas asfixiante ). Una llama de metano-aire se extingue con aproximadamente un 17% de contenido de oxígeno (que aún sustentará la vida), por lo que la lámpara dio una indicación temprana de una atmósfera insalubre, lo que permitió a los mineros salir antes de morir por asfixia. [ cita necesaria ]

Impacto

En 1816, el Cumberland Pacquet informó sobre una demostración de la lámpara Davy en William Pit, Whitehaven. Colocado en un soplador "... el efecto fue grandioso más allá de toda descripción. Al principio se vio una llama azul cubriendo la llama de la lámpara, luego sucedió una llama brillante que jugaba en el cilindro; y poco después, la llama del El grisú se expandió hasta llenar completamente la tela metálica. Durante algún tiempo, la llama de la lámpara se vio a través de la del grisú, que finalmente se apagó sin explosión. No se podían desear resultados más satisfactorios..." [14]. ] Otro corresponsal del periódico comentó: "La lámpara ofrece seguridad absoluta al minero... Con la excelente ventilación de Whitehaven Collieries y la aplicación del valioso instrumento de Sir HUMPHRY, los accidentes por la explosión de hidrógeno '(carburado)' que han ocurrido (aunque comparativamente pocos para obras tan extensas) se evitarán gracias a este feliz invento". [14]

Sin embargo, esta predicción no se cumplió: en los siguientes treinta años, las explosiones de grisú en los pozos de Whitehaven mataron a 137 personas. [15] : 139  De manera más general, el Comité Selecto sobre Accidentes en Minas informó en 1835 que la introducción de la lámpara Davy había provocado un aumento de los accidentes en minas; [11] : 130  la lámpara fomentaba el funcionamiento de minas y partes de minas que anteriormente habían sido cerradas por razones de seguridad. [16] Por ejemplo, en 1835, 102 hombres y niños murieron por una explosión de grisú en una mina de Wallsend que trabajaba en la veta de Bensham, descrita en la investigación posterior por John Buddle como "una veta peligrosa, que requería el máximo cuidado para mantener en estado de funcionamiento", que sólo podía funcionar con la lámpara Davy. El forense señaló que una explosión anterior de grisú en 1821 había matado a 52 personas, pero indicó a su jurado que cualquier conclusión sobre la conveniencia de continuar trabajando en la veta estaba fuera de su provincia. [17]

Las lámparas debían ser proporcionadas por los propios mineros, no por los propietarios, ya que tradicionalmente los mineros compraban sus propias velas en la tienda de la empresa. Los mineros todavía preferían la mejor iluminación proveniente de una luz desnuda, y las regulaciones mineras que insistían en que sólo se usaran lámparas de seguridad [15] : 139  eran draconianas en principio, pero en la práctica ni se observaban ni se hacían cumplir. Después de dos accidentes en dos años (1838-1839) en pozos de Cumberland, ambos causados ​​por controles de seguridad realizados a la luz de una llama, la Comisión Real sobre Empleo Infantil comentó tanto la falta de aprendizaje del primer accidente como la falta de aprendizaje. sobre el "absurdo adicional" de "llevar una lámpara Davy en una mano por razones de seguridad, y una vela encendida en la otra, como si fuera por peligro. Más allá de esto no puede haber irreflexión ni locura concebibles; y cuando se permite tal gestión en la mina de dos de los propietarios de carbón más opulentos del reino, dejamos de sorprendernos de cualquier cosa que pueda tener lugar en minas trabajadas por hombres igualmente sin capital ni ciencia" [15] : 140 

