Introdução à História da Ilumação a Gás

INTRODUÇÃO À HISTÓRIA DA ILUMINAÇÂO A GÁS

Antonio Espín Estrella, Professor Titular, UGR, Espanha

Manuel Cordeiro, Professor Catedrático, UTAD, Portugal

INTRODUÇÃO À

HISTÓRIA DA ILUMINAÇÃO A GÁS

2007

Título: Introdução à História da Iluminação a Gás

Autores: António Espin Estrella e Manuel Cordeiro

Edição: António Espin Estrella e Manuel Cordeiro

Composição e Montagem: Manuel Cordeiro

ISBN: 978-972-669-800-5

Depósito Legal: 256792/07

Impressão: Serviços Gráficos da UTAD

Introdução à História da Iluminação a Gás

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1 – INTRODUÇÃO

Os gases combustíveis já são conhecidos e usados desde a

antiguidade. Os habitantes da Pérsia e do antigo Egipto reconheciam a

existência destes gases pois podiam observá-los quando saíam da terra

através de fissuras.

Também os chineses usavam o gás como fonte de energia em

iluminação alguns séculos antes da era cristã. Utilizavam técnicas bastante

originais para extraí-lo dos poços, que consistiam no uso de canas de bambu

que serviam também para o transportar para junto dos locais onde iria ser

usado, principalmente para iluminar as minas de sal e os edifícios auxiliares.

No século IX já se sabia que os materiais sólidos, líquidos e gasosos

podiam produzir iluminação. Os sólidos, formados pelas gorduras e pelos

ácidos gordos, podiam empregar-se em diversos tipos de lanternas. Os

líquidos, formados por destilação da hulha, principalmente, e os petróleos,

que se queimavam em lanternas com torcida e, por último, os combustíveis

gasosos, produzidos a partir da destilação da hulha, geralmente.

Naturalmente, os gases combustíveis produzidos deviam armazenar-

se em grandes depósitos convenientemente preparados a partir dos quais

seria distribuído aos diversos distintos pontos de consumo, tanto públicos

como privados, para a sua adequada utilização, mediante os tubos e os

dispositivos complementares necessários.

Segundo os dados recolhidos, o pároco e naturalista inglês S. Hales

(1677 – 1761) no seu livro Vegetable Staticks, publicado em 1727, explicava


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como se podia obter um gás inflamável a partir do carvão ou de outras

matérias orgânicas, aquecendo-as num depósito fechado.

Um episódio interessante aconteceu quando no ano de 1784, J. P.

Mincklers, obteve luz pela primeira vez, a partir de gás mineral.

Depois de várias tentativas, as primeiras aplicações de carácter

prático foram realizadas pelo engenheiro químico P. Lebon (1769 – 1804) e

pelo mecânico escocês W. Murdoch. Em 1901, P. Lebon instalou uma rede

de gás numa vivenda de Paris para usos de iluminação e aquecimento. As

experiências de Lebon acabaram pelo pouco entusiasmo que gerou a sua

magnífica descoberta e porque em 1804 foi assassinado por uns ladrões nos

Campos Elísios de Paris.

Em paralelo, W. Murdoch construiu em 1792 uma instalação para

iluminar uma casa no condado de Cornwall e em 1802 uma outra, mas de

gás no edifício principal dos engenheiros Bolton e Watt, na cidade inglesa de

Birmingham, empresa onde trabalhava.

Outro dos considerados como precursores da iluminação a gás foi F.

A. Windsor que levou a novidade de este tipo de iluminação a algumas das

ruas de Londres, o que nesse tempo representou outro grande passo neste

tipo de serviço.

A industria do gás nasceu em finais do século XIX quando Ch. L.

Lebón (1799 - 1877) desenhou a “termo-lanterna”, com duplo uso: como

aquecedor e como lanterna, usando como elemento de iluminação o gás

produzido na queima do material empregado como aquecedor, a hulha ou a

madeira. A sua obtenção por destilação da hulha teve um rápido

desenvolvimento já que o uso do gás era muito fácil, rápido e eficaz. Podia

levar-se o gás a qualquer ponto de consumo o que nessa época foi um

grande avanço no desenvolvimento social e constituiu uma inovação

tecnológica muito importante.


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O uso do gás beneficiou da industrialização e fez com que as

povoações crescessem e contribuiu para o incremento da produção

industrial e permitiu prolongar o horário laboral e social, melhorou a vida

dos cidadãos nas ruas, já que fez aumentar a segurança viária. Como

contra, as primeiras lanternas a gás no não cheiravam bem, emitiam

demasiado fumo, a iluminação não tinha uma cor agradável, as explosões

de instalações de gás multiplicavam-se, mas mesmo assim constituiu um

grande avanço tanto social como económico.

A indústria geradora de gás constituiu um grande impulso para a

economia de então e, a sua tendência importante e continuada de

expansão, fez com que o seu uso aumentasse de forma espectacular e

chegasse a todos os lugares, tanto públicos como privados, quer para uso

industrial quer doméstico.

Do ponto de vista económico, deve ter-se em conta que as

instalações de gás tiveram, no início, um grande êxito. Os benefícios eram

interessantes e as empresas reinvestiam os lucros em novas instalações que

tiveram como consequência o crescimento dos negócios e a expansão da

rede de abastecimento de gás. É claro que havia limites para tudo isto, tanto

no tempo como no espaço.

No início o gás não tinha concorrente pelo que o seu período

dourado, tanto no que respeita ao investimento como aos benefícios,

aconteceu nesse período. Esta tendência expansionista começou a cair

devido ao seu alto preço e ao aparecimento da energia eléctrica que,

rapidamente, se tornou alternativa muito competitiva. Há que ter também

em conta que apesar desta expansão o seu alto preço tornava o seu uso

inacessível aos cidadãos da classe média não se generalizando o seu

consumo principalmente no uso doméstico, situação que já acontecia com a

iluminação, tanto no privado como no público, onde perdeu importância

mais cedo.


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Outra circunstância que também contribuiu para a sua rápida

expansão e queda foi a concessão administrativa que foi feita às grandes

companhias do gás, como a Ch. L. Lebon, que lutavam sempre por

conseguir o monopólio da concessão para dominar o mercado e o sistema

político e depois impor as suas decisões sobre a fixação dos preços, assim

como influenciar as decisões sobre as instalações a fazer, por parte das

autoridades nacionais e, principalmente, as municipais.

A utilização do gás foi, como já antes tínhamos afirmado, muito

prejudicada pelo aparecimento da electricidade. As investigações do físico

austríaco Doutor Carl Auer von Welsbach (1858 – 1929), apresentadas em

1885, melhoraram a qualidade e a eficácia das lanternas existentes,

colocando à volta da chama uma manga de vidro embebida em toro e óxido

de cerio. Esta novidade fez com que a popularidade da iluminação a gás

aumentasse consideravelmente, até ao momento em que a outra novidade

tecnológica, a iluminação eléctrica, aparecida em finais do século XIX e

princípios do século XX, lhe retirasse actualidade e importância. De seguida

vamos informá-los do modo como se desenvolveu a indústria do gás de

hulha no que respeita à produção, ao armazenamento e á distribuição.

2 - PRODUÇÃO DO GÁS DE HULHA

A razão de nos referirmos à produção do gás de hulha tem a ver com

o facto de que de todas as substâncias das quais se pode obter gás para

iluminação, esta foi a mais utilizada. O seu princípio de fabrico é bastante

simples. Consiste em aquecer a hulha num depósito fechado e recolher os

produtos da destilação separando o gás das impurezas. No entanto, chama-

se à atenção de que nem todas as hulhas eram empregadas para a

produção do gás. Escolhiam-se as mais hidrogenadas, chamadas “gordas” e

“secas”, de chama solta. Estas hulhas encontravam-se em minas de Mons,


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Anzin, Lenain, Commentry, todas em França; Newcastle em Inglaterra;

Silesia e Westfalia na Alemanha, etc., das quais se obtinha o gás comum de

iluminação. Era conveniente optar pelas hulhas ricas em materiais voláteis,

já que se podiam utilizar os resíduos resultantes em outros usos.

A utilização das hulhas com grande quantidade de hidrogénio era o

mais conveniente já que facilitava a formação dos hidrocarbonetos que

concediam o poder de iluminação ao gás. Além disso a hulha deveria ser

pobre em oxigénio para não formar ácido carbónico nem óxidos de carbono,

que eram bastante prejudiciais.

A qualidade do gás obtido media-se pelo seu poder iluminante e pelo

rendimento em relação aos benefícios secundários. Segundo Montserrat e

Brisac, os gases de hulha obtidos usados na iluminação deviam ter a

composição média aproximada seguinte: Hidrogénio bicarbonatado, 50,1 %;

hidrogénio protocarbonatado, 35,03 %; óxido de carbono, 8,21 %; ácido

carbónico, 1,52 %; benzol, 1,06 % e outros carbonos, 3,88 %.

2.1 – FORNOS DE GÁS

O gás obtido e utilizado na iluminação era caracterizado por ser

incolor e de cheiro forte e desagradável. Este cheiro não era um

inconveniente, mas sim uma vantagem pois permitia detectar mais

facilmente as fugas do gás nas instalações, fugas essas que representavam

um grande perigo para as pessoas e bens pois podiam dar origem a

explosões.

O peso de 1 m3 deste gás estava entre 0.464 e 0.542 kg. Esta

densidade tão baixa (0.5 kg/m3) era um grande inconveniente no caso de

haver fugas de gás das canalizações pois o que se escapasse subiria até

junto do tecto, onde era de supor que não houvesse gás. Aí ele misturava-se

com o ar formando uma mistura detonante e muito perigosa.


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Segundo os estudos feitos por Mallar e Lechatelier, referidos por

Montserrat e Brisac, no seu tratado “El gas y sus aplicaciones”, publicado em

1892, essa mistura de gás e ar era explosiva logo que o gás representasse

uma percentagem entre 6 e 28 % da mistura. Por esse facto tornava-se

necessário tomar grandes precauções nas instalações de gás para prevenir

que as misturas obtidas não se produzissem junto das lâmpadas, já que

havendo uma chispa podia haver a deflagração do gás.

Figura 1 – Cabeça de uma retorta

A destilação da hulha com vista à obtenção do gás fazia-se em

recipientes chamados destiladores, que tinham a forma cilíndrica e eram

feitos de terra refractária ou fundição. Estes destiladores eram colocados

horizontalmente em conjuntos de 5, 7 ou 11, formando aquilo a que

vulgarmente se chamava o forno. Dos vários tipos de construção dos

destiladores os preferidos eram os feitos de terra refractária, pois eram mais

baratos, de mais fácil instalação e tinham maior tempo de vida útil. Na

figura pode ver-se a cabeça de um desses equipamentos.

As dimensões dos destiladores eram muito variadas, mas as medidas

mais correntes eram as seguintes: Largura de 0.50 a 0.65 m; Altura de 0.30

a 0.45 m; Comprimento de 2.50 a 3.20 m e Espessura de 0.05 a 0.06 m.

Para a produção do gás eram utilizados os fornos com uma abóbada de

ladrilhos refractários. Sobre a parede do fundo apoiava-se o extremo do


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destilador e sobre a parte da frente introduzia-se a sua cabeça,

aproximando-se, mais ou menos, do calor do forno. As paredes do

recipiente onde se queimava o coque eram de grandes dimensões, para

melhor resistirem ao calor e eram inclinadas de diante para trás para melhor

facilitarem a carga.

