Blog – Prof. Gheorghe Manolea

Despre Istoria ştiinţei, Despre Inventatori,şi…despre mine!

13 Feb

Istoria iluminatului minier

Posted in File din Istoria stiintei si tehnicii on 13.02.11

În aceste zile am urmărit la televizor , la radio sau în presa scrisă evenimentele tragice de la Uricani. S-au evocat alte evenimente tragice petrecute nu de mult la mina Petrila din Valea Jiului. Puţini, din zona noastră, îşi mai amintesc de alte accidente petrecute în minele din Valea Jiului, în minele din România. Eu îmi amintesc de multe accidente miniere. Într-unul, petrecut la mina Paroşeni în în anul 1982, au murit colegi de-ai mei şi asta nu se poate uita. Mineritul este, până la urmă, o meserie ca multe altele, cu greutăţile ei, cu frumuseţile ei. Ion Dezideriu Sârbu, până nu de mult concetăţean cu noi, a descris   cu har şi frumuseţile şi greutăţile mineritului.

            Acum sursele care generează exploziile în mine sunt multiple. La început sursa de aprindere a gazului metan era doar opaiţul care făcea lumină în abataj. Trecerea de la opaiţ la lampa de siguranţă a rămas celebră în metodologia cercetării ştiinţifice.

            Iată o scurtă istorie a iluminatului minier şi a acestei treceri.

 

            La început a fost …opaiţul.

Istoria iluminatului minier  a urmărit istoria iluminatului de la suprafaţă pentru că omul, cu imaginaţia sa creatoare,  a încercat să folosească ce avea la îndemână, ce cunoştea deja.

La început a fost opaiţul ceramic- fragil.  Indiferent de material ,opaiţele  erau de formă alungită cu două orificii: unul prin care se alimenta cu ulei şi al doilea prin care ieşea fitilul. Interesant de menţionat că pe multe opaiţe descoperite în galeriile romane de la Roşia Montantă, din Apuseni,  era aplicată o ştampilă, o marcă, o siglă pentru a se cunoaşte atelierul în care a fost confecţionat. Un dezavantaj important, pentru miner, era determinat de faptul că trebuia să-l ţină în mână sau să-l pună jos. S-a gândit să-i pună o agăţătoare. Aşa a apărut ştearţul. La început  minerii au folosit ştearţul de fier- tot un opaiţ dar rezistent pentru lucrul în mină. Ştearţul din fier era butucănos şi greu, iar minerul, deşi obişnuit cu „greul” vroia ceva mai frumos, aşa că a făcut ştearţ din alamă. Tot opaiţ. Nu dădea multă lumină. Dar  într-o zi ….

 

            S-a născut inventatorul lămpaşului

Humphry Davy s-a născut la Penzance ( Cornwall) în 1778. La vârsta de 20 de ani ajunsese şef de laborator la Pneumatic Institution  din Bristol unde a făcut cercetări asupra gazelor, în special asupra  protoxidului de azot. A lucrat iniţial pentru un farmacist, făcând câteva descoperiri, după care a fost chemat la Londra, unde a urmat cu succes cursuri de chimie la Institutul Regal, înfiinţat de Rumford şi a fost imediat însărcinat în a preda aplicarea chimiei în agricultură. În 1815  a inventat lampa de siguranţă pentru iluminatul minier ,cunoscută şi sub numele de „lămpaş”. Este un exemplu de invenţie rezultată dintr-o necesitate determinată de situaţii extreme.

            Explozii şi multe victime

 În intervalul 1798- 1816  s-au produs, în două mine din Anglia, 27 de explozii în care au murit 477 de oameni. La 25 mai 1812, la  puţul Felling, din Durham  s-a produs o explozie  în care au murit 92 de persoane, adulţi dar şi copii. Era cea mai mare explozie  din ultimii 20 de ani ai vremii. Dezastrul a fost atât de mare încât  corpurile victimelor  au fost scoase abia după 6 săptămâni. La această mină s-a mai produs încă o explozie şi la data de 15 decembrie 1813. Proprietarii acestora  se plângeau de existenţa gazului metan ( grizu) care nu le permitea exploatarea  minelor  deja deschise. În acea perioadă  iluminarea lucrărilor miniere  se făcea cu lumânări sau  cu lămpi cu ulei  care produceau aprinderea explozivă a amestecului de aer şi grizu.

