Una lámpara de seguridad es cualquiera de los varios tipos de lámpara que proporciona iluminación en las minas de carbón y está diseñada para operar en aire que puede contener polvo o gases de carbón , los cuales son potencialmente inflamables o explosivos. Hasta el desarrollo de lámparas eléctricas efectivas a principios del siglo XX, los mineros usaban lámparas de llama para proporcionar iluminación. Las lámparas de llama abierta pueden encender los gases inflamables que se acumulan en las minas, provocando explosiones; Las lámparas de seguridad se desarrollaron para encerrar la llama y evitar que encienda la atmósfera circundante. Las lámparas de seguridad de llama se han reemplazado en la minería por luces eléctricas selladas a prueba de explosiones.
Los mineros se han referido tradicionalmente a los diversos gases que se encuentran durante la minería como humedades , de la palabra del alemán medio bajo dampf (que significa " vapor "). [1] Las humedades son mezclas variables y son términos históricos.
Antes de la invención de las lámparas de seguridad, los mineros usaban velas con llamas abiertas. Esto dio lugar a frecuentes explosiones . Por ejemplo, en una mina de carbón (Killingworth) en el noreste de Inglaterra, 10 mineros murieron en 1806 y 12 en 1809. En 1812, 90 hombres y niños murieron asfixiados o quemados en Felling Pit cerca de Gateshead y 22 en el año siguiente. [2]
Wood 1853 describe la prueba de una mina para grisú. Una vela se prepara recortando y quitando el exceso de grasa. Se sostiene con el brazo extendido al nivel del piso en una mano, con la otra protege todo excepto la punta de la llama. A medida que se eleva la vela, se observa la punta y, si no se modifica, la atmósfera es segura. Sin embargo, si la punta se vuelve gris azulada aumentando en altura hasta un punto extendido delgado que se vuelve azul más profundo, entonces hay grisú. [3] Al detectar el grisú, se baja la vela y se hacen los arreglos para ventilar el área o el encendido deliberado del grisú después del final de un turno. [4]Un hombre avanzó con una vela en el extremo de un palo. Mantuvo la cabeza gacha para permitir que la explosión pasara por encima de él, pero tan pronto como ocurrió la explosión, permaneció erguido lo más posible para evitar la humedad residual. Oficialmente conocido como bombero, también se le conocía como penitente o monje por el atuendo con capucha que usaba como protección. La ropa protectora estaba hecha de lana o cuero y bien humedecida. Como puede imaginarse, este procedimiento no siempre preservó la vida del hombre así empleado. [4]
Cuando entraron en uso regular, se usaron barómetros para saber si la presión atmosférica era baja, lo que podría provocar que se filtrara más grisú de las vetas de carbón a las galerías de la mina. Incluso después de la introducción de las luces de seguridad, esta información seguía siendo esencial; consulte Trimdon Grange para obtener detalles de un accidente en el que hubo presión.
La falta de buena iluminación fue una de las principales causas del nistagmo que afecta al ojo . Los mineros que trabajaban en vetas delgadas o cuando cortaban el carbón tenían que tumbarse de costado en condiciones de hacinamiento. El pico se balanceó horizontalmente hasta un punto más allá de la parte superior de su cabeza. Para ver hacia dónde apuntaban (y se necesitaban golpes precisos), los ojos debían esforzarse en lo que normalmente sería la dirección hacia arriba y ligeramente hacia un lado. [5] Este esfuerzo condujo primero a un nistagmo temporal y luego a una discapacidad permanente. El nistagmo leve se autocorregiría si un minero dejara de realizar este trabajo, pero si no se tratara, obligaría a un hombre a abandonar la minería. [6] Los niveles más bajos de luz asociados con las lámparas de seguridad provocaron un aumento en la incidencia de nistagmo.[7]
Tanto en el continente europeo como en el Reino Unido se utilizaron pieles de pescado secas. A partir de ellos se produce una débil bioluminiscencia (a menudo llamada fosforescencia). [4] [8] Otra fuente segura de iluminación en las minas eran botellas que contenían luciérnagas. [9]
