La lámpara Davy es una lámpara de seguridad para uso 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 minas de carbón , para reducir el peligro de explosiones debido a la presencia de metano y otros gases inflamables, llama grisú o minedamp .
Historia
El invento de Davy fue precedido por el de William Reid Clanny , un médico irlandés de Bishopwearmouth , que había leído un artículo para la Royal Society en mayo de 1813. La lámpara de seguridad Clanny, más engorrosa, fue probada con éxito en Herrington Mill, y ganó medallas de la Real Sociedad de Artes . [2]
A pesar de su falta de conocimiento científico, el ingeniero de motores George Stephenson ideó una lámpara en la que el aire entraba a través de pequeños orificios, a través de los cuales no podían pasar las llamas de la lámpara. Un mes antes de que Davy presentara su diseño a la Royal Society, Stephenson mostró su propia lámpara a dos testigos bajándola del Killingworth Colliery y sosteniéndola frente a una fisura de la que salía grisú . [3]
La primera prueba de una lámpara Davy con un tamiz de alambre fue en Hebburn Colliery el 9 de enero de 1816. [4] Una carta de Davy (que tenía la intención de 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, [5] y un documento que describe la lámpara fue presentado formalmente en una reunión de la Royal Society en Londres el 9 de noviembre. [6] 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 la lámpara prototipo de Stephenson tenía una placa perforada contenida en un cilindro de vidrio (un diseño mencionado en el artículo de la Royal Society de Davy como alternativa a su solución preferida). [6] Para su invento, a Davy se le dio £ 2,000 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 presentara su artículo en la Royal Society, y (se llevó a cabo) las versiones anteriores no habían sido realmente seguras. [5] [7] [a]
Un comité de investigación local reunido en apoyo de Stephenson lo exoneró, demostrando que había estado trabajando por separado para crear la lámpara Geordie, [9] y consiguió una suscripción para él de 1.000 libras esterlinas. [10] Davy y sus seguidores se negaron a aceptar sus hallazgos, y no verían cómo un hombre sin educación como Stephenson podría llegar a la solución que él tenía: el propio Stephenson admitió libremente que había llegado a una solución práctica sobre la base de un teoría errónea. [10] En 1833, un comité de la Cámara de los Comunes encontró que Stephenson tenía el mismo derecho a haber inventado la lámpara de seguridad. [10] Davy se fue a la tumba alegando que Stephenson le había robado la idea. La lámpara Stephenson se usó casi exclusivamente en el noreste de Inglaterra , mientras que la lámpara Davy se usó en todas partes. La experiencia le dio a Stephenson una desconfianza de por vida hacia los expertos científicos teóricos con sede en Londres. [11] [b]
Diseño y teoría
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 soportar la combustión, pero los orificios son demasiado finos para permitir que la llama se propague a través de ellos y encienda cualquier grisú fuera de la malla. Originalmente quemó un aceite vegetal pesado.
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 depresiones en la mina; si el aire de la mina fuera pobre en oxígeno ( gas asfixiante ), la llama de la lámpara se extinguiría ( humedad negra o asfixia ). Una llama de metano-aire se extingue a aproximadamente un 17% de contenido de oxígeno (que aún mantendrá 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.