            Invenţie rezultată din situaţii catastrofale

Aşa cum se întâmplă în  multe cazuri , beneficiarii  unor cercetări cer combaterea efectelor şi nu a cauzelor. În cazul analizat se cerea  crearea unei lămpi ieftine care să ardă în atmosferă cu metan, în loc să se asigure şi o ventilaţie  adecvată pentru reducerea concentraţiei  sub limita explozivă. Mai mulţi  specialişti, printre care  George Stevenson  , Reid Clanny şi Holmes                 ( inspector de mine) , lucrau la găsirea unei  soluţii sigure pentru iluminatul minier. Reverendul  John Grey,   îl cunoştea pe Davy şi ,  impresionat de  tragediile produse , a insistat să fie consultat şi acesta. Davy a răspuns solicitării în data de 30 octombrie 1815, a venit la Durham, a luat probe  de grizu şi s-a întors la Londra fără să discute ,însă, şi cu minerii. În două săptămâni a trimis un răspuns, considerat un exemplu de măiestrie ştiinţifică.

Metodologia cercetărilor lui Davy

Davy a purificat substanţa de testat şi  a stabilit că o concentraţie de  1:8 este cea mai explozivă. A folosit  apoi  acest amestec în sticle de diferite dimensiuni şi a stabilit că amestecul nu explodează în tuburi lungi, subţiri care oferă o suprafaţă mare de răcire. Pe baza acestei concluzii, a înconjurat flacăra cu o sită cilindrică ce asigura aceiaşi suprafaţă de răcire ca şi tubul de sticlă. Aspectul ştiinţific constă în faptul că Davy  a explorat variabilele în mod sistematic pentru a ajunge la o soluţie.  El a demonstrat astfel  că dacă o flacără deschisă este  înconjurată  cu o plasă de sârmă,  gazul  difuzează în interiorul plasei şi arde  fără să  transmită  procesul de ardere şi în exterior deoarece ochiurile  plasei de sârmă răcesc gazul care arde sub temperatura de aprindere a gazului grizu. Mai târziu, acest principiu a fost folosit pentru realizarea echipamentelor  electrice în construcţie antiexplozivă, capsulare antideflagrantă. Lampa a fost încercată cu succes  la 1 ianuarie 1816 , la mina Helburn.

Soluţia lui Stevenson

Şi Stevenson, inginer mecanic, şi-a continuat cercetările. El a construit pur şi simplu o lampă de sticlă cu  mici orificii în partea de jos şi în  partea de sus pentru a asigura circulaţia aerului. A testat lampa la 27 octombrie 1815 la mina Killingworth, cu aproape două luni înaintea lui Davy, şi a demonstrat că şi aceasta este sigură. A urmat o dispută aprigă. Stevenson a oferit  câteva facilităţi Comitetului Proprietarilor de Mine din Newcastle  care  au acceptat soluţia  acestuia. Practica a demonstrat că soluţia lui Davy , care avea la bază soluţii ştiinţifice, corespunde condiţiilor miniere şi ea a fost folosită în multe mine, printre care şi cele din România, până în anii  1970, adică mai bine de un secol şi jumătate.

Şi totuşi…explozii au mai fost

Mai trebuie spus că, paradoxal, în intervalul 1817-1835, adică în următorii 18 ani de la introducerea lămpii Davy,  au avut loc 42 de explozii, aproape dublu faţă de acelaşi interval anterior,   în care au murit 538 de mineri. Explicaţia trebuie căutată în faptul că utilizarea lămpii nu a fost însoţită şi de alte măsuri tehnice: introducerea ventilaţiei, reducerea prafului  de cărbune. S-a constatat că dacă metanul intră prea repede prin sită, aşa cum se întâmplă în cazul unor surpări miniere, arderea acestuia se transmite exploziv şi în exterior. De asemenea, dacă plasa este îmbâcsită cu praf de cărbune, acesta arde pe ochiurile ei şi produce aprinderea amestecului exploziv  din abatajul minier.

Iluminatul electric

            Primele lămpi electrice miniere au fost folosite la mina Anina, din Banat, începând cu anul 1928. Ele s-au extins încet-încet, iar în anii 1970 au înlocuit complet lămpile cu benzină. Lămpile electrice pentru iluminatul minier sunt mai uşoare, mai sigure, mai simplu de folosit. Din acea perioadă sursele de lumină a încetat să mai fie surse de aprindere a metanului din mine. Au apărut, însă, alte pericole.

No Comments »