Las fábricas de pedernal y acero introducidas por Carlisle Spedding (1696-1755) antes de 1733 [10] habían sido probadas con un éxito limitado. [11] Se puede ver un ejemplo de una acería de Spedding en el museo de Whitehaven, donde Spedding era gerente de las minas de carbón de Sir James Lowther, cuarto baronet . [12] Un disco de acero se hizo girar a alta velocidad mediante un mecanismo de manivela. Al presionar un pedernal contra el disco se produjo una lluvia de chispas y una tenue iluminación. [12]Estos molinos eran difíciles de usar y a menudo los trabajaba un niño, cuya única tarea era proporcionar luz a un grupo de mineros. Se supuso que las chispas tenían energía insuficiente para encender el grisú hasta una serie de explosiones en la mina Wallsend en 1784; una nueva explosión en junio de 1785 a la que sobrevivió el operador del molino (John Selkirk) mostró que la ignición era posible. [13]
La primera lámpara de seguridad hecha por William Reid Clanny usó un par de fuelles para bombear aire a través del agua hacia una vela encendida en una caja de metal con una ventana de vidrio. Los gases de escape pasaron a través del agua. La lámpara emitía solo una luz débil, aunque era intrínsecamente segura siempre que se mantuviera en posición vertical. Era pesado y desgarbado y requería que un hombre lo bombeara continuamente. No fue un éxito práctico y Clanny posteriormente cambió la base de funcionamiento de las lámparas posteriores a la luz de las lámparas Davy y Stephenson. [11]
Las luces de seguridad deben abordar los siguientes problemas:
El fuego requiere tres elementos para quemar: combustible, oxidante y calor; el triangulo de fuego . Quite un elemento de este triángulo y la quema se detendrá. Una lámpara de seguridad debe garantizar que el triángulo de fuego se mantenga dentro de la lámpara, pero no pueda pasar al exterior.
En la lámpara de Geordie, la entrada y los escapes se mantienen separados. Las restricciones en la entrada aseguran que solo pase el aire suficiente para la combustión a través de la lámpara. Una chimenea alta contiene los gases gastados por encima de la llama. Si el porcentaje de grisú comienza a aumentar, hay menos oxígeno disponible en el aire y la combustión disminuye o se extingue. Las primeras lámparas Geordie tenían una simple tapa de cobre perforada sobre la chimenea para restringir aún más el flujo y garantizar que el gas gastado vital no se escapara demasiado rápido. Los diseños posteriores utilizaron la gasa con el mismo propósito y también como una barrera en sí misma. La entrada se realiza a través de varios tubos finos (temprano) o a través de una galería (más tarde). En el caso del sistema de galería, el aire pasa a través de una serie de pequeños orificios hacia la galería y a través de una gasa hasta la lámpara. Los tubos restringen el flujo y aseguran que cualquier reflujo se enfríe.El frente de la llama viaja más lentamente en tubos estrechos (una observación clave de Stephenson) y permite que los tubos detengan efectivamente dicho flujo.
En el sistema Davy, una gasa rodea la llama y se extiende una distancia por encima formando una jaula. Todas, excepto las primeras lámparas Davy, tienen una doble capa en la parte superior de la jaula. Los gases calientes que se elevan son enfriados por la gasa, el metal conduce el calor y es enfriado por el aire entrante. No hay restricción en el aire que ingresa a la lámpara y, por lo tanto, si se arrastra grisú, se quemará dentro de la lámpara. De hecho, la lámpara arde con más intensidad en atmósferas peligrosas, lo que actúa como una advertencia a los mineros del aumento de los niveles de grisú. La configuración de Clanny utiliza una sección de vidrio corta alrededor de la llama con un cilindro de gasa encima. El aire entra y desciende justo dentro del vaso, pasando a través de la llama en el centro de la lámpara.
Las carcasas exteriores de las lámparas se han fabricado en latón o acero estañado. Si una lámpara golpea contra un trozo de roca dura, se podría generar una chispa si se empleara hierro o acero sin estañar. [14]
A los pocos meses de la demostración de Clanny de su primera lámpara, se habían anunciado dos diseños mejorados: uno de George Stephenson , que más tarde se convirtió en la lámpara Geordie , y la lámpara Davy , inventada por Sir Humphry Davy . Posteriormente, Clanny incorporó aspectos de ambas lámparas y produjo el antepasado de todas las lámparas de seguridad de aceite modernas.