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 que tapaba la llama de la lámpara, - luego sucedió una llama brillante, jugando 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 extinguió sin explosión. No se deseaban resultados más satisfactorios ... " [12 ] Otro corresponsal del periódico comentó "La lámpara ofrece absoluta seguridad al minero ... Con la excelente ventilación de las minas de Whitehaven y la aplicación del valioso instrumento de Sir HUMPHRY, los accidentes de la explosión de hidrogeno '(carburado)' que han ocurrido (aunque comparativamente pocos para trabajos tan extensos) será evitado por esta feliz invención ". [12]
Sin embargo, esta predicción no se cumplió: en los próximos treinta años, las explosiones de grisú en los pozos de Whitehaven mataron a 137 personas. [13] : 139 De manera más general, el Comité Selecto de Accidentes en Minas informó en 1835 que la introducción de la lámpara Davy había provocado un aumento de los accidentes en las minas; [10] : 130 la lámpara fomentaba el funcionamiento de minas y partes de minas que anteriormente habían sido cerradas por razones de seguridad. [14] Por ejemplo, en 1835, 102 hombres y niños murieron por una explosión de grisú en una mina de Wallsend que trabajaba en la costura de Bensham, descrita en la investigación posterior por John Buddle como "una costura peligrosa, que requería el mayor cuidado para mantenerse en un estado de trabajo ", que solo se podía trabajar con la lámpara Davy. El forense señaló que una explosión anterior de grisú en 1821 había matado a 52, pero indicó a su jurado que cualquier hallazgo sobre la prudencia de continuar trabajando en la costura estaba fuera de su provincia. [15]
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 aún preferían la mejor iluminación de una luz desnuda, y las regulaciones de la mina que insistían en que solo se usaran lámparas de seguridad [13] : 139 eran draconianas en principio, pero en la práctica no se cumplían ni se aplicaban. Después de dos accidentes en dos años (1838-189) en los pozos de Cumberland, ambos causados por controles de seguridad llevados a cabo a la luz de una llama desnuda, la Comisión Real de Empleo Infantil comentó tanto sobre la falta de conocimiento del primer accidente como sobre el "absurdo adicional" de "llevar una lámpara Davy en una mano por seguridad, y una vela encendida desnuda en la otra, como si fuera por peligro. Más allá de esto no puede haber descuido 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 maravillarnos de cualquier cosa que pueda tener lugar en las minas explotadas por hombres igualmente sin capital y sin ciencia " [13] : 140
Otra razón del aumento de 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 e informado por el comité mostró que la lámpara Davy se volvía insegura en corrientes de aire tan bajas que una lámpara Davy transportada a un paso normal contra las corrientes de aire normales en los pasillos solo era segura si estaba provista de un corta-aires [16] : 13-17 (no instalado normalmente), y el comité señaló que los accidentes habían ocurrido cuando la lámpara estaba "en uso general y cuidadoso; nadie sobrevivió para contar la historia de cómo ocurrieron estos hechos; la conjetura suplió la falta de conocimiento positivo en la mayoría de los casos". insatisfactoriamente; pero se registran incidentes que prueban lo que debe seguir una prueba irrazonable de la lámpara; y su Comité se ve obligado a creer que la ignorancia y una falsa confianza en sus méritos, en casos atendidos con riesgos injustificables, han llevado a consecuencias desastrosas " [10] : 131 El "Comité South Shields", un organismo creado por una reunión pública allí [17] (en respuesta a una explosión en el pozo de St Hilda en 1839) [18] para considerar la prevención de accidentes en las minas había demostrado que la ventilación de las minas en el noreste era en general deficiente, con un suministro insuficiente de aire fresco que brindaba todas las oportunidades para que se acumularan mezclas explosivas de gas. [16] : 28-36 [c] Un comité selecto posterior en 1852 estuvo de acuerdo con este punto de vista; Las explosiones de grisú podrían evitarse mejorando 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 dependencia excesiva de la seguridad de la lámpara Davy. [19] : viii
Sin embargo, la práctica de usar una lámpara Davy y una vela juntas no era del todo absurda, si se entiende que la lámpara Davy no solo 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 notó a tiempo, especialmente en las condiciones de trabajo de la época. [20]
Por lo tanto, la Ley de Regulación e Inspección de Minas de 1860 requería que las minas de carbón tuvieran una cantidad adecuada de ventilación, producida constantemente, para diluir y convertir los gases nocivos inofensivos para que las áreas de trabajo estuvieran, en circunstancias normales, en un estado adecuado para ser trabajadas (áreas cuando no pudiera garantizarse una atmósfera normalmente segura, debían vallarse "en la medida de lo posible"): también exigía que las luces de seguridad fueran examinadas y cerradas de forma segura por una persona debidamente autorizada antes de su uso. [ cita requerida ]
Incluso cuando eran nuevas y limpias, la iluminación de las lámparas de seguridad era muy deficiente y el problema no se resolvió por completo hasta que las lámparas eléctricas estuvieron ampliamente disponibles a fines del siglo XIX. [ cita requerida ]
Sucesores
Se ha utilizado un equivalente moderno de la lámpara Davy en los relés de antorcha de llama olímpica . Se utilizó en los relevos de los Juegos Olímpicos de la Juventud de Sydney, Atenas, Turín, Beijing, 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 . [21]
Las lámparas todavía se fabrican en Eccles, Greater Manchester ; [22] en Aberdare , Gales del Sur ; [23] y en Kolkata , India . [24]
Una réplica de una lámpara Davy se encuentra frente a la taquilla del Stadium of Light (Sunderland AFC), que está construido sobre una antigua mina de carbón.