Os gazes combustíveis que eram queimados no forno eram os que se

difundiam através da água que era enviada para o vaporizador e esta, ao

evaporar-se, esfriava as paredes obtendo-se uns gazes que eram queimados

no forno, ao entrar em contacto com o ar introduzido que devia ser em

quantidade suficiente para que a queima fosse completa. A quantidade de ar

introduzida era regulada pelo recurso a dispositivos colocados à entrada da

chaminé, também chamados canais (tubos) de fumos, que conduziam os

produtos da combustão à chaminé principal da fábrica produtora do gás.

Nestas condições, muito adversas, o forno não costumava durar mais de um

ano.

Para obter maior rendimento da instalação era frequente aproveitar

os gases quentes obtidos a partir da combustão do coque, o chamado

princípio da recuperação do gás, fazendo-os circular por várias câmaras para

assim ir aquecendo o ar frio.

A primeira modificação feita nos sistemas de queima do carbono de

hulha nos fornos deve-se a Siemens, embora os seus ensaios não tivessem

conduzido a resultados muito satisfatórios, em especial do ponto de vista da

manutenção e limpeza.

Lencauchez e Ponsard conseguiram melhorar o sistema Siemens

colocando o gerador mais perto do forno e, sobre tudo, diminuindo a

descarga da chaminé que, mediante o uso de uma máquina muito simples,

conseguia transformar todo o ácido carbónico em óxido de carbono. Esta

modificação assentou, também, em injectar vapor de água por baixo do

coque e do forno que tinha sido modificado para que fosse totalmente


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hermético evitando a perda de calor. Estes fornos tinham uma duração

superior aos outros em cerca de três anos.

Um forno podia ser constituído por um número indeterminado de

destiladores, sendo 5 ou 6 o número mais usual. Havia instalações especiais,

nomeadamente a de Landy, propriedade da Companhia Parisiense que em

1889 tinha 12 fornos com 9 cada um e usavam ladrilho refractário na sua

construção o que tinha como consequência a redução das perdas de calor.

Além do coque e da hulha eram usados outros combustíveis através

do uso de um método de trabalho especial que se deve a Kirkham que

usava alcatrão para aquecer os destiladores. Este método era bastante

económico e muito interessante para as fábricas que tinham dificuldades

para remover o alcatrão produzido.

Com os destiladores tinha que haver um cuidado especial pois não

deviam encher-se completamente porque a acção do calor fazia aumentar

de volume o carbono e isso podia levar a que rebentassem. A duração da

destilação era entre 4 a 5 horas. Normalmente produzia-se a maior parte do

gás nas 4 primeiras horas.

A manutenção dos fornos era bastante árdua. Para 8 horas de

trabalho dos fornos eram necessários 8 homens com uma função especial

cada um: carregar os destiladores, extrair o coque, aquecer os fornos e

fechar os destiladores.

Fizeram-se vários ensaios para testar sistemas semiautomáticos para

pôr os fornos a produzir. Os mais conhecidos são o de Runge e o de Coke. O

primeiro constava de uma colher de carga movida mecanicamente e o

segundo consistia em inclinar os destiladores cerca de 30º. Todas estas

tentativas tinham como objectivo diminuir o número de trabalhadores

especializados já que isto implicava uma diminuição significativa de mão-de-

obra.


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Uma manobra que exigia um cuidado especial era a descarga do gás

uma vez terminada a destilação, já que uma saída brusca deste em contacto

com o ar que entrava no destilador poderia dar origem a uma explosão.

2.2 - DESTILAÇÃO DO GÁS DE HULHA

Com a destilação da hulha obtinha-se um produto volátil, o gás, e um

resíduo, o coque. O gás assim obtido não podia ser utilizado pois continha

um grande número de impurezas dando origem a um produto perigoso e

não apropriado para a iluminação. A destilação de 100 kg de hulha dava

origem a 29 – 31 m3 de gás; a 65 – 70 kg de coque; a 3,5 – 6 kg de alcatrão

e 4 – 9 kg de água amoniacal.

À saída do destilador o gás continha uma série de produtos úteis, tais

como: hidrogénio de 45 a 50 %; metano de 32 a 38 %; monóxido de

carbono de 5 a 16 % e hidrocarbonetos pesados de 3 a 10 %.

Também apareciam produtos nocivos como N, O, H, NH3, H2S, etc.

que deviam eliminar-se. A eliminação era feita com o recurso a processos

físicos e químicos. Os primeiros eram para eliminar NH3 e os carbonetos

pesados, enquanto que os segundos destinavam-se a dissipar o H2S.

2.2.1 - PRODUÇÃO DO GÁS DE HULHA – PURIFICAÇÃO

Os elementos que se utilizavam para a purificação do gás de hulha

eram os depósitos, os sifões, os colectores, os condensadores e os

ventiladores. De seguida faz-se referência a cada um destes elementos.

Depósitos

Na parte superior dos fornos colocava-se um cilindro horizontal e no

seu interior era colocado um tubo vertical ascendente que recolhia o gás que

saía do destilador. Na sua parte superior era colocado outro tubo inclinado


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chamado pipa. O cilindro tinha por missão eliminar os alcatrões pesados e o

amoníaco e permitir que o gás passasse para os destiladores seguintes.

Sifões

Quando a água do depósito já estava com muito alcatrão devia

deitar-se para as cisternas ou tanques através de sifões, sendo substituída

por outra pura. A figura 3 mostra um sifão de evacuação dessa água. Era

constituído por um tubo (B) provido de um tampão de limpeza (C), segura

por pernos ao fundo do depósito. O seu extremo inferior entrava num

recipiente agarrado ao forno através de consolas de ferro. O recipiente,

inicialmente cheio de água, ia-se esvaziando pelo que é necessário voltar a

enchê-lo. Em caso de alguma anomalia não era possível que o gás se

escapasse pois o extremo do tubo (B) estava submerso no líquido, a uns 30

cm. Pelo contrário, o alcatrão e a água amoniacal passam facilmente

enchendo o recipiente. O gás sobrante é conduzido por um canal para as

cisternas.

Figura 2 – Forno de combustão Figura 3 – Sifão de evacuação


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Os depósitos deviam limpar-se de vez em quando a fim de se eliminar

a capa de alcatrão que se formava e que acabaria por obstruí-los.

Colector

À saída do depósito, o gás estava a uma temperatura de cerca de 60

ºC e dirigia-se a um canal horizontal chamado colector. Os colectores eram

instalados junto aos fornos a fim de ter uma temperatura bastante elevada

para impedir toda a condensação de carbonetos iluminantes.

Quando o gás saía dos colectores ainda vinha com alcatrão e vapores

amoniacais. Era, portanto, necessário completar a sua condensação

passando-o por uma série de canais(tubos) verticais introduzidos numa tina

onde os produtos condensados se depositavam para recolhê-los de seguida

nas cisternas. A tina era construída de modo a obrigar o gás a passar em

todos os tubos a uma velocidade que não devia ultrapassar os 3 m/s.

Para diminuir o comprimento dos tubos, mantendo a mesma área,

construíram-se colectores anelares (sistema Herkham) ou em forma de asa,

sendo neste caso o preço mais elevado.

Figura 4 – Jogo de dissipação de águas e colunas de destilação


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Purificação do gás de Hulha

Muito importantes na refinação do gás de hulha eram os

condensadores que tinham como função melhorar a refinação do gás

retirando-lhe o alcatrão que ficava. Em algumas instalações a condensação

era completada através da utilização de um choque mecânico e outras vezes

eram utilizados purificadores. Assim apareceram dois tipos de

condensadores: os de choque e os lavadores

Condensadores

a) De choque

O princípio destes condensadores consistia em fazer chocar o gás

contra uns planos perfurados colocados à sua frente. Este sistema foi

desenvolvido em Genebra no ano de 1847 por T. J. Pelouze (1809 – 1867 e

por Audouin. O seu órgão principal era uma membrana móvel, de secção

ortogonal, formada por duas séries de placas perfuradas com orifícios

circulares de1,5 mm de diâmetro. Depois de atravessar uma placa, os

depósitos gasosos chegavam à altura das partes planas da segunda placa e

escapavam-se, de seguida, pelos seus orifícios.

Outro tipo de condensador usando este princípio de funcionamento

era o que foi atribuído a Servier, e era um pouco mais simples que o

anterior. A membrana perfurada era substituída por varas cilíndricas

formando quebra-luzes dispostos segundo as geratrizes de um cilindro

vertical. O alcatrão não ficava nos orifícios, mas depositava-se no fundo.

Embora este condensador fosse menos perfeito que o de Pelouze e Audouin

era, no entanto, mais adequado sobretudo nas pequenas fábricas. Com ele

conseguiu-se retirar cerca de 70 a 80 kg de alcatrão por cada 1000 m3 de

gás o que constituía uma eliminação de impurezas significativa.


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Figura 5 – Condensador tipo Pelouze e Andouin

b) Lavadores

Os condensadores apenas permitiam eliminar o alcatrão. Era preciso

eliminar também o amoníaco. Para o conseguir empregavam-se grandes

cilindros verticais de fundição de 3 a 4 m de altura e um diâmetro de acordo

com o caudal de gás, chamados purificadores de entre os quais se destaca,

pela sua simplicidade, o de Chevalet, mais vocacionado para pequenas

fábricas.

Para que a dissolução do amoníaco fosse completa era costume usar

um condensador lavador, com uma forma análoga às colunas de destilação.

Este equipamento consistia numa série de pratos (bandejas) sobrepostos

horizontalmente e eram munidos de uma abertura lateral.

Para os tornar mais simples usavam-se, por vezes, em vez dos

pratos, simples chapas perfuradas (sistema Chevalet) com registos que


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permitiam fazer variar o número de orifícios e, por conseguinte, a velocidade

de circulação do gás.

Figura 6 – Lavador Standard

Para fábricas importantes, pelo seu tamanho, aquelas que

ultrapassavam uma produção de 3000 m3 em 24 horas, o lavador mais

utilizado era o de Standard (figura 6). Era constituído por uma série de

tambores verticais de fundição, atravessados horizontalmente por um toro

movido mecanicamente.

c) Extractores

Nos percursos percorridos pelo gás, intercalava-se um aparelho

especial designado de extractor que tinha por princípio aspirar o gás das

retortas para ser comprimido no gasómetro. Antes da sua existência era

necessário que a pressão de saída destas fosse, pelo menos, de 350 a 400

mm de coluna de água, para vencer todas as resistências criadas pelos

diferentes aparelhos de depuração. Esta exagerada pressão tinha como


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consequência aumentar as fugas e a produção de carbono fazendo com que

fosse preciso parar a destilação ao fim de cinco horas.

Os extractores permitiam aumentar a produção de gás de 12 a 15 %,

pelo que o seu uso se generalizou.

Como vimos anteriormente, o uso dos Extractores na refinação do

gás para iluminação generalizou-se. Os mais frequentes eram as chamadas

bombas rotativas e os de injecção de vapor. As primeiras, em particular o

extractor de Beale, eram bastante grandes. A aspiração produzia-se pela

rotação das placas deslizantes entre si, no interior de um cilindro horizontal.