George Stephenson provenía de una familia minera y en 1804 se había asegurado el puesto de encargado de frenos en la mina de carbón de Killingworth. Estuvo presente en las explosiones de 1806 y 1809 en el foso. En 1810, era ingeniero y responsable de maquinaria tanto por encima como por debajo del suelo. [15] El pozo era un pozo lleno de gases y Stephenson tomó la iniciativa en el trabajo para extinguir un incendio en 1814. Durante algunos años antes de 1815, había estado experimentando con los sopladores o fisuras de las que brotaba el gas. Razonó que una lámpara en una chimenea podría crear una corriente ascendente suficiente para que el grisú no penetrara por la chimenea. Observaciones posteriores de la velocidad de los frentes de llamas en fisuras y pasillos lo llevaron a diseñar una lámpara con tubos finos que admitían el aire.
Se le pidió a Sir Humphry Davy que considerara los problemas de una lámpara de seguridad después de la explosión de Felling. Experimentadores anteriores habían usado gas de carbón (principalmente monóxido de carbono) de manera incorrecta, creyendo que era lo mismo que el grisú. Davy, sin embargo, realizó sus experimentos con muestras de grisú recogidas de los pozos. Como químico experimental, estaba familiarizado con las llamas que no atraviesan la gasa; sus experimentos le permitieron determinar el tamaño y la finura correctos de una lámpara de minero.
Davy fue galardonado con la medalla Rumford y £ 1,000 por la Royal Society en 1816 y un premio de £ 2,000 por los dueños de las minas de carbón del país, [16] quienes también otorgaron 100 guineas (£ 105) a Stephenson. Sin embargo, el comité de Newcastle también otorgó a Stephenson un premio de £ 1,000 recolectado por suscripción. [17] El Dr. Clanny recibió una medalla de la Royal Society of Arts en 1816. [11]
Tanto las lámparas Davy como las Stephenson eran frágiles. La gasa de la lámpara Davy se oxidó en el aire húmedo de un pozo de carbón y se volvió insegura, mientras que el vidrio de la lámpara Stephenson se rompió fácilmente y permitió que la llama se encendiera como grisú en la mina. Los diseños posteriores de Stephenson también incorporaron una pantalla de gasa como protección contra la rotura del vidrio. [18] Los desarrollos, incluidas las lámparas Gray, Mueseler y Marsaut, intentaron superar estos problemas mediante el uso de múltiples cilindros de gasa, pero el vidrio siguió siendo un problema hasta que el vidrio templado estuvo disponible. [19]
Si la llama se apagara en una lámpara, entonces el carbonero tuvo la tentación de volver a encenderla. Algunos abrieron las lámparas para encender pipas de tabaco bajo tierra. [20]Ambas prácticas estaban estrictamente prohibidas, ya que frustraban el propósito de la lámpara de seguridad. Se esperaba que el minero regresara al pozo para realizar un nuevo encendido, un viaje de ida y vuelta de hasta unas pocas millas. Para los hombres que trabajaban a destajo, esto significaba una pérdida de ingresos (quizás el 10% de su salario diario), que los hombres deseaban evitar y, por lo tanto, corrían el riesgo. A partir de mediados de siglo, y particularmente después de la ley de 1872, las lámparas debían tener un mecanismo de bloqueo que impedía al minero abrir la lámpara. Existían dos esquemas: o se requería una herramienta especial que se mantenía en la cabeza del pozo o bien al abrir la lámpara se apagaba la llama. Este último mecanismo se puede ver en las lámparas Mueseler, Landau y Yates a continuación. Una lámpara de este tipo se conocía como lámpara protectora , un término adoptado y utilizado como nombre de la empresa. [21]Solo al regresar al banco, el hombre de la lámpara podía abrir la lámpara para recargarla y repararla. Se desarrollaron varios mecanismos de bloqueo diferentes; los mineros tendían a ser ingeniosos a la hora de encontrar formas de eludirlos. Se suponía que una serie de lámparas adicionales acompañarían a cada grupo de hombres, pero restringir el número era una economía obvia para los propietarios del pozo.
La luz que emitían estas lámparas era escasa (especialmente la del Davy por donde pasaba a través de la gasa); de hecho, en las primeras lámparas, peor que las velas. [22] El problema no se resolvió hasta la introducción de la iluminación eléctrica alrededor de 1900 y la introducción de las lámparas de casco a batería en 1930. La poca luz proporcionó otra razón más para que los mineros trataran de sortear las cerraduras.