Otro motivo del aumento de los accidentes fue la falta de fiabilidad de las propias lámparas. La gasa desnuda se dañaba fácilmente y, una vez que un solo cable se rompía o se oxidaba, la lámpara se volvía insegura. El trabajo realizado por un testigo científico y reportado por el comité mostró que la lámpara Davy se volvió insegura en flujos de aire tan bajos que una lámpara Davy transportada a un ritmo normal de marcha contra flujos de aire normales en pasillos sólo era segura si estaba provista de un corta-aires [18] : 13-17  (normalmente no se instala), y el comité observó que habían ocurrido accidentes cuando la lámpara estaba "en uso general y cuidadoso; nadie sobrevivió para contar la historia de cómo ocurrieron estos sucesos; las conjeturas suplieron la falta de conocimiento positivo en la mayoría de los casos". insatisfactoriamente; pero se registran incidentes que prueban lo que debe seguir a pruebas irrazonables de la lámpara y su Comité se ve obligado a creer que la ignorancia y una falsa confianza en sus méritos, en casos con riesgos injustificables, han llevado a consecuencias desastrosas" [11] : 131  El "Comité de South Shields", un organismo creado allí en una reunión pública [19] (en respuesta a una explosión en el pozo de St Hilda en 1839) [20] para considerar la prevención de accidentes en las minas, había demostrado que las minas La ventilación en el noreste era en general deficiente, con un suministro insuficiente de aire fresco que daba todas las oportunidades para que se acumularan mezclas explosivas de gases. [18] : 28–36  [c] Un comité selecto posterior en 1852 estuvo de acuerdo con esta opinión; La mejor forma de prevenir las explosiones de grisú era mejorar la ventilación de la mina (mediante el uso de eyectores de vapor: el comité desaconsejó específicamente la ventilación con ventiladores), que se había descuidado debido a la excesiva confianza en la seguridad de la lámpara Davy. [21] : viii 

Sin embargo, la práctica de utilizar una lámpara Davy y una vela juntas no era del todo absurda, si se entiende que la lámpara Davy no sólo es una luz segura en una atmósfera explosiva, sino también un indicador de los niveles de grisú. En la práctica, sin embargo, la advertencia de la lámpara no siempre se detectaba a tiempo, especialmente en las condiciones de trabajo de la época. [22]

Por lo tanto, la Ley de Regulación e Inspección de Minas de 1860 exigía que las minas de carbón tuvieran una cantidad adecuada de ventilación, producida constantemente, para diluir y hacer inofensivos los gases nocivos, de modo que las áreas de trabajo estuvieran, en circunstancias normales, en condiciones adecuadas para ser trabajadas (áreas donde no se podía garantizar una atmósfera normalmente segura debían vallarse "en la medida de lo posible"): también exigía que las lámparas de seguridad fueran examinadas y bloqueadas de forma segura por una persona debidamente autorizada antes de su uso. [ cita necesaria ]

Incluso cuando eran nuevas y limpias, la iluminación de las lámparas de seguridad era muy pobre [23] y el problema no se resolvió por completo hasta que las lámparas eléctricas estuvieron ampliamente disponibles a fines del siglo XIX. [24]

Sucesores

En los relevos de la antorcha olímpica se ha utilizado un equivalente moderno de la lámpara Davy . Se utilizó en los relevos de los Juegos Olímpicos de la Juventud de Sídney, Atenas, Turín, Pekín, Vancouver y Singapur . También se utilizó para los Juegos Olímpicos Especiales de Shanghai, los Juegos Panamericanos y Centroafricanos y para el relevo de los Juegos Olímpicos de Verano de Londres 2012 . [25]

Las lámparas todavía se fabrican en Eccles, Greater Manchester ; [26] en Aberdare , Gales del Sur ; [27] y en Calcuta , India . [28]

Frente a la taquilla del Estadio de la Luz (Sunderland AFC), construido sobre una antigua mina de carbón, hay una réplica de una lámpara Davy.

En 2015, el bicentenario del invento de Davy, el antiguo Bersham Colliery , en Wrexham , Gales, ahora un museo minero, organizó un evento para que el público trajera sus lámparas Davy para su identificación. [29] El Museo Nacional de Minería de Escocia en Newtongrange , Escocia, también celebró el 200 aniversario de la invención. [30] En 2016, la Royal Institution de Gran Bretaña , donde se exhibe el prototipo de la lámpara Davy, decidió escanear la invención en 3D, realizar ingeniería inversa y presentarla a los visitantes del museo en un formato digital más accesible a través de un gabinete de realidad virtual. A primera vista parece ser una vitrina tradicional, pero tiene una pantalla táctil con varias opciones para que los visitantes vean y consulten las exhibiciones virtuales en el interior. [31]