O seu funcionamento era muito irregular e podia rodar a velocidade

constante ou variável, entre 70 a 100 rpm e era colocado depois do aparelho

de depuração. Geralmente possuía uma potência de 1 C.V. (cavalo vapor)

por cada 1000 m3de gás por hora e por cm de compressão.

Figura 7 – Extractor Bealle

Se designarmos por h a contrapressão, expressa em m (metros), por

Q a quantidade de gás comprimido por segundo, em mm3, então a sua

potência efectiva é: T = 45*Q*h.

O uso de extractores exigia a instalação de aparelhos especiais

chamados Reguladores, para evitar todo o excesso ou pausa de produção

das retortas e, conforme os casos, os riscos de acidentes.


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2.2.2 - DEPURAÇÃO QUÍMICA

A depuração química era usada para completar a eliminação dos

produtos nocivos do gás que não era possível eliminar com a depuração

física. Era um processo baseado na propriedade que tinham os gases

provenientes da combustão em combinar-se com certas substâncias sólidas

para dar origem a compostos especiais fáceis de retirar.

2.3 - COMBUSTÃO DO GÁS DE HULHA

Uma vez eliminadas as impurezas e os elementos nocivos ao gás de

iluminação, deixando ficar os componentes iluminantes, como o hidrogénio

protocarbonatado e o hidrogénio bicarbonatado, compostos voláteis, o gás

acende-se em presença do ar e em contacto com uma chama, uma chispa

ou um corpo sólido ao rubro. A baixa densidade, queima-se irradiando uma

bela chama branca não produzindo fumo algum, nem produtos nocivos para

a saúde das pessoas, nem mesmo origina odores sensíveis. A alta densidade

o caso muda de figura. O ar não alimenta mais do que o exterior da massa

do gás, não chegando ao interior em quantidade suficiente, queimando os

materiais de forma incompleta, originando fumo negro, odores

desagradáveis, produtos tóxicos, etc.

Quando nos queimadores se apresenta uma chama sem fumo,

podemos ver três regiões: a do centro, pouco quente e contendo quase

exclusivamente gás que se aquece; a parte iluminante, de onde o ar está

em menor quantidade e uma terceira onde se formará um precipitado fino

de carvão que dá à chama o seu poder iluminante.

Segundo o tipo de chama, pode acontecer que o fumo branco

desapareça e a chama passe de cor avermelhada a branca, obtendo-se,

assim, o máximo poder de iluminação. A quantidade de ar estimada para

queimar completamente 1 m3 de gás era de 5 m3. Se a quantidade de ar


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aumentava, o poder iluminante diminuía rapidamente. Assim sendo era

necessário limitar, cuidadosamente, a quantidade de ar na mistura, de tal

modo que uma mistura de gás e ar a 60 % dava origem a uma perda do

poder iluminante do gás de cerca de 50 %. Se por acaso essa mistura fosse

de 20 %, o gás nem sequer emitiria qualquer iluminação.

3 - APARELHAGEM DE UMA FÁBRICA DE GÁS

3.1 – CONTADORES

Os contadores eram uns aparelhos que se instalavam nas fábricas e

tinham como papel controlar o gás enviado aos gasómetros de modo a

comprovar as perdas produzidas entre o gás fabricado e o vendido. O seu

princípio de funcionamento era o mesmo que os contadores dos

consumidores. Havia diferentes tipos: uns usavam uma folha onde aparecia

anotado o gás produzido hora a hora, outros usavam níveis de água, etc.

Eram de ferro ou ferro fundido e, por vezes, alcançavam grandes

dimensões. O volume de gás que passava por um contador era fácil de

determinar, desde que se conheça a produção máxima de um dia e o

número de voltas em cada hora. Se considerarmos V o volume de gás que

passa no contador então Q será o volume de gás consumido em 24 horas e

é dado pela expressão: Q = V*100*24.

Era necessário ter cuidado com a pressão absorvida pelo contador,

que dependia do consumo, para não desvirtuar as medidas e não se

originarem possíveis avarias.


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3.2 – GASÓMETROS

O gás era produzido de forma contínua e devia ser armazenado num

depósito, chamado gasómetro, para posterior consumo. O gasómetro era

constituído por uma campânula invertida sobre uma cuba de água, colocada

geralmente no solo. Era feita de pedra ou blocos e, por vezes, de ferro ou

ferro fundido. A base era feita de argamassa com uma grossura de 50 a 80

cm. As paredes que também podiam ser metálicas deviam resistir à pressão,

considerada como se o fluido interior fosse água.

Figura 8 – Gasómetro

A forma do gasómetro era tal que a espessura das suas paredes ia

diminuindo da base para a parte superior de modo a que até metade da sua

altura tinha uma certa espessura que ia diminuindo até chegar a valer a

décima parte da base no cimo (vértice) da tina. Toda a curva era revestida

interiormente com uma capa de cimento de primeira qualidade, entre 2 e 5

cm, que devia ser perfeitamente estanque para evitar qualquer contacto

com as capas vizinhas.


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Tabela 1

A tina era formada por um cilindro de chapa e rodeada por um

revestimento esférico. A sua capacidade útil devia alcançar cerca de 60% a

75% do consumo máximo em24 horas, e não devia descer nunca abaixo de

50%. Admitia-se como relação entre a altura e o diâmetro 1 para 3 ou 1

para 5. A espessura das chapas dependia das suas dimensões, variando de

acordo com a sua posição.

A tabela apresentada indica os valores mais empregados nas medidas

dos gasómetros como sejam a sua capacidade, a sua altura e o diâmetro

dos anéis exteriores.

Na parede da tina encontrava-se uma escala graduada que indicava o

volume de gás armazenado em cada momento. A capacidade dos

gasómetros era muito variável podendo variar ente os 40 000 e os 50 000

m3.

A colocação em serviço dos gasómetros devia fazer-se tomando

certas precauções. Quando eram novos ou quando tivessem estado vazios

para sofrerem alguma reparação, encerravam sempre uma certa quantidade

de ar que, misturada com o gás daria origem a um composto explosivo. Para

evitar este inconveniente fazia-se uma pequena abertura de alguns

centímetros, provida de um tubo de forma a que o seu extremo estivesse 2

cm sobre a água para evitar a sobrepressão. Esta abertura era feita num

ponto da cuba afastado do tubo de chegada do gás.

Capacidade do gasómetro

(m3)

Altura da parte cilíndrica

(m)

Diâmetro dos anéis

exteriores (m)

100 a 500 2.5 a 3.0 2.5 a 3.5

500 a 1000 3.0 a 3.5 3.0 a 3.5

1000 a 2000 4.0 4.0

2000 a 5000 5.5 5.5


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Figura 9 – Saída do gás Figura 10 – Eliminação da sobrepressão

4 - DISTRIBUIÇÃO DO GÁS

A distribuição do gás era uma operação bastante complexa. Vamos

caracterizá-la de uma forma simples para se poder entender o processo. Os

problemas eram de vários tipos: tecnológicos, de engenharia, de formação

do pessoal trabalhador e de segurança. Hoje estes problemas estão

ultrapassados na quase totalidade.

4.1 - REGULADORES DE EMISSÃO

À saída da fábrica, era recomendável que a pressão do gás fosse

controlada para que o seu valor não variasse. Era regulada através da

utilização de um aparelho especial chamado regulador de emissão que se

instalava no início dos condutores de distribuição logo à saída da fábrica.

Consistia num obturador que, reduzindo mais ou menos a superfície de

saída do gás, estabelecia a pressão adequada, independentemente do


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número de aparelhos em serviço. O movimente deste obturador é que

determinava o valor da pressão do gás.

Era formado por uma campânula cilíndrica, um flutuador em equilíbrio

numa cuba cheia de água onde ia dar um tubo que trazia o gás desde o

gasómetro. Quando era atingido o equilíbrio a campânula era submetida, de

cima para baixo, à acção do seu peso (P) e de baixo para cima à pressão (h)

do gás. Se a secção da campânula for (S) ter-se-á:

P = h*S h = SP

A pressão h exercida pelo gás seria constante sempre que P e S o

fossem. Podia fazer-se variar o valor de P, juntando aos pesos fixos, uma

quantidade de água variável em relação ao consumo de gás, que se vertia

no depósito colocado sobre a campânula.

Figura 11 – Regulador

A qualidade mais importante de um regulador era a sua sensibilidade

para controlar as mínimas variações da pressão do gás.


24

Estes reguladores eram colocados em grupos em salas especiais,

completando-se a sua instalação com uma série de aparelhos registadores.

O princípio de funcionamento e controlo era muito simples, consistindo em

deslocar um papel ao longo de um cilindro vertical actuando com uma

velocidade de uma volta por cada 24 horas, havendo um lápis que marcava

os movimentos do regulador. A curva assim traçada indicava as flutuações

da pressão.

4.2 - CONDUTAS DE GÁS

O gás tinha que ser transportado, aos diversos pontos de consumo,

através de condutas cujo diâmetro devia ir diminuindo desde a origem até

ao ponto de consumo. Devia também unir diversas canalizações a fim de

criar uma rede ou malha que assegurasse o abastecimento.

A circulação do gás por estas condutas era condicionada pela

pressão, pelo rendimento e pelo caudal, factores que estavam relacionados

entre si. A pressão, relação entre a força e a unidade de superfície, era

determinada pelo peso da campânula do gasómetro que comprimia o gás e

o obrigava a correr. Esta pressão era medida em mm de água usando

manómetros. Estes eram formados por simples tubos em forma de U cheios

de água, introduzindo-se gás num dos ramos que exercia uma certa pressão

e produzia uma diferença de nível entre os dois ramos do manómetro. Esta

diferença de nível indicava a pressão assinalada numa escala graduada de

fácil leitura.

O rendimento das condutas de gás era determinado pela quantidade

de gás que passava através de uma superfície transversal S da conduta por

unidade de tempo e era também chamado caudal. Se v for a velocidade da

passagem do gás e Q o caudal teremos: Q = S*v, onde v é função da

pressão do gás e vale: v = hg **2


25

Figura 12 -. Manómetro

De entre as dificuldades que apareciam no momento de projectar as

condutas e proceder à sua instalação, estavam a natureza das paredes do

material de que eram feitas, os remoinhos nas curvas, a natureza do gás, a

densidade, a inclinação das condutas, etc. Todos estes obstáculos à

passagem do gás constituíam a resistência da conduta que era directamente

proporcional ao seu comprimento, L, e ao seu diâmetro, e inversamente

proporcional à superfície, S. Devido a esta resistência a pressão não era a

mesma à entrada e à saída, indo diminuindo, chamando-se a esta

diminuição a perda de carga. No caso de se tratar de grandes condutas,

estas construíam-se em tubos de fundição com juntas de chumbo ou

borracha e tubos de chapa recoberta de alcatrão, o chamado sistema de

Chameroy. Para condutas mais pequenas utilizava-se o ferro e, caso fossem

interiores, o chumbo e, com menos frequência, o cobre. O diâmetro do tubo

que alimentava a instalação era função do número de porta-torcidas que

tinha, cuja relação se pode ver na tabela 2.