Las primeras lámparas (Davy, Geordie y Clanny) tenían la gasa expuesta a las corrientes de aire. Se descubrió rápidamente que una corriente de aire podía hacer que la llama atravesara la gasa. La llama que juega directamente sobre la gasa la calienta más rápido de lo que el calor puede ser conducido, eventualmente encendiendo el gas fuera de la lámpara. [23]
La siguiente tabla está compilada a partir de Hunt 1879 , artículo: Lámparas de seguridad:
Lámpara | Velocidad del aire para hacer que la llama pase por la gasa (pies / s) | Tiempo de explosión (s) | Número de lámparas para igualar 1 vela estándar | Horas para quemar 2 oz de aceite |
---|---|---|---|---|
Davy | 8 | 15 | 4.63 | dieciséis |
Clanny | 9 | 45 | 2,68 | 16,5 |
Geordie | 11,2 | 28 |
Después de accidentes como Wallsend (1818), Trimdon Grange (1882) y Bedford Colliery Disaster (1886), las lámparas tuvieron que protegerse contra tales corrientes. En el caso del Davy, se desarrolló un "Tin-can Davy" que tenía un cilindro de metal con perforaciones en la parte inferior y una ventana de vidrio para la luz de la gasa. Las lámparas derivadas de Clanny tenían un escudo de metal (generalmente hierro estañado) en forma de cono truncado, llamado capó que cubría la gasa sobre el cilindro de vidrio. [24]El principio importante es que ninguna corriente de aire directa puede incidir en la gasa. El escudo tenía la desventaja de no permitir que el minero o el diputado revisaran que la gasa estuviera en su lugar y limpia. Por lo tanto, las lámparas se hicieron para que pudieran ser inspeccionadas y luego el capó colocado y bloqueado.
En la lámpara Davy, una lámpara de aceite estándar está rodeada por una fina gasa de alambre, la parte superior está cerrada por una doble capa de gasa.
Si el grisú entra en la llama, arderá con más intensidad y, si las proporciones son correctas, incluso puede detonar. La llama al llegar a la gasa no la atraviesa, por lo que la atmósfera de la mina no se enciende. Sin embargo, si se permite que la llama juegue sobre la gasa durante un período significativo, se calentará, a veces hasta el rojo vivo. En este punto es efectivo, pero en un estado peligroso. Cualquier aumento adicional de temperatura al calor blanco encenderá la atmósfera externa. Una corriente de aire repentina producirá un punto caliente localizado y la llama pasará a través. Con una corriente de aire de entre 4 y 6 pies por segundo, la lámpara se vuelve insegura. [43]En Wallsend en 1818, las lámparas ardían al rojo vivo (lo que indica un grisú significativo). Se contrató a un niño (Thomas Elliott) para llevar las lámparas calientes al aire libre y traerlas de regreso. Por alguna razón tropezó; la gasa estaba dañada y la lámpara dañada provocó la explosión. [38] En Trimdon Grange (1882) una caída del techo provocó una repentina ráfaga de aire y la llama pasó a través de la gasa con resultados fatales (69 muertos). [42]
Se conocían copias deficientes y "mejoras" desacertadas, pero el cambio de dimensiones reducía la iluminación o la seguridad. [43] La poca luz en comparación con Geordie o Clanny finalmente llevó a que el Davy fuera considerado "no una lámpara sino un instrumento científico para detectar la presencia de grisú". [11] Algunos pozos continuaron usando velas para iluminarse, confiando en el Davy para advertir a los hombres cuándo apagarlas.
En las lámparas Geordie anteriores, una lámpara de aceite está rodeada de vidrio. La parte superior del vidrio tiene una tapa de cobre perforada con una malla de gasa encima. El vidrio está rodeado por un tubo de metal perforado para protegerlo. La entrada de aire se realizó a través de una serie de tubos en la base.
Las versiones posteriores utilizaron una gasa de metal, en lugar del tubo de metal perforado, para rodear y proteger el vidrio. La entrada de aire se realizaba a través de una cámara anular alrededor de la base de la lámpara (en lugar de los tubos anteriores) en la que entraba aire a través de pequeños orificios ( 1 ⁄ 20 ") y luego pasaba a través de una gasa hacia la lámpara. Si el vidrio que rodeaba la lámpara estaba roto, el Geordie se convirtió en Davy.