En 2015, Bersham Colliery en Wrexham , Gales, que ahora es un museo de minería, invitó a los visitantes a traer sus lámparas Davy y otras reliquias industriales al museo para su identificación. [25] El Museo Nacional de Minería de Escocia en Newtongrange , Escocia, también celebró el 200 aniversario de la invención. [26] En 2016, la Royal Institution of Great Britain , donde se exhibe el prototipo de la lámpara Davy, decidió escanear el invento en 3D, someterlo a ingeniería inversa y presentarlo 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 hagan referencia a las exhibiciones virtuales en su interior. [27]
Notas
- ^ El diámetro medio máximo de enfriamiento (el diámetro máximo del orificio a través del cual no pasará una llama (no una explosión)) para los orificios perforados en una placa de latón de 1/32 "de espesor se informó en 1968 que era de 0,139 pulgadas para las mezclas de metano / aire. [ 8] La carta de Davy leída en la reunión del 3 de noviembre en Newcastle informó 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 ". [5] : 84 La primera lámpara de Stephenson tenía una entrada de aire de 1/2 ", estrangulada por un control deslizante, las segundas tres entradas de aire de diámetro interno 3/22" (0.136 ") pero distorsionadas al doblar la punta para dar un óvalo, diámetro largo 1/5 ", diámetro corto 1/14", en su tercera lámpara, la entrada de aire era a través de placas de latón con orificios de varios tamaños, el mayor de aproximadamente 1/12 "de diámetro [9]
- ↑ En su libro 'George y Robert Stephenson', el autor LTC Rolt relata que la opinión variaba 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 en 1857 en Oaks Colliery en Barnsley, donde ambas lámparas estaban en uso. Después de una fuerte afluencia repentina de gas, la parte superior de todas las Lámparas Davy se puso al rojo vivo (lo que en el pasado había causado una explosión y, al hacerlo, se arriesgó a otra), mientras que todas las Lámparas Geordie simplemente se apagaron.
- ↑ El Comité Shields argumentó que las minas locales habían tenido muy pocos pozos para el tamaño de los trabajos subterráneos (un punto de vista respaldado por la evidencia de George Stephenson, entre otros) y que el Comité Selecto de los Comunes de 1835 había sido engañado en este punto por sobreestimaciones brutas del costo de ejes adicionales que les dio John Buddle . El Comité Shields también argumentó en contra de la práctica (que pensaba que el Parlamento debería prohibir para todas las nuevas ganancias) de hundir un solo pozo y subdividirlo en particiones ('brattices') para separar el aire de ventilación que entra y sale, cualquier Una explosión que destruyera el bratticing destruiría la ventilación de la mina y aseguraría la muerte por asfixia de los subterráneos. Este escenario había llevado a 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 la bomba destruyó la ventilación y bloqueó el único medio de escape.
Referencias
- ^ Breve historia de la lámpara de seguridad de llama del minero Archivado el 26 de agosto de 2003 en Wayback Machine en minerslamps.net. Consultado el 7 de julio de 20121.