26

Tabela 2. Diâmetro dos tubos em função do número de mecheiros

Nº de Mecheiros Diâmetro (m)

1 0.013

2 a 5 0.020

6 a 10 0.025

11 a 15 0.030

16 a 20 0.035

21 a 30 0.040

31 a 50 0.050

51 a 80 0.060

81 a 100 0.080

101 a 250 0.100

251 a 600 0.150

601 a 1000 0.200

Shiling deduziu tabelas experimentais que relacionam o diâmetro

interior dos tubos, o seu comprimento e o número de porta torcidas com

capacidade para 140 litros

Tabela 3

Nº. de porta torcidas alimentados para comprimentos de canalizações (m) Diâmetro interior

dos tubos (mm) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

6 1

9 4 3 2 1

12 10 7 5 4 3 2 1

18 25 14 10 8 6 5 4 3 3 2

23 60 38 26 19 15 12 10 8 7 6

32 100 64 42 32 25 20 16 13 10 8

37 150 95 65 48 37 30 25 20 16 13

50 350 22

6

136 114 90 70 60 50 40 25


27

Para a colocação dos tubos subterrâneos deviam ter-se algumas

precauções como seja a de que deviam ser colocados sobre o próprio solo e

não podiam gotejar pois se assim fosse podia haver risco eminente de

explosão ao aproximar-se um operário e “pegar” fogo à sua lanterna. Em

Austerlitz, Paris, deu-se uma das acumulações de gás mais espectaculares

da época, produzindo uma explosão muito grande, levantando mais de 60 m

de azulejos da parede lateral da ponte.

Uma preocupação que devia haver era a de drenar todos os espaços

envolventes às canalizações para evitar a contaminação dos vegetais

plantados nas redondezas. Os tubos deviam ser providos de inclinação, de

acordo com os regulamentos, e nos pontos mais baixos deviam ser

colocados sifões para recolher a água acumulada e eliminá-la de seguida.

4.2.1 - CONDUTAS DE FUNDIÇÃO

Estas condutas eram as mais utilizadas. Tinham um comprimento

entre 2,5 e 3 m, um diâmetro entre 4 e 60 cm e um peso entre 12 15 kg/m.

A fundição devia ser homogénea e nem muito dura nem muito mole. Eram

muito apropriadas para a distribuição do gás, mas tinham o inconveniente

de serem muito caras.

As uniões entre várias condutas podiam ser feitas com fixadores,

apesar de ser um processo caro e de dar muita rigidez ao conjunto e, como

consequência, podia produzir roturas ao menor movimento, ainda que

fossem fáceis de separar.

De entre os vários tipos de uniões destacaram-se as de Lavril, Petit e

Somzée. No sistema Lavril de uniões de condutas de fundição para o

transporte de gás, a parte macho do tubo era provida de uma garganta

destinada a receber uma união de borracha. A parte fêmea tinha duas

orelhas fixas e uma guia móvel que podia deslocar-se ao longo do tubo e

era quem apertava, por meio de argolas com presilhas, a junta de borracha


28

contra o fundo, ficando estanque. Esta disposição dava uma certa

elasticidade à canalização, o que facilitava a passagem do gás nas várias

curvas da conduta.

Figura 13 -. Juntas de brida

Na junta Petit, a parte macho era fixa e tinha aros para a apertar. Na

Somzée, a parte macho era única e tinha no seu extremo dois anéis entre os

quais se colocava outro de borracha. O extremo anterior da inserção tinha

dois lados e por detrás tinha uma peça formada por um círculo plano.

Quando se montavam os tubos colocava-se borracha ao redor do macho de

modo a encher completamente a parte vazia da inserção.

Petit e Savam apresentaram outro tipo de junta usando também

borracha, mas esta perdia as suas propriedades de estanquicidade e foi

colocada de lado.

Todos os tubos que transportavam o gás deviam ser colocados a um

metro de profundidade, a fim de evitar as variações de temperatura, as

vibrações e as pressões das cargas transportadas pelos camiões que

circulavam à superfície. Quando se queria parar o fornecimento do gás de

uma conduta em carga, por exemplo para ser reparada, e não houvesse

acesso próximo, utilizava-se um procedimento muito fácil e prático que

consistia em introduzir um balão de borracha que era enchido de ar com

uma bomba, de modo a obstruir o tubo e a impedir perdas de gás.


29

Antes de serem utilizados, os tubos deviam ser ensaiados debaixo da

água numa bomba de ar para verificar se havia fugas. Na figura seguinte

pode ver-se um tubo de fundição.

Figura 14 -. Tubo de fundição

4.2.2 - TUBOS DE CHAPA: SISTEMA CHAMEROY

Os tubos de Chameroy tiveram grande êxito e tiveram grande

difusão, principalmente em Paris. Eram formados por aço revestido

interiormente com chumbo e uniam-se por meio de parafusos. A superfície

exterior da soldadura cobria-se com alcatrão. Para obter uma união

perfeitamente estanque, esta era submersa em soldadura. Os seus extremos

protegiam-se com anéis cilíndricos, fundidos com chumbo e estanho ou

chumbo e antimónio. As uniões conseguiam-se embutindo ou enroscando o

macho e a fêmea. Para conseguir uma boa união usava-se um material

impregnado de cera e sebo que era colocado nas uniões, untando-as,

usando um pequeno pincel que se molhava numa mistura que continha

manteiga. Estes tubos construíam-se para diâmetros compreendidos entre

0.085 e 1.3 metros, com uma espessura de 1 a 5 milímetros e um

comprimento de 4 metros. Os tubos ensaiavam-se a 4 kg de pressão

efectiva.


30

Figura 15 -. Tubo Chameroy

Os tubos Chameroy eram mais económicos que os de fundição,

tinham menores perdas, eram mais fáceis de colocar e constituíam uma

canalização estanque e elástica. Em contrapartida, a oxidação fácil era o

principal argumento contra, embora este fosse superado caso a capa

superior do asfalto fosse suficiente e tivesse a inclinação adequada, entre 7

e 10 milímetros por cada metro. Neste caso a sua duração era maior que a

dos tubos de fundição. A sua estanquicidade era pelo menos igual à dos

tubos de fundição. Segundo Montserrat e Brisac, as fugas nas canalizações

de Paris, onde quase todos os tubos eram Chameroy, muito antigos, eram

de 5 a 6%, enquanto que em Londres, com tubos de fundição, eram de 5.85

a 6.35%.

No que respeita às uniões, para grandes diâmetros empregavam-se

peças especiais de fundição, unidas por juntas. Para diâmetros pequenos

empregavam-se peças de chumbo. Para realizar as uniões era necessário

limpar cuidadosamente as superfícies a unir e aplicar um elemento

betuminoso para conseguir a aderência adequada.


31

4.3 - CONDUTAS DE GÁS DE CHUMBO

Os tubos de chumbo empregavam-se, sobretudo, para diâmetros

pequenos e para valas interiores que seguiam contornos sinuosos e que

apresentassem muitas ramificações. O chumbo era estendido sem utilização

de soldaduras e com uma espessura muito pequena. Na tabela seguinte

podem ver-se as características dos tubos de chumbo.

Tabela 4

Estes tubos eram unidos por meio de soldadura de ferro usando uma

máquina de soldar, como nos tubos para transporte de água. Esta soldadura

era feita com um composto na proporção de 2/3 de chumbo e 1/3 de

estanho.

4.3.1 - COLOCAÇÃO EM VALAS

Os tubos de chumbo para o transporte de gás podiam instalar-se em

valas ou em aqueduto. No primeiro caso eram colocados no fundo da vala

com cuidado, dando-se-lhe uma inclinação suficiente para que as águas

resultantes da condensação pudessem deslocar-se. Para regular esta

inclinação, colocavam-se no fundo, bem apoiadas no solo, uma série de

Diâmetro

(cm)

Espessura

(mm)

Peso

(kg/m)

Diâmetro

(cm)

Espessura

(mm)

Peso

(kg/m)

1.0 2.0 0.850 4.0 4.0 6.250

1.3 2.0 0.950 4.5 5.0 9.000

1.5 2.0 1.220 5.0 5.0 9.800

2.0 2.5 2.000 5.5 5.0 10.500

2.5 3.0 2.900 6.0 5.0 11.000

3.0 3.0 3.600 7.0 5.0 13.000

3.5 3.5 5.000 8.0 5.0 15.000


32

travessas que formavam um caminho de inclinação regular, colocando-se

sobre elas o tubo de chumbo. Assim evitavam-se pontos baixos acidentais

que impediriam a passagem do gás.

Quando os tubos de gás, assim instalados, passavam nas

proximidades das instalações domésticas, esvaziavam-se para impedir que o

solo se impregnasse de resíduos negros. Isto era feito usando tubos em U

dentro dos quais passavam os tubos que saíam do solo num local

suficientemente protegido.

Quando se instalava um tubo de gás subterrâneo devia ter-se o

cuidado de colocá-los de modo a que fosse facilitada a reunião das

condensações para as poder extrair facilmente. Sempre que possível

estabelecia-se a inclinação do tubo em direcção a um dos seus pontos

extremos, colocando-se aí um recipiente e um meio de purga, chamado

sifão.

Quando o tubo era muito comprido e não era possível dar-lhe a

inclinação necessária colocava-se um sifão no solo de modo a poder

comprovar-se, de vez em quando, se continha água. Devia realizar-se um

ensaio de estanquicidade feito com uma bomba que assegurasse a pressão

necessária.

Para verificar as juntas usava-se o seguinte sistema: faziam-se

orifícios de cerca de 0.7 m de profundidade, por cima do tubo, introduzindo,

em cada um deles, um tubo colorido, com orifícios e um papel impregnado

de cloreto de paládio, fechado por cima por um tampão. Ao fim de um

quarto de hora de exposição retiravam-se os papéis e registava-se a posição

da fuga pela cor castanha que os papéis adquiriam ao seu redor. Este

método foi aplicado com êxito pela companhia dos caminhos-de-ferro do

Este de França. Em volta dos tubos devia colocar-se terra, sem pedras, para

evitar pressões localizadas e cobri-los com 10 cm de areia fina, no caso de

não haver terra adequada.


33

4.3.2 - COLOCAÇÃO EM AQUEDUTO

Neste caso os tubos uniam-se por soldadura e amarravam-se às

paredes com presilhas ou outros sistemas similares. Deviam estar dispostas

em inclinação para recolher a água resultante da condensação evitando,

assim, a sua obstrução. A inclinação devia ser suficiente para escoar essas

águas, sempre que possível no sentido da deslocação do gás até aos pontos

acessíveis mais baixos, onde era colocado um sifão, como anteriormente se

referiu.

Figura 16 -. Sifão

Os tubos em locais habitados e para iluminação pública, não deviam

ser selados. Deviam ser protegidos por um forro metálico na travessia das

paredes e deviam ser protegidos, pelo menos 70 cm acima do solo, para

evitar golpes contra o tubo de chumbo.

4.4 - CONDUTAS DE FERRO

As canalizações de gás eram constituídas, muitas vezes, com

vantagem, por tubos de ferro. As juntas faziam-se com manguitos, juntando

um pouco de pasta de cera sobre a rosca. Estes tubos eram particularmente

vantajosos quando eram grandes e dispostos em linha recta. Quando se

colocavam no exterior ao longo de paredes de grande comprimento, dava-

se-lhe maior secção e suprimia-se a inclinação. Quando havia pilares

salientes, os tubos deviam colocar-se contornando-os.