Una corriente de aire lo suficientemente fuerte podría viajar a través de los tubos (agujeros y galería posteriores) y agrandar la llama, lo que eventualmente podría hacer que se ponga al rojo vivo. [44] La lámpara se vuelve insegura en una corriente de 8 a 12 pies por segundo, aproximadamente el doble que la del Davy. [44]
Un desarrollo de la lámpara Geordie fue Purdy. Una cocina con gasa proporcionaba la entrada, sobre el vidrio había una chimenea con tapa de cobre perforada y gasa exterior. Un tubo de latón protegía las obras superiores, las blindaba y las mantenía bloqueadas en su sitio. Un pasador de resorte unió el conjunto. [45] El pasador solo se podía liberar aplicando vacío a un tornillo hueco cautivo; no es algo que un minero hambriento de nicotina pueda hacer en la cara del carbón [ cita requerida ] .
Clanny abandonó sus bombas y velas y desarrolló una lámpara de seguridad que combinaba características de Davy y Geordie. La lámpara de aceite estaba rodeada por una chimenea de vidrio sin ventilación desde abajo. Sobre la chimenea hay un cilindro de gasa con doble techo. El aire entra por el lateral y los gases gastados salen por la parte superior. En presencia de grisú, la llama se intensifica. La llama debe mantenerse bastante alta en uso normal, una pequeña llama permite que el espacio cerrado se llene de mezcla de grisú / aire y la detonación posterior puede atravesar la gasa. [46] Una llama más grande mantendrá la parte superior llena de gas quemado. El Clanny da más luz que el Davy y se puede transportar más fácilmente en un calado. Lupton señala, sin embargo, que no es superior en ningún otro aspecto , particularmente como instrumento de prueba.[46]
El vidrio de un Clanny estaba asegurado por un anillo de latón de gran diámetro que podía ser difícil de apretar de forma segura. Si se produce una astilla al final de una grieta o, de hecho, cualquier otra irregularidad, entonces el sello podría verse comprometido. Tal incidente ocurrió en Nicholson Pit en 1856 en una lámpara que estaba siendo utilizada por un capataz para probar el grisú. El inspector de minas recomendó que solo se usaran lámparas Stephenson para la iluminación y Davy para las pruebas. En particular, "los capataces ... cuyas lámparas se utilizan principalmente para detectar la presencia de gas [ sic ], deben evitar tales lámparas [Clanny]". [18]
La lámpara es un Clanny modificado diseñado por el belga Mathieu-Louis Mueseler. La llama está rodeada por un tubo de vidrio coronado por un cilindro con tapa de gasa. El aire entra por el lado sobre el vidrio y fluye hacia la llama antes de subir para salir por la parte superior de la lámpara. Hasta ahora, esto es solo un Clanny, pero en el Mueseler una chimenea de metal apoyada en un estante interno de gasa conduce los productos de combustión a la parte superior de la lámpara. [47] Algunas lámparas Mueseler estaban equipadas con un mecanismo que bloqueaba la base de la lámpara. Al bajar la mecha, finalmente se liberó la base, pero para entonces la llama se había extinguido y, por lo tanto, estaba a salvo. [48]
La lámpara fue patentada en 1840 y en 1864 el gobierno belga hizo obligatorio este tipo de lámpara. [48]
En presencia de grisú la mezcla explosiva se extrae a través de dos gasas (cilindro y estante), se quema y luego dentro de la chimenea solo quedan gases quemados, no mezcla explosiva. Como un Clanny, y el Davy antes que él, actúa como un indicador del grisú, ardiendo más intensamente en su presencia. Los modelos posteriores tenían escudos graduados mediante los cuales el diputado podía determinar la concentración de grisú a partir del aumento de la llama. Mientras que el Clanny seguirá ardiendo si se coloca de lado, lo que podría romper el vidrio; el Mueseler se extinguirá debido a la interrupción de las corrientes de convección. La lámpara es segura en corrientes de hasta 15 pies por segundo. [47]
La lámpara Marsaut es un Clanny con múltiples gasas. Se colocan dos o tres gasas una dentro de la otra, lo que mejora la seguridad en una corriente de aire. Sin embargo, varias gasas interferirán con el flujo de aire. El Marsaut fue una de las primeras lámparas en equiparse con un escudo, en la ilustración (derecha) se puede ver el capó rodeando las gasas. [49] Una lámpara Marsaut blindada puede resistir una corriente de 30 pies por segundo. [24]