Notas

  1. ^ En 1968 se informó que el diámetro máximo medio de enfriamiento (el diámetro máximo del orificio a través del cual no pasará una llama (no una explosión)) para orificios perforados en una placa de latón de 1/32 "de espesor era de 0,139 pulgadas para mezclas de metano y aire. [ 9] La carta de Davy leída en la reunión del 3 de noviembre en Newcastle informaba que su trabajo con muestras de grisú había demostrado que las explosiones en mezclas inflamables de grisú con aire no pasarían a través de tubos de diámetro inferior a 1/8". [6] : 84  La primera lámpara de Stephenson tenía una entrada de aire de 1/2", estrangulada por un control deslizante, la segunda tres entradas de aire de un diámetro interno de 3/22" (0,136") pero distorsionadas al doblar la punta para dar un óvalo, diámetro largo de 1/5", diámetro corto de 1/14", en su tercera lámpara, la entrada de aire se realizaba a través de placas de latón con orificios de varios tamaños, el más grande de aproximadamente 1/12" de diámetro [10]
  2. ^ En su libro 'George y Robert Stephenson', el autor LTC Rolt relata que las opiniones variaban sobre la eficiencia de las dos lámparas; que la lámpara Davy daba más luz, pero se pensaba que la lámpara Geordie era más segura en una atmósfera más gaseosa. Sigue a Smiles (1857) al referirse a un incidente ocurrido en 1857 en Oaks Colliery en Barnsley, donde ambas lámparas estaban en uso. A raíz de una repentina y fuerte entrada de gas, la parte superior de todas las lámparas Davy se puso al rojo vivo (lo que en el pasado había provocado una explosión y, al hacerlo, corría el riesgo de otra), mientras que todas las lámparas Geordie simplemente se apagaron.
  3. ^ El Comité Shields argumentó que las minas locales habían tenido muy pocos pozos para el tamaño de los trabajos subterráneos (una opinión respaldada por evidencia de George Stephenson, entre otros) y que el Comité Selecto de la Cámara de los Comunes de 1835 había sido engañado en este punto por Sobreestimaciones brutas del costo de ejes adicionales dadas por John Buddle . El Comité Shields también se opuso a la práctica (contra la cual pensaba que el Parlamento debería legislar para todas las nuevas ganancias) de perforar un solo pozo y subdividirlo en particiones ("brattices") para separar el aire de ventilación que entra y sale -cualquier Una explosión que destruyera las vigas destruiría la ventilación de la mina y aseguraría la muerte por asfixia de quienes se encuentran bajo tierra. Este escenario había provocado algunas de las muertes en el accidente de Wallsend de 1835: múltiples pozos se convirtieron en un requisito legal en 1863 después de la muerte de 204 mineros en el desastre de Hartley Colliery de 1862, donde la falla catastrófica de una viga de bomba destruyó la ventilación y bloqueó la única vía de escape.