34

A colocação destes tubos era particularmente fácil. Se a instalação

era exterior, deviam pintar-se para evitar que se deteriorassem por

oxidação. No caso de se prever a sua desmontagem posteriormente, não

deviam ser usados tubos de ferro, pois a acumulação do óxido tornava a

desmontagem difícil, ainda que não impossível.

5 - CÁLCULO DAS CONDUTAS

5.1 – DIÂMETRO

Para determinar o diâmetro, D, do tubo de uma conduta de

comprimento L, que fornecesse um volume Q, na unidade de tempo, de um

fluido de densidade d, com uma perda de carga E, era usada a fórmula: D3

= EQKLd

2

****33.0 , onde d tinha como valor médio 0.00052 e K era um

coeficiente variável com a natureza das paredes, valendo, geralmente,

0.006.

Muitas vezes era usada uma fórmula aproximada: D3 = EQL

2

**67.0 . É

claro que, sendo aproximada, o valor obtido para o diâmetro era um pouco

maior. As unidades usadas eram: Q (m3/h); E (mm de agua); L (m); D (cm).

Quando, por necessidade, as condutas se subdividiam em várias, o

problema não se complicava. Era apenas necessário distribuir a perda de

carga, de uma forma racional, pelos vários troços.

Figura 17 -. Bifurcação


35

Vejamos o caso de uma conduta com um comprimento L, com uma

bifurcação em duas de comprimento L1 e L2 para volumes de gás Q1 e Q2

Suponhamos que as perdas de carga de A a C, a mais comprida, são

conhecidas e valem E e que são proporcionais ao comprimento da conduta.

Nestes casos pode calcular-se o seu diâmetro usando fórmulas que entram

com todos os parâmetros acima apresentados. Não nos parece importante

apresentá-las aqui tendo em conta os objectivos que pretendemos atingir

com estes textos.

Seja, por exemplo uma conduta de comprimento L como a da figura,

dividida em dois com comprimentos L1 e L2, para volumes de gás Q1 e Q2.

Conhece-se a perda de carga E1, de A a C, que é a conduta mais comprida.

Para conhecer a perda em B, suporemos que as perdas são proporcionais ao

seu comprimento. Assim,

Lx

LLE =+ 21

1

LLEx

1

1

1+=

Deste modo o cálculo é muito fácil. O diâmetro das condutas vale,

D = 0,67*L*(Q1+ Q2)2

D1 = 0,67*L1* xE

Q−1

21

D2 = 0,67*L2 *xE

Q−2

22

Outro sistema de cálculo, deve-se a Monnier que necessita de

conhecer o rendimento em todo o comprimento da conduta. A fórmula que

ele empregou foi,

D3 = 0,84*Q2* MEL *

onde: Q = m3/h na conduta principal; L = m; D = cm; E = mm de água;

M = coeficiente, cujo valor vem determinado pela expressão,


36

M = 1 - 2

2

*)*61

31(

Qq

nQq ++

sendo: q = rendimento (m3/h ao longo do condutor) e n = número de

ramos.

Na prática, M considerava-se igual a 10. Para q = 0, isto é, quando

no condutor não havia ramificações e M = 1, o valor de D era então

ligeiramente superior ao das fórmulas anteriores. À medida que q aumente,

M e D diminuem de forma muito sensível e tendem para um mínimo que

ocorre para q = Q e para n infinito; nestas condiciones M = 31

.

As diversas fórmulas precedentes necessitam do cálculo completo de

D3, mas Arson construiu uma série de tabelas para determinar as perdas de

carga, E, por 1000 m de comprimento correspondente a uma velocidade

determinada, v. a equação geral era:

E = )**(***4 2cbvadDL +

onde: d = densidade do gás em relação à agua; a e b coeficientes

dependentes da natureza e do diâmetro do tubo.


37

Tabela 5. Perdas de carga

Perdas de carga/km de comprimento (mm) Diâmetro

dos tubos

(m)

3 5 8 10 15 20 25 30 35 40

0.054 - - - - 3 - - 5 - 7

0.081 3 - 7 - 12 15 17 5 21 25

0.108 8 15 18 21 28 34 39 44 47 54

0.135 1

6

23 34 40 54 64 73 83 90 100

0.162 2

9

43 61 72 97 109 124 139 153 167

0.189 5

0

70 99 112 146 168 197 220 239 260

0.216 7

7

10

9

149 170 219 259 296 326 356 386

0.250 1

2

6

17

8

334 270 334 397 453 503 542 580

0.300 2

3

4

30

7

408 465 580 680 762 845 915 982

0.400 5

9

6

79

0

1000 1140 1390 1603 1800 1970 2120 2300

Estes cálculos tornaram-se mais fáceis com o aparecimento das

tabelas de Arson que nos dão as perdas de carga nas condutas em função

do seu diâmetro. Estas tabelas foram muito utilizadas pela sua simplicidade

e rapidez de cálculo. Chama-se à atenção para o facto de que à data não

havia máquinas de calcular como agora o que dificultava os cálculos de

raízes cúbicas e dava mais importância a estas tabelas que permitiam chegar

aos valores sem ser necessário fazer esses cálculos que hoje são

extremamente simples, dados os meios tecnológicos de que dispomos, mas

que na altura eram um “bico de obra”.


38

5.2 – VELOCIDADE

Depois de calcular o diâmetro das condutas era necessário assegurar

que a velocidade do gás não fosse exagerada. Era possível calcular o

diâmetro das condutas a partir desta velocidade. Geralmente, a prática

indicava que para Q maior de 1000 m3/h, v podia variar de 2 a 3 m/s, e para

Q menor de 1000 m3/h: v = 0.3*(1 + 0.01*Q).

Na avaliação das perdas de carga, era preciso ter em conta a altura

da fábrica. O gás era mais ligeiro que o ar; em todos os pontos mais

elevados que a fábrica, toda sobre elevação de 1 m equivalia a um

incremento de pressão de 0.8 mm; para os pontos a nível inferior, era a

inversa.

6 - CONDUTAS DE FERRO – CONDUTAS DE ALIMENTAÇÃO

A partir da conduta geral faziam-se ramificações destinadas a levar o

gás aos pontos de consumo, utilizando as chamadas condutas de

alimentação. Para as instalar era necessário começar a colocação pelo

extremo oposto à conduta, isto é, do lado dos queimadores. Com isto

conseguia-se evitar ter gás à pressão dentro da conduta secundária durante

a realização do trabalho.

A conduta de alimentação acabava num jogo de elementos de

amarração de modo a que se assegurasse a sua união com um manguito de

pressão acoplado à conduta principal. A recolha do gás a partir da conduta

geral não se fazia da mesma maneira para os tubos de fundição e para os

de Chameroy.


39

Figura 18 -. Tomadas de gás Figura 19 -. Máquina de furar

Se a conduta (tubo) fosse de fundição fazia-se só com uma

soldadura, mas com a ajuda de um aro de ferro e de uma junta de pasta ou

de couro. O tubo de chumbo era cortado com um comprimento tal que

pudesse entrar no tubo de fundição numa extensão igual à espessura da

fundição. Soldava-se um pequeno aro e furava-se o tubo fazendo um orifício

com um diâmetro igual ao diâmetro exterior do chumbo.

Esta disposição tinha por princípio assegurar a posição da conduta de

alimentação feita de chumbo e evitar que a união, feita de massa acabasse

por fazer obstrução. Depois de feita a união e aplicava-se contra o tubo a

segunda metade do aro e eram cortados os passadores. A união tornava-se

assim estanque

As dimensões dos tubos da conduta de alimentação deviam ser

proporcionais à importância da instalação que serviam. Havia tabelas que

davam o diâmetro dessas condutas em função do número de porta-torcidas

com capacidade para 140 litros.

As dimensões dos tubos de alimentação deviam ser proporcionais à

importância da instalação a servir. Na tabela seguinte podem ver-se os

valores normalmente usados.


40

Tabela 6. Diâmetro dos ramais

Número de

mecheiros de

140 litros

5 a 19 20 a 39 40 a 59 60 a 99 100 a 299 300 a 500

Diâmetro da

acometida

(mm)

27 84 41 54 81 118

6.1 - LIMPEZA DE CONDUTAS E RAMAIS

O gás ao passar pelos diversos aparelhos de lavagem e purificadores

das fábricas ficava com uma certa quantidade de vapor de água, que podia

condensar-se nas canalizações. Além disso, ao passar pelos contadores

aumentava a sua carga de vapor de água. Os pontos nos quais não se podia

evitar esta acumulação eram os mais baixos da instalação onde podia ser de

dimensão tal que chegava a obstruir toda a secção do tubo e não permitia a

passagem do gás. Era, portanto, necessário encontrar uma forma de

eliminar a água armazenada, usando sifões.

Era, também, necessário ter-se em conta que, quando as condutas de

gás passavam debaixo de árvores, era indispensável impedir toda a

infiltração do gás proveniente das fugas em terra vegetal e nas raízes das

plantas. Nestes casos tinha que se proceder à drenagem das condutas.

À volta da conduta era colocada areia do rio, com uma espessura de

cerca de 10 cm, e sobre esta colocavam-se tubos de 8 cm de diâmetro, uns

ao lado dos outros sem se unirem. Cada 50 ou 60 m intercalava-se um tubo

especial em forma de T cujo ramo vertical, em forma de chaminé,

desembocava numa tampa de fundição colocada à superfície, sobre a rua.

Debaixo dos tubos colocava-se uma faixa de cartão laminado, em forma de

arco, que obrigava o gás que podia escapar-se, a seguir os tubos e dali ir

para a atmosfera.


41

Figura 20 -. Drenagem das tubagens

Era importante assegurar igualmente a drenagem das condutas nos

casos em que a calçada tivesse um revestimento compacto tal como o

pavimento sobre a base do cimento ou asfalto. Impedia-se assim toda a

acumulação de gás nas cavidades que poderiam produzir-se acidentalmente

no subsolo.

A drenagem das condutas de alimentação realizava-se simplesmente

mediante o uso de uma conduta de cerâmica ou de pinho. O último tubo de

drenagem, que saía do solo, punha-se em comunicação com o exterior por

meio de um tubo de chumbo que terminava num disco circular

desembocando ao ar livre.

7 – SIFÕES

Com se disse anteriormente a utilização do sifão era muito importante

para eliminar a água acumulada. Eram feitos de diversas formas e diferentes

materiais, mas o seu princípio de funcionamento era o mesmo.

Do ponto mais baixo da conduta partia um tubo de chumbo que

descia verticalmente e subia até uma altura um pouco menor que o tubo de


42

condução. Introduzia-se numa garrafa de ferro ou de chumbo, onde a água

se acumulava. Esta garrafa era provida de um tubo superior aberto à

entrada do ar e terminava por um tampão desmontável.

Figura 21.- Sifão Figura 22.- Bomba para sifão

De vez em quando devia abrir-se a garrafa e passava-se por ela um

tubo de aspiração de uma pequena bomba móvel, por meio da qual se

eliminava a água do seu interior.