El Bainbridge es un desarrollo de Stephenson. Un cilindro de vidrio ahusado rodea la llama y por encima del cuerpo hay un tubo de latón. La parte superior del tubo está cerrada por una gasa horizontal unida al cuerpo de la lámpara por pequeñas barras para conducir el calor. El aire entra a través de una serie de pequeños orificios perforados en el anillo de latón inferior que sostiene el vidrio. [23]
La lámpara es en parte un desarrollo de Geordie. El aire entra en un anillo cerca de la base que está protegido por una gasa o placa perforada. El aire pasa por el costado de la lámpara pasando a través de una serie de orificios cubiertos con gasa y entra en la base a través de otra serie de orificios cubiertos con gasa. Cualquier intento de desenroscar la base hace que la palanca (mostrada en f en la ilustración) apague la llama. Los orificios y pasajes cubiertos de gasa restringen el flujo al requerido para la combustión, por lo que si alguna parte del oxígeno es reemplazada por grisú, entonces la llama se extingue por falta de oxidante. [23]
La parte superior de la lámpara utiliza una chimenea como las lámparas Mueseler y Morgan. Los gases ascendentes pasan por la chimenea y atraviesan una gasa. En la parte superior de la chimenea, un reflector abombado desvía los gases hacia los lados a través de una serie de orificios en la chimenea. Luego, los gases comienzan a subir por la chimenea intermedia antes de salir a través de otra gasa. El gas finalmente pasa entre la chimenea más externa y la chimenea intermedia, saliendo un poco por encima del vidrio. Por tanto, la chimenea exterior es efectivamente un escudo. [23]
La lámpara Yates es un desarrollo de Clanny. El aire entra por la parte inferior de la gasa y sale por la parte superior; no hay chimenea. Sin embargo, la parte inferior de vidrio de la lámpara ha experimentado cierto desarrollo. Se reemplaza por un reflector plateado que tiene una lente fuerte o una diana para permitir que salga la luz. El resultado fue una supuesta mejora de 20 veces en iluminación sobre el Davy. Yates afirmó que "se quita la tentación de exponer la llama para obtener más luz". [23]
La base también contenía un mecanismo de enclavamiento para asegurar que la mecha se bajara y la lámpara se apagara al intentar abrirla.
La lámpara era "mucho más cara que las formas de lámpara ahora de uso general, pero el Sr. Yates afirma que el ahorro de aceite que se obtiene con su uso pagará en un año el costo adicional". [23]
La lámpara ideada y fabricada por Evan Thomas de Aberdare [50] es similar a una Clanny blindada, pero hay un cilindro de latón fuera de la gasa sobre el vidrio. Resiste bien las corrientes de aire pero la llama es apagada. [51]
El Morgan es un cruce entre el Mueseler y el Marsaut. Es una lámpara blindada con una serie de discos en la parte superior para permitir la salida de los humos gastados y una serie de orificios en la parte inferior del blindaje para permitir la entrada de aire. Hay un blindaje interior y exterior para que el aire no pueda soplar directamente sobre la gasa, pero debe primero encuentra su camino a través de una cámara delgada. Hay múltiples gasas, como el Mersaut, y hay una chimenea interna como el Mueseler. No hay un "estante" que sostenga la chimenea, sino que cuelga de un cono de gasa invertido. [52]
El Morgan resistirá el aire hasta 53 pies por segundo y es "suficientemente seguro para cada propósito práctico" . [52]
El Clifford también tiene un escudo doble, pero con una parte superior plana y lisa. La chimenea es bastante estrecha con una gasa que cubre la parte superior. El fondo de la chimenea tiene una campana de vidrio que cubre la llama. La chimenea se apoya en un estante de gasa. El aire entra a través de la parte inferior del escudo exterior, a través del pasaje y dentro de la lámpara a través del escudo interior. Se tira hacia abajo a través de la gasa, luego pasa la llama y asciende por la chimenea. En la parte superior sale por la gasa y la parte superior del doble escudo. La chimenea interior está hecha de cobre recubierto con un metal fusible. Si la lámpara se calienta demasiado, el metal se derrite y cierra los orificios de ventilación, apagando la lámpara. [53]
La lámpara ha sido probada y, según Lupton, "resistió con éxito todos los esfuerzos para hacerla explotar a una velocidad de más de 100 pies por segundo" . [53]