- ^ Knight, David (1992) Humphry Davy: Ciencia y poder. Cambridge, Cambridge University Press, (Capítulo 8: La lámpara de seguridad), ISBN 0-631-16816-8
- ^ 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 1 de noviembre de 1817 , Newcastle: Emerson Charnley , pag. 17
- ^ 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 .
- ^ a b c 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.
|volume=
tiene texto extra ( ayuda ) - ^ a b 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 .
- ^ Stephenson, George (1817). Una descripción de la lámpara de seguridad, inventada por George Stephenson, y ahora en uso en Killingworth Colliery (Segunda ed.). Londres.
- ^ 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 . Londres: Institución de Ingenieros Químicos. 25 : 53. Archivado desde el original (PDF) el 11 de octubre de 2017 . Consultado el 30 de abril de 2017 .
- ^ a b Anon (1817). Informe sobre las afirmaciones del Sr. George Stephenson, relativas a la invención de su lámpara de seguridad . Newcastle: S. Hodgson.
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- ^ Davies, Hunter (1975). George Stephenson: La notable vida del fundador de los ferrocarriles . Weidenfeld y Nicolson. ISBN 0-297-76934-0.
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- ^ 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
- ^ Sykes, John (1835). Un relato de la terrible explosión en Wallsend Colliery, el 18 de junio de 1835, a la que se agrega una lista de explosiones, inundaciones, etc. que se han producido en las minas de carbón de Northumberland y Durham ... Newcastle: John Sykes.(Sykes era el editor del Newcastle Courant )
- ^ a b El Informe del Comité South Shields, designado para investigar las causas de Accidentes en Minas de Carbón . Londres: Longman, Brown, Green y Longmans. 1843.
- ^ comienzo del anuncio "En una reunión pública de los habitantes ...". Anunciante del condado de Durham . 5 de julio de 1839. p. 3.
- ^ "Horrible pérdida de vidas en South Shields". Newcastle Courant . 5 de julio de 1839. p. 2.
- ^ Informe del Comité Selecto de Minas de Carbón, junto con las Actas del Comité, Acta de Evidencia, Apéndice e Índice . Londres: por orden de la Cámara de los Comunes. 1852.
- ^ Consulte la nota en la sección "Sucesores" de este artículo de WP sobre el uso moderno de las lámparas.
- ^ Peck, Tom Deja que comiencen las llamas: Beckham enciende los incendios domésticos The Independent , 19 de mayo de 2012. Consultado el 12 de julio de 2012
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- ^ Sitio web oficial de JK Dey and Sons . Consultado el 7 de julio de 2012.
- ^ Prior, Neil (26 de septiembre de 2015). "El museo de la minería celebra los 200 años de Davy Lamps" . BBC News . Archivado desde el original el 8 de enero de 2019 . Consultado el 17 de febrero de 2016 .
- ^ "Celebrando 200 años de la lámpara de seguridad de llama" . Museo Nacional de Minería . Consultado el 17 de febrero de 2016 .
- ^ "Escaneo 3D de la lámpara Davy original" . Digital físico. 2 de mayo de 2016. Archivado desde el original el 5 de junio de 2016 . Consultado el 9 de mayo de 2016 .
Otras lecturas
- James, Frank AJL (2005). "¿Qué tan grande es un agujero?: Los problemas de la aplicación práctica de la ciencia en la invención de la lámpara de seguridad de los mineros por Humphry Davy y George Stephenson en la Inglaterra tardía de la Regencia" (PDF) . Transacciones de la Sociedad Newcomen . 75 (2): 175–227. doi : 10.1179 / tns.2005.010 . S2CID 111936569 .
enlaces externos
- Video de Popular Science que muestra un experimento que demuestra el principio de la lámpara Davy
- Edwards, lámpara de seguridad de Eric The Miners en el Museo Pitt Rivers , Universidad de Oxford
- Breve biografía de Humphry Davy en Spartacus Educational
- Martyn Poliakoff, Martyn Poliakoff . "Lámpara de Davy" . La tabla periódica de videos . Universidad de Nottingham .