Os sifões colocavam-se também na origem das ramificações, quando

não se podia dar às ramificações a inclinação necessária para eliminar a

água que s acumulava. Nestes casos era usada a garrafa da figura 21.

Tratava-se de um recipiente de fundição que era colocado na parte mais

baixa da derivação.

Por vezes colocavam-se sifões em elevação na base das colunas a

montante.


43

Figura 23.- Garrafa aspiradora Figura 24.- Sifão em elevação

Este era um recipiente metálico de fundição no qual se encontrava

um tubo ao longo de todo o seu comprimento, aberto na extremidade

superior. Uma vez cheio, a água transbordava e caía num recipiente que era

esvaziado por um orifício inferior (b). O inconveniente deste aparelho era

esvaziar-se quando se soprava nas condutas para retirar a naftalina

acumulada. Também se podia esvaziar a água por um orifício superior (a).

Em vez de sifões, podiam utilizar-se tubos isolantes hidráulicos que,

recolhendo a água resultante da condensação, podiam servir para o

isolamento das condutas.

Estes isolantes tinham a forma de U com os dois ramos a unirem-se à

conduta geral. No interior do isolador penetravam três tubos estreitos, dos

quais só um chegava ao fundo (a) que servia para esvaziar o isolador ou

para o encher. Como se deduz este aparelho podia servir para procurar as

fugas, medindo o gás que passava de A para B.


44

Figura 25 -.Isolante hidráulico

8 - AS CHAVES DO GÁS

Além das comportas e das válvulas usadas nas grandes canalizações

de carácter geral, as chaves de passo destinadas às condutas

transportadoras de gás eram muito comuns. Eram feitas em fundição, no

caso de grandes diâmetros e em ferro ou em latão para diâmetros mais

pequenos. Em alguns casos também se utilizavam outros materiais que não

sofressem deterioração em contacto com o gás.

Figura 26 -.Chave de gás


45

Havia uma grande variedade de chaves. Para os diâmetros mais

pequenos, entre 40 e 200 mm, utilizavam-se chaves de ferro que podiam ter

dois ou três acessos (orifícios), conforme as necessidades. A colocação das

chaves devia ser feita com muito cuidado. Era necessário fazer as uniões

com muita precisão para que não houvesse deformação dos tubos que

conduziriam a fugas de gás, sempre muito perigosas. Havia vários tipos de

chaves, entre elas a chamada chave de passo. Esta era aberta por cima e

por baixo e comprimia-se por meio de uma união situada na parte inferior. A

chave segurava-se por uma correia fixada na parte superior por dois

parafusos. A pressão que esta correia exercia impedia que a chave se

elevasse, embora permitisse a sua rotação.

Estas chaves deviam ter um ângulo de rotação limitado a um quarto

de círculo, de tal forma que quando a chave girasse num sentido parasse de

forma precisa de modo a ficar completamente aberta a passagem do gás e

quando rodasse no sentido inverso, parasse precisamente de modo a fechá-

la completamente. Esta precaução era imprescindível para evitar graves

acidentes no serviço de iluminação.

Para ligar entre si os contadores de gás eram utilizadas chaves que

dispunham de um tubo lateral para detectar fugas.

Figura 27 - Chave de contador Figura 28 - Chave de aparelhos de iluminação


46

Na figura 29 vê-se um elemento de manobra para as lanternas de

iluminação que permitia abrir ou fechar a chave de passo do gás a mais de 2

m do solo.

Figura 29 - Chave com extensão Figura 30 - Manguitos de ligação

Existiam diversos tipos de uniões como se pode ver na figura 30.

O tipo (1) permitia a sua união com tubos de borracha e era chamado

porta cauchu. O (2) representava o manguito propriamente dito. O (3) podia

ter movimentos laterais e chamava-se-lhe movimento de articulações. O (4)

chamava-se pipa.

Para as grandes lanternas das cidades, que eram colocadas, por

vezes, a alturas de 3 a 4 m, a manobra tornava-se mais fácil aumentando o

comprimento do braço.

Este braço era de ferro e tinha secção quadrada (f). A chave estava

unida a um apoio aparafusado (e) sobre uma união (d). (b) é um grande

anel encarregado de manter a união entre o candeeiro e a lanterna. Este

anel estava unido à união (a) onde terminava o tubo de chegada do gás e

que era mantida por uma rosca (c). A parte inferior do vidro da lanterna

ajustava-se entre (e) e a parte saliente da articulação (d).


47

Figura 31 - Alimentação com braço de manobra

Para grandes condutas, as chaves simples eram substituídas por

outros modelos mais complexos, ainda que se baseassem no mesmo

princípio de funcionamento.

8.1. – CHAVES DE PASSO PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICA

Os ramais destinados à alimentação de lanternas de iluminação

pública não eram geralmente providas de aparelhos intermédios entre o

tubo principal e o queimador com o qual comunicava. Chegavam até à

fachada, a uma chave colocada numa caixa situada debaixo do cimento dos

edifícios ou em lugares especiais para iluminação pública. Esta disposição

permitia isolar rapidamente as canalizações do resto da rede.


48

Figura 32 - Chave de passagem de gás para iluminação pública

O acesso às caixas era feito por uma porta metálica, da qual só os

agentes da companhia e os da fiscalização é que tinham a chave que era

introduzida por um orifício (a). Uma segunda abertura (b) permitia ao

consumidor manobrar a chave de passo da conduta desde o exterior.

Também era fácil aos agentes fechar o orifício (b) colocando detrás dele um

filtro (c) manobrado por uma vareta fixada à porta por meio de um

parafuso. Esta manobra só podia fazer-se abrindo a porta da caixa.

8.2 – CHAVE COLOCADA DEBAIXO DA VIA PÚBLICA

Quando as tubagens eram de diâmetro importante, era difícil pôr as

caixas correspondentes nas fachadas dos edifícios sem as prejudicar. Assim

colocavam-se debaixo da via pública.


49

Figura 33 - Chave em arqueta

9 - TAMPÕES DE GÁS

Quando se queria desmontar um aparelho de gás sem interromper o

seu fornecimento, desaparafusava-se do acoplamento que levava e

substituía-se por um tampão que impedia a saída do gás. A figura 36

representa alguns tipos de tampões de uso frequente à época. Também se

colocavam no final das condutas de pequeno diâmetro para recolher as

condensações.

Figura 34.- Tampões


50

10 - MANÓMETRO INDICADOR DE FUGAS

Os manómetros indicadores de fugas de gás, cujo papel principal era

o de permitir conhecer se essas fugas eram ou não significativas, eram

colocados à cabeça das canalizações que partiam dos contadores do gás.

Estes manómetros eram, geralmente, da forma indicada na figura 35 .

Se neste aparelho fosse vertida alguma água e se todos os

queimadores da canalização fossem fechados com cuidado e se fosse aberto

o orifício do contador, a água, que estava nivelada, subia pelo seu interior

devido à pressão do gás. Esta pressão era medida por um desnível. A água

subia no tubo de vidro até um certo nível. De seguida fechava-se a torneira

do contador. Se a canalização estivesse hermeticamente fechada, devia ficar

em carga e o nível da água não devia variar. Se houvesse uma fuga

fechavam-se os queimadores e abria-se a torneira e contava-se o número de

divisões entre as quais se movia o nível da água.

Figura 35.- Manómetro


51

11 - GRELHAS DE VENTILAÇÃO

Nos lugares onde havia canalizações que continham aparelhos de gás

podiam aparecer fugas que dariam lugar a perigos de explosão. Era

prudente ventila-los.

Como o gás tende a subir e a colocar-se nos pontos altos, devia-se

fazer a ventilação na parte superior dos locais, a fim de evitar que ele se

armazenasse. Para isso colocavam-se grelhas de ventilação, de acordo com

a importância da iluminação ou da canalização.

Para evitar que pelos orifícios que as grelhas possuem passem

correntes de ar que podem prejudicar o funcionamento das luminárias, devia

ter-se cuidado com uso destas grelhas e vigiá-las para evitar que se

obstruíssem e dificultassem a passagem do ar.

12 - JUNÇÕES DE LATÃO

Os tubos condutores de gás deviam colocar-se nos distintos lugares

necessários para a instalação mediante junções de latão. A junção era um

disco no centro do qual havia um fragmento de tubo roscado, conforma a

forma de transporte do gás a colocar, e que devia ser fixado no tubo. Se o

tubo era roscado a junção chamava-se macho e no caso contrario,

chamava-se fêmea.

Figura 36 - Acoplamentos


52

Para fixar os aparelhos de gás a uma parede utilizava-se uma espécie

de vara de madeira, que era um pedaço de madeira, geralmente de faia,

que se colocava na parede ou no tecto e sobre ela se fixava a lanterna.

13 - COLUNAS MONTANTES

13.1 - CONDIÇÕES DE INSTALAÇÃO

Depois de colocada uma chave numa arca, instalava-se o ramal que

alimentava o imóvel (figura 37). Quando os queimadores eram repartidos

pelos distintos pisos, era vantajoso estabelecer um tubo matriz ou coluna

montante próxima às dependências a servir, instalada, geralmente, ao longo

das paredes da caixa das escadas.

Figura 37 -. Coluna montante

À entrada de cada piso colocava-se uma nova tubagem unida à

coluna por meio de uma chave metida numa caixa. Todos estes tubos eram

feitos, geralmente, de chumbo e deviam cumprir uma série de condições

para evitar todo o risco de acidentes:

1º. Ter um diâmetro suficiente para não exagerar a perda de carga.


53

A tabela seguinte, devida a Schilling, dá os diâmetros a adoptar em

função dos consumos esperados.

Tabela 7. Diâmetro dos tubos em função do comprimento e do consumo

Diâmetro interior (mm) L (m)

9.5 12.5 16 19 25.5 32 38 51

Nº. de chamas de 140 litros de consumo horário

2 3 10 18 30 60 120 180 400

4 3 8 16 25 50 100 150 320

10 1 4 8 13 25 50 80 180

15 1 3 5 9 20 40 60 155

20 - 2 5 8 17 35 55 132

40 - - 2 4 10 20 35 96

60 - - - 3 7 16 26 70

80 - - - 2 5 14 22 60

100 - - - 1 3 12 18 50

150 - - - - 2 9 15 43

200 - - - - 1 8 13 36

300 - - - - - 6 11 25

2º. Estar à vista, salvo em caso de impossibilidade, como quando

se tinha que atravessar as paredes, tectos ou espaços pouco acessíveis.

Neste caso era preciso ter cuidado e rodear o chumbo com um manguito de

ferro ou cobre para evitar assim deformações do tubo e, por conseguinte, as

fugas.

3ª. O gás arrastava sempre um pouco de água com ele, sendo

necessário recolhê-la em pontos baixos e evacuá-la por meio de um tampão

com parafuso. Em cada ponto baixo da coluna montante devia-se instalar

sifões de garrafa.

4º. Os tubos deviam ser estanques. Isto assegurava-se trocando

um queimador qualquer por um manómetro e comprovar as fugas.


54

5º. Os locais iluminados com gás deviam estar sempre bem

ventilados.

13.2 - INSTALAÇÃO

Os tubos de chumbo dos ramais deviam manter-se separados

colocando uns separadores cada 0.5 m. Quando se utilizava chumbo de

diâmetro maior de 35 mm, os separadores substituíam-se por anéis de

maior resistência.