No fue hasta que los filamentos de tungsteno reemplazaron al carbono que una luz eléctrica portátil se convirtió en una realidad. [ cita requerida ] Uno de los primeros pioneros fue Joseph Swan, quien exhibió su primera lámpara en Newcastle upon Tyne en 1881 [41] y mejoró otras en los años siguientes. La Comisión Real de Accidentes en las Minas creada en 1881 llevó a cabo pruebas exhaustivas de todo tipo de lámparas y el informe final de 1886 señaló que se había avanzado mucho en la producción de lámparas eléctricas que dan una luz superior a la de las lámparas de aceite y económica esperada. y lámparas eficientes que estarán disponibles pronto. [54] Esto resultó no ser el caso y el progreso fue lento para lograr confiabilidad y economía. La lámpara de Sussmann [55]se introdujo en Gran Bretaña en 1893 y después de las pruebas en Murton Colliery en Durham se convirtió en una lámpara eléctrica ampliamente utilizada con aproximadamente 3000 reportados por la compañía en uso en 1900 [56] Sin embargo, en 1910 había solo 2055 lámparas eléctricas de todo tipo en uso: aproximadamente el 0,25% de todas las lámparas de seguridad. [57] En 1911, un propietario anónimo de una mina de carbón, a través del gobierno británico, ofreció un premio de £ 1000 (equivalente a £ 102,589 en 2019 [35] ) por la mejor lámpara según los requisitos especificados. Hubo 195 entradas. Lo ganó un ingeniero alemán con la lámpara CEAG, [58] que era de mano y entregaba el doble de iluminación que las lámparas de aceite, con una duración de batería de 16 horas. [59]Se otorgaron premios a otras 8 lámparas que cumplieron con los criterios de los jueces. [60] Claramente, este desarrollo estimuló y durante los próximos años hubo un marcado aumento en el uso de lámparas eléctricas, especialmente CEAG, Gray-Sussmann y Oldham, por lo que en 1922 había 294.593 en uso en Gran Bretaña. [61]
En 1913, Thomas Edison ganó la medalla Ratheman por inventar una batería de almacenamiento liviana que se podía llevar en la espalda, alimentando un reflector parabólico que se podía montar en el casco del minero. [62] Después de pruebas exhaustivas, en 1916 se utilizaban 70.000 diseños robustos en los Estados Unidos. [63]
Las primeras lámparas eléctricas en Gran Bretaña eran de mano ya que los mineros estaban acostumbrados a esto y las lámparas para cascos se volvieron comunes mucho más tarde que en países como los Estados Unidos, donde las lámparas para cascos (cascos) habían sido la norma. [64]
Hoy en día, las lámparas de seguridad son principalmente eléctricas y tradicionalmente se montan en los cascos de los mineros (como la lámpara de trigo ) o en el faro Oldham , sellados para evitar que el gas penetre en la carcasa y se encienda con chispas eléctricas.
Aunque su uso como fuente de luz fue reemplazado por la iluminación eléctrica, la lámpara de seguridad de llama se ha seguido utilizando en las minas para detectar metano y grisú , aunque muchas minas modernas ahora también utilizan sofisticados detectores de gas electrónicos para este propósito.
Como nueva fuente de luz, el LED tiene muchas ventajas para las lámparas de seguridad, incluidos tiempos de iluminación más prolongados y menores requisitos de energía. Combinado con nuevas tecnologías de batería, como la batería de litio, ofrece un rendimiento mucho mejor en aplicaciones de lámparas de seguridad. Reemplaza las lámparas de seguridad convencionales. [sesenta y cinco]
La Oficina de Seguridad y Salud en las Minas (OMSHR), que forma parte del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) (que forma parte de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades) en los Estados Unidos, ha estado investigando los beneficios de los faros LED. Un problema en la minería es que la edad promedio está aumentando: 43.3 años en 2013 (en los EE. UU.) Y a medida que una persona envejece, la visión se degenera. [66]La tecnología LED es físicamente robusta en comparación con una bombilla de filamento y tiene una vida útil más larga: 50.000 horas en comparación con 1.000 - 3.000. La vida útil prolongada reduce el mantenimiento de la luz y las fallas; según OMSHR, se producen un promedio de 28 accidentes por año en las minas de EE. UU. que involucran iluminación. NIOSH ha patrocinado el desarrollo de sistemas de lámparas de casquillo que, según ellos, mejoran la "capacidad de los sujetos mayores para detectar peligros en movimiento en un 15% y peligros de tropiezos en un 23,7%, y el deslumbramiento incómodo se redujo en un 45%". [66] Las luces convencionales están fuertemente enfocadas en un haz, las lámparas LED de NIOSH están diseñadas para producir un haz más amplio y difuso que, según se afirma, mejora la percepción de los objetos en un 79,5%. [66]
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