Referencias

  1. ^ Breve historia de la lámpara de seguridad con llama de minero Archivado el 26 de agosto de 2003 en Wayback Machine en minerslamps.net. Consultado el 7 de julio de 20121.
  2. ^ Vida de Alejandro Von Humboldt, vol. I (1872) Karl Bruhns (ed), Capítulo III de Julius Lowenberg, p.152 en alemán. Traducido al inglés en 1873 por Jane y Caroline Lassell. en el dominio público a través de la Biblioteca del Congreso Consultado el 21 de diciembre de 2021. Dominio publico Este artículo incorpora material de dominio público de sitios web o documentos de la Biblioteca del Congreso .
  3. ^ Knight, David (1992) Humphry Davy: ciencia y poder. Cambridge, Cambridge University Press, (Capítulo 8: La lámpara de seguridad), ISBN  0-631-16816-8
  4. ^ Brandling, CJ (presidente) (1817), Informe sobre las afirmaciones del Sr. George Stephenson, relativas a la invención de su lámpara de seguridad, por el comité designado en una reunión celebrada en Newcastle el primero de noviembre de 1817, Newcastle: Emerson Charnley, pág. 17
  5. ^ Thompson, Roy (2004). Trueno subterráneo: desastres mineros de Northumberland, 1815-1865. Punto de referencia. pag. 121.ISBN 978-1-84306-169-4. Consultado el 8 de enero de 2013 .
  6. ^ abc París, John Ayrton (1831). La vida de Sir Humphry Davy, difunto presidente de la Royal Society, asociado extranjero del Real Instituto de Francia...: en 2 volúmenes. vol. II. Colburn y Bentley.
  7. ^ ab Davy, Humphry (1816). "Sobre la humedad del fuego de las minas de carbón y sobre los métodos de iluminación de las minas para evitar su explosión". Transacciones filosóficas de la Royal Society de Londres . 106 : 1. doi : 10.1098/rstl.1816.0001 .
  8. ^ Stephenson, George (1817). Una descripción de la lámpara de seguridad, inventada por George Stephenson y ahora utilizada en Killingworth Colliery (Segunda ed.). Londres.
  9. ^ Grove, JR (1968). "La medición de los diámetros de enfriamiento y su relación con la agrupación ignífuga de gases y vapores" (PDF) . Tercer Simposio sobre Riesgos de Procesos Químicos con Especial Referencia al Diseño de Plantas LChem.E. Serie de Simposios . 25 . Londres: Institución de Ingenieros Químicos: 53. Archivado desde el original (PDF) el 11 de octubre de 2017 . Consultado el 30 de abril de 2017 .
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  12. ^ Davies, cazador (1975). George Stephenson: La notable vida del fundador de los ferrocarriles . Weidenfeld y Nicolson. ISBN 0-297-76934-0.
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  14. ^ ab "párrafos sin título". Cumberland Pacquet y Whitehaven Advertiser de Ware . 9 de abril de 1816. pág. 3.
  15. ^ abc Cumberland & Westmorland Antiquarian & Archaeological Society: Serie adicional XXIV: Wood, Oliver (1988). Carbón de West Cumberland: 1600–1982/3 . Kendal: Tito Wilson. ISBN 095007795X.
  16. ^ Christopher Lawrence, El poder y la gloria: Humphry Davy y el romanticismo , referencia en Andrew Cunningham y Nicholas Jardine, Romanticismo y ciencias Cambridge: University Press, 1990 página 224
  17. ^ Sykes, Juan (1835). Un relato de la terrible explosión en Wallsend Colliery, el 18 de junio de 1835, a la que se añade una lista de explosiones, inundaciones, etc. que han ocurrido en las minas de carbón de Northumberland y Durham... Newcastle: John Sykes.(Sykes era el editor del Newcastle Courant)
  18. ^ ab El Informe del Comité de South Shields, designado para investigar las causas de los accidentes en las minas de carbón. Londres: Longman, Brown, Green y Longmans. 1843.
  19. ^ anuncio que comienza "En una reunión pública de los habitantes ...". Anunciante del condado de Durham . 5 de julio de 1839. p. 3.
  20. ^ "Terrible pérdida de vidas en South Shields". Correo de Newcastle . 5 de julio de 1839. pág. 2.
  21. ^ Informe del Comité Selecto de Minas de Carbón, junto con las Actas del Comité, Actas de Prueba, Apéndice e Índice. Londres: por orden de la Cámara de los Comunes. 1852.
  22. ^ Consulte la nota en la sección "Sucesores" de este artículo de WP sobre el uso moderno de las lámparas.
  23. ^ Smithsonian (octubre de 2022). "Lámparas de seguridad". Institución Smithsonian . Consultado el 22 de octubre de 2022 .
  24. ^ Smithsonian (octubre de 2022). "Lámparas eléctricas". Institución Smithsonian . Consultado el 22 de octubre de 2022 .
  25. ^ Peck, Tom Que comiencen las llamas: Beckham enciende el fuego del hogar The Independent , 19 de mayo de 2012. Consultado el 12 de julio de 2012.
  26. ^ Protector Safety Lamp Company, Eccles en Heritage Photo Archive. Consultado el 7 de julio de 2012.
  27. ^ Aberdare - Cambrian Lamp Works - E. Thomas & Williams en el servicio de biblioteca Rhondda Cynon Taf. Consultado el 7 de julio de 2012.
  28. ^ Sitio web oficial de JK Dey and Sons. Consultado el 7 de julio de 2012.
  29. ^ Antes, Neil (26 de septiembre de 2015). "El museo de la minería celebra los 200 años de Davy Lamps". Noticias de la BBC . Archivado desde el original el 8 de enero de 2019 . Consultado el 17 de febrero de 2016 . No estamos especialmente interesados ​​en valorarlos, la mayoría sólo valen alrededor de £50 o £60, pero algunos de los ejemplos más raros y antiguos pueden venderse por más de £500.
  30. ^ "Celebrando los 200 años de la lámpara de seguridad con llama". Museo Nacional de Minería . Consultado el 17 de febrero de 2016 .
  31. ^ "Escaneo 3D de la lámpara Davy original". Física Digital. 2 de mayo de 2016. Archivado desde el original el 5 de junio de 2016 . Consultado el 9 de mayo de 2016 .

Otras lecturas

enlaces externos