A união dos tubos à frente fazia-se por meio de uma soldadura

formada por uma parte de chumbo e uma e meia de estanho.

Quando a união era de tubos em ângulo recto, fazia-se uma

soldadura, chamada de empacotamento, fazendo-se, num dos tubos, um

orifício onde se introduzia o extremo do outro e se soldava como nas

junções ordinárias. O extremo do tubo fechava-se por intermédio de uma

soldadura, chamada tampão.

Intercalar sobre os tubos chaves de cobre não apresentava qualquer

dificuldade já que a soldadura era muito simples. As chaves empregadas

eram semelhantes à da figura 40

Figura 38 - Chave de cobre


55

Em instalações especiais, como a iluminação para dias festivos ou

para atravessar largos vãos (hall ou pórticos), usavam-se tubos de ferro que

eram mais adequados pela sua rigidez. As uniões faziam-se usando

manguitos roscados. Estas instalações tinham o inconveniente da sua rápida

obstrução, devido à oxidação, mas a sua limpeza era mais fácil e tinham a

vantagem de ser resistentes aos golpes.

14 - FUGAS E OBTURAÇÕES

14.1 - FUGAS

Geralmente, com o tempo as condutas não eram estanques pois as

juntas ficavam com folgas e as condutas oxidavam-se e depois apareciam

orifícios permitindo fugas de gás que podia alcançar valores na casa dos 6 a

8 % do gás fabricado. Estas fugas eram detectadas pelos contadores e

quando ultrapassavam 6 % procedia-se à busca do ponto onde aconteciam

as fugas para remediar o problema.

Se a massa M de gás sai da fábrica e uma certa parte m se perde em

fugas, a massa M´ consumida pelos consumidores será:

M´= M – m

Para determinar a massa de gás perdido recorria-se a um cálculo

simples:

M = t

Vpa*1

***β

δ+

sendo:

p = pressão do gás

V = volume do gás

δ = densidade do gás

a = peso do litro de ar

1 + β*t = binómio de dilatação do gás.


56

Havia vários meios para detectar fugas; descreveremos os mais

simples e práticos.

1. Se as canalizações apresentavam grandes percursos, primeiro era

preciso determinar a linha da rede que tinha fugas e de seguida os pontos

de fuga dessa linha. Utilizavam-se chaves de passo para seccionar as

condutas; fechava-se a mais afastada dos contadores da fábrica e assim

sucessivamente até fechar as mais próximas, avaliando-se as perdas em

cada operação. Em vez das chaves de passo podiam-se usar os globos

(balões) obturadores indicados anteriormente.

2. Podia-se fazer o ensaio directamente sobre uma conduta isolada.

Para isso um dos seus extremos devia estar fechado e o outro comunicava

com uma conduta em carga; intercalava-se um contador; se havia fugas, o

contador funcionava de maneira contínua e dará a medida da importância

das perdas.

3. O sistema de chave de passo ou de balões obturadores podia ser

substituído pelo dos isoladores hidráulicos indicados anteriormente (figura

25).

4. Em troços curtos, costumava-se passar uma chama em volta da

conduta que em contacto com o gás pegava fogo. Este sistema era muito

perigoso e devia excluir-se.

5. Outra forma simples de comprovar as fugas era passar sobre as

condutas água de sabão, formando-se, assim, uma bolha no ponto de fuga.

Muitas vezes a fuga era detectada pelo cheiro ou pelo ruído à saída.

14.2 - OBTURAÇÕES

A obstrução das condutas ou dos ramais provinha normalmente dos

depósitos de naftalina ou de água condensada. Eram desobstruídas com a

ajuda de uma agulha que nela se introduzia e era deslocada ao longo do seu


57

comprimento. No caso de ramais, era suficiente introduzir álcool, que tem a

propriedade de dissolver a naftalina e com a ajuda de um fole expulsava-se

a dissolução para a conduta principal.

15 - CONTADORES DE GÁS

O gás fornecido pelas empresas aos consumidores tinha que ser

medido para se estabelecer entre eles a relação comercial fornecedor –

consumidor. Essa medição era feita pelos contadores de gás que podiam ser

de vários tipos: secos, hidráulicos e especiais. De seguida faz-se uma

descrição de cada um deles.

15.1 - CONTADORES SECOS

Eram constituídos por foles duplos de membrana, alojados num

espaço fechado. O seu funcionamento era bastante parecido com o dos

contadores da água (Tipo Frager). O movimento alternativo de cada um dos

foles regulava a entrada e a saída do gás procedendo à sua medição. Estes

contadores foram usados principalmente na Inglaterra, mas não por muito

tempo pois os grandes inconvenientes que tinham assim o determinaram.

15.2 - CONTADORES HIDRÁULICOS

No início o consumidor pagava o gás em função do número de

queimadores que tinha instalados e as horas de funcionamento. Este modo

de funcionamento era fácil de controlar na iluminação pública, mas muito

difícil nos consumidores privados, mas, mesmo assim, o contador passou a

ser uma peça fundamental do abastecimento de gás.


58

O princípio de funcionamento destes contadores era baseado na

rotação de um cilindro horizontal que era dividido em vários compartimentos

iguais que recebiam o gás procedente da canalização geral passando depois

aos queimadores. Como era então medido o gás? Bastava conhecer o

número de voltas do cilindro e multiplicar esse valor pelo volume do cilindro.

Eram compostos por quatro órgãos principais, a saber: o volante, o

regulador, o flutuador e a transmissão.

O volante era considerada a parte mais importante do contador e era

em forma de tambor feito de estanho endurecido ou de chapa de ferro,

dividido em quatro câmaras. O gás chegava por um dos lados do tambor e

saía pelo lado oposto chegando assim ao contador. O tambor girava em

torno de um eixo colocado no interior de uma caixa cilíndrica feita de chapa

e que continha águia. O movimento de rotação do eixo era devido à

diferença de pressão entre a pressão de chegada e a dos queimadores.

Figura 39 – Contador hidráulico

A água que acidentalmente ficasse no sifão retirava-se com a ajuda

de uma tampa (t) e deitava-se numa tina (B). A regulação fazia-se com o

recurso a um regulador (R) ligado ao exterior pelo orifício (b), por onde se


59

introduzia o líquido. Para manter o nível do líquido dispunha-se de um

parafuso ligado ao exterior (c).

O regulador ficava ao lado da entrada do gás. Para evitar que o nível

da água baixasse a valores perigosos e permitisse a passagem do gás havia

uma válvula de segurança (D), com flutuador (F). Para impedir a marcha

atrás colocava-se sobre o eixo do tambor uma roda com travão (f).

O registo do número de voltas do volante fazia-se mediante a

transmissão, que era composta de um parafuso sem fim e uma roda

helicoidal. O movimento era transmitido por uma peça de ferro (l) a uma

série de engrenagens onde se registava o número de voltas, mediante

agulhas que indicavam as medidas nuns quadrantes graduados em litro, m3,

dezenas, centenas, etc., segundo a importância do contador.

Os contadores tinham uma ampla gama de possibilidades de medida,

podiam estar entre os 140 e 28000 litros de consumo.

Tabla 8. Consumo por queimador

As indicações do consumo dadas pelos contadores podiam ser

falsificadas de várias maneiras, muitas delas bem conhecidas de alguns

consumidores. Uma delas era por sobrecarga. e produzia um abaixamento

do nível que era necessário para que a velocidade de rotação fosse maior. O

erro de leitura que isto acarretava podia estar entre 1% e 2%, sempre em

prejuízo do fornecedor do gás. Podia também falsear-se a leitura, por não

nivelamento que tinha como consequência modificar as condições do

Queimadores por contador Consumo (l)

3 3,5

5 7

10 14

20 28

40 – 50 56

100 140


60

consumo. Neste caso tanto podia ser prejudicado o fornecedor como o

consumidor. Se o erro era de trás para diante, produzia-se um desvio na

medida, em, detrimento do fornecedor que podia alcançar 6% a 8%. Se a

inclinação fosse da esquerda para a direita podia dar erros de medida entre

5% e 6%, neste caso contra o consumidor. Em face disto era necessário

que os contadores estivessem nivelados horizontalmente.

O consumo por volta de um contador deste tipo era dado segundo a

tabela 8.

15.3 - CONTADORES ESPECIAIS

Um grande inconveniente dos contadores descritos era a desnivelação

da água devido à evaporação que podia afectar não só a medida, mas

também obturar a passagem do gás. Uma das melhorias mais simples que

se introduziram nos contadores foi o aparecimento do contador Rooget que

consistiu em passar o gás previamente por um depósito de água, no qual se

saturava antes de chegar ao contador. Para o seu bom funcionamento

bastava mudar a água periodicamente.

Outro tipo de contadores muito usado foi o de Siry-Lizars,

caracterizado por ser de consumo constante. Também o pré pago, que

funcionava introduzindo moedas, tendo direito ao gás correspondente. Este

tornou-se muito popular, pois era muito prático e de fácil uso. Foi muito

usado nas classes mais baixas.

De tudo o que dissemos sobre contadores de gás podemos deduzir

que as avarias mais frequentes que sofriam se deviam à falta de água, a um

mau nivelamento, a má instalação dos registos, a anomalias nas chaves de

passo, etc. Todas elas eram de fácil solução.


61

15.4 - DIMENSÕES DOS CONTADORES

Na tabela seguinte apresentam-se as dimensões dos contadores de

um determinado fabricante, cuja empresa estava situada na periferia do rio

Sena.

Tabela 9. Dimensões dos contadores

Nº.

mecheiros

Consumo

(m3/h)

a 100 rph

Dimensões aproximadas (cm)

L H A

Diâmetro

raccord

(mm)

Diâmetro

do tubo

de saída

(mm)

3 0.360 30 35 25 13 27

5 0.700 39 42 27 20 27

10 1.400 45 50 33 25 27

20 2.800 52 61 40 30 34

30 4.200 60 69 47 37 40

40 5.600 68 78 49 43 54

60 8.400 75 80 65 43 “

80 11.200 82 88 68 50 ”

100 14.000 87 93 70 50 “

150 21.000 95 110 85 55 “

200 28.000 113 80 “

300 42.000 135 100 “

400 56.000 140 125 “

500 70.000

Diámetro 105

“ 115

“ 125

“ 136 150 150 “

15.5 - INSTALAÇÃO DE CONTADORES

Os contadores deviam ser instalados em locais frescos, mas não frios.

No Inverno deviam estar protegidos das geadas. À falta de outro local

deviam instalar-se numa sala quente ou na cozinha. Devia evitar-se a sua

instalação na parte alta das salas e mantê-los sempre muito próximo do

solo. Esta precaução tinha com propósito diminuir a evaporação da água e,


62

por conseguinte, a sua deslocação, cujas consequências seriam, a obstrução

dos tubos ou, pelo menos, a necessidade de uma vigilância contínua dos

sifões. Era necessário escolher, também, um lugar facilmente acessível para

as visitas dos fiscais da empresa fornecedora, encarregados de registar,

periodicamente, as leituras dos contadores.

Figura 40 - Contador

O contador devia estar protegido dos choques. Se fosse possível, era

colocado numa caixa que devia ser dotada de orifícios para ventilação, um

por baixo, para a entrada do ar e outro por cima para a sua saída, evitando-

se assim a acumulação de gás em caso de fugas.


63

16 – REÓMETROS E REGULADORES DE GÁS

Apesar de todo o cuidado, por vezes constatava-se que, com os

consumos, nos queimadores havia flutuações contínuas correspondentes às

variações de pressão ao longo de toda a extensão das canalizações,

provocando variações da intensidade da luz, isto é, passava a haver

insuficiência de luz. Para remediar este problema, abriam-se mais as chaves

de passagem. Com esta acção, ao fim de algum tempo a luz passava a ser

em excesso, tornando-se mais brilhante. Isto acontecia em detrimento do

consumidor que consumia mais gás, aumentando a sua conta, dando origem

a cheiros desagradáveis e contribuindo para uma mais rápida deterioração

da pintura das salas e quartos da casa.

Para evitar todas estas consequências devia actuar-se nas chaves de

passo dos porta-torcidas. As alterações da pressão reflectiam-se ao nível da

iluminação, chegando a levar à extinção dos próprios queimadores.

A pressão podia ter variações grandes, segundo o tipo de instalação e

o seu comprimento. Facilmente variaria entre 40 e 150 mm de coluna de

água, o que fez com que se procurasse descobrir aparelhos que pudessem

garantir que as variações se mantivessem naquele intervalo.

Tendo em conta que numa conduta de diâmetro conhecido, a

pressão à entrada é P e à saída p, a carga derramada é P-p. Se a secção é

constante, o consumo variará proporcionalmente à velocidade e, por

conseguinte, à carga P-p. Numa instalação podiam apresentar-se dois casos:

1° A conduta só tinha que alimentar um queimador ou um grupo de

queimadores que funcionavam unidos. Para que o consumo fosse

constante, era preciso que fosse constante a carga P-p. Este era o

caso dos aparelhos chamados reómetros que, ainda que permitissem

variações de P e de p, mantinham constante a sua diferença.


64

2° A conduta alimenta um número qualquer de queimadores com

funcionamento próprio, tanto no tempo como em estabilidade. Neste

caso, a perda de carga é função da pressão (P) e para manter o

consumo constante, é preciso assegurar a constância de P. Este era o

caso dos reguladores de pressão.

16.1 - REÓMETROS HÚMIDOS

O reómetro húmido era um pequeno aparelho que se colocava sobre

o queimador cujo consumo se queria regular. Compunha-se de uma caixa

cilíndrica aparafusada imediatamente a seguir ao mecheiro e continha uma

campânula muito ligeira de liga de cobre e níquel. A parte superior

terminava com um cone que constituía uma válvula de segurança sobre

orifício de consumo.

Figura 41 - Reómetro húmido

A campânula submergia-se numa pequena quantidade de líquido

contido na caixa (aproximadamente 5 cm3 por mecheiro). Este líquido podia

ser glicerina, se o aparelho fosse de cobre estanhado, ou de óleo, se era de

cobre no estanhado.


65

A campânula tinha um orifício cujo diâmetro correspondia ao

consumo que se queria conseguir, por onde passava o gás. Se a pressão do

gás na conduta e debaixo da campânula era P, e se era p superior à da

saída, a secção S e M o seu peso, a condição de equilíbrio seria:

P*S + M = p*S

P – p = SM = constante

O uso de reómetros impedia que o gás fluísse inadequadamente o

que permitia dar uma luz absolutamente fixa, qualquer que fossem as

oscilações de pressão, devidas a diversas causas e principalmente ao

acender ou ao apagar outros queimadores ligados à mesma conduta.

Necessitavam pouca manutenção.

Os reómetros mais utilizados foram os da casa Giraud e Cia e os de

Serment.

Figura 42 - Reómetro Giraud Figura 43 - Reómetro Serment

Estes aparelhos proporcionavam grande segurança no caso de

extinção fortuita dos mecheiros por ausência momentânea de pressão.


66

16.2 - REÓMETROS SECOS

Estes funcionavam sem líquido e as vantagens destes sobre os

húmidos eram: ser mais ligeiros, de colocação mais fácil, de transporte mais

fácil e eram mais apropriados aos aparelhos móveis. A pressão absorvida era

muito pequena, de uns 10 mm para um aparelho grande.

Figura 44 - Reómetro seco Figura 45 - Reómetro Bablon

Tinham uma aplicação muito boa em instalações de iluminação que

deviam consumir uma quantidade de gás determinada.

Uma variante do regulador seco mais corrente foi o regulador de

Bablon, que permitia uma regulação inicial na fábrica para um consumo

determinado.

16.3 – REGULADORES DE PRESSÃO

Eram colocados na origem das instalações logo a seguir ao contador.

O seu inventor foi Clegg, em 1815. Eram constituídos essencialmente por

uma campânula cilíndrica flutuante numa cuba que continha um líquido

fazendo uma união hidráulica. A profundidade desta união permitia à

campânula um movimento vertical suficiente.


67

Figura 46 - Regulador de pressão Figura 47 - Regulador tipo Companhia de

Contadores de França

Esta campânula suportava, por meio de uma vareta central, uma

válvula de segurança de forma cónica que obstruía mais ou menos, devido

ao seu deslocamento vertical, um orifício feito de tabique que separava dois

volumes, A e B.

O gás chegava a A com a pressão variável da canalização. O gás

passava a B por um anel que rodeava a válvula de segurança. A campânula

subia à medida que a pressão alcançava um certo valor, Se esta aumentava,

a válvula de segurança fechava-se e se baixava abria-se.

A campânula devia estar em equilíbrio, sob a acção do seu peso (P) e a

pressão (p) do gás que se exercia por baixo da sua secção (S):

P = p*S p = SP = constante.

Podia fazer-se variar p juntando à parte superior da campânula um

número variável de chapas(anéis) de chumbo, a fim de regular a pressão do

gás ao valor que conviesse a uma boa iluminação. Um aparelho completo é

o da figura 47.


68

Estes reguladores de pressão evitavam o roubo do gás e

asseguravam uma grande regularidade na iluminação; exigiam uma

canalização bem feita com tubos de diâmetros apropriados e

suficientemente amplos.

16.3.1 - REGULADOR PARENTY

Este regulador compunha-se de um cilindro vertical, no qual o gás

chegava pelo tubo A e saía pelo B. este recipiente encerrava uma pequena

tina C de um manómetro de água. A tina era equilibrada mediante um

contrapeso (p), para um certo nível do líquido nela contido.

Figura 48 - Regulador Parenty

A válvula de segurança (S) regulava o consumo de gás. Si a pressão

do gás aumentava em B, a agua subiria no tubo fixo, a tina será mais leve, o

contrapeso actuará e a válvula de chegada mover-se-á e cerrará a

passagem do gás.


69

Este regulador era de grande precisão e inclusive de uma grande

sensibilidade.

17 - FOTOMETRIA NA ILUMINAÇÃO A GÁS. UNIDADES DE

ILUMINAÇÃO

A Fotometria é a ciência da medida das intensidades luminosas. O

principio dos aparelhos chamados fotómetros consiste em iluminar, por meio

de umas fontes de luz a comparar, dois quebra-luzes justapostos, e regular

a distância das fontes até que os dois quebra-luzes sejam iluminados de

forma idêntica; comparam-se então as duas intensidades, por meio da lei

inversa da distância entre as distâncias desde as fontes aos quebra-luzes

respectivos.

Esta relação segue a lei física seguinte: a quantidade de luz recebida

num ponto por unidade de superfície varia na razão inversa do quadrado da

distância do ponto à fonte luminosa.

A Fotometria permite comparar luzes de composição quase idêntica;

com as cores ou as chamas de composições diferentes. Esta comparação

não dá resultados exactos, e é necessário avaliar depois os efeitos sobre os

nossos olhos. Por exemplo, certos raios, tais como os vermelhos e sobre

tudo os amarelos, permitem-nos ver melhor os objectos que com

intensidades mais fortes de raios verdes, azuis ou violetas.

Depois de estas considerações, devemos ter em conta que para

iluminar da mesma forma, fisiologicamente falando, será preciso uma

iluminação mais intensa com mecheiro eléctrico ou uma incandescência que

com lâmpadas de luz amarela.

Há que ter em conta também a superfície de emissão da fonte

luminosa. Quando é pequena, como nas lâmpadas eléctricas, a intensidade

luminosa afecta os órgãos de tal forma que é preciso uma iluminação geral


70

mais intensa para distinguir os objectos, e quando se atenuam os

queimadores mais brilhantes mediante globos opacos empregando menor

quantidade da luz, poupa-se assim o excedente de iluminação não

necessária, ainda que a limpeza das iluminarias não tenha aumentado.

Como é dito no livro “Introducción a la historia de alumbrado: del

aceite a la incandescencia” (A. Espín y M. Cordeiro), uma unidade de

intensidade de iluminação muito usada, sobretudo em França, foi o carcel,

que era a iluminação prevista para um consumo de 42 g de óleo de colza

durante una hora. Esta unidade equivalia a 9.6 velas. A vela era a unidade

fotométrica prática de intensidade luminosa mais internacionalmente

reconhecida no seu tempo, ainda que houvesse diferentes tipos, conforme

os países.

A fim de resolver esta diversidade de modelos, numa das reuniões

programadas aquando do Congresso Internacional de 1881 decidiu-se tomar

como unidade prática a quantidade de luz branca emitida normalmente por

um cm2 de platino. Em 1889 adoptou-se, e em 1909 estabeleceu-se uma

unidade chamada violle, em honra ao científico Violle, que a inventou.

Como submúltiplo aceitou-se o pyr, também chamado vela

internacional, vela decimal e vela metro. O valor do pyr era de 1/20 do violle

(aproximadamente a décima parte do carcel, daí o nome de vela decimal).

Não obstante, o pyr não chegou a ter aceitação geral, pelo que na IX

Conferência de Pesas y Medidas de 1948 se elegeu uma nova unidade, a

candela, para substituir o pyr e as distintas velas.

17.1 - RELAÇÃO ENTRE DISTINTAS UNIDADES DE ILUMINAÇÃO

Segundo uma proposição do físico francês L. J. G. Violle (1841 –

1923), adoptou-se o violle como unidade padrão fundamental da intensidade


71

luminosa absoluta. Esta unidade correspondia à luz emitida por 1 cm2 de

platino à sua temperatura de solidificação (1775 ºC)

Para realizar este padrão, Violle usou platino puro dentro de um

recipiente e um tubo oxídrico. Durante a solidificação, cuja demora dependia

da quantidade de platino fundido, observou a luz emitida pela superfície da

ablução através de um quebra-luz em que se fazia um orifício de 1 cm2.

Siemens considerou muito prático este padrão de luz e melhorou-o

colocando um orifício circular (figura 49) cuja superfície medisse 1/10 cm2.

Colocava-se uma cinta de platino ligada a uma corrente eléctrica através dos

bornes K1 e K2 que a levava à incandescência.

Figura 49 - Padrão Violle-Siemens

Esta corrente podia aumentar-se progressivamente até à fusão

completa da platina. Imediatamente antes da fusão do padrão media-se o

verdadeiro valor da intensidade luminosa, em violle. Mediante uma asa (g) e

de um mecanismo (p, s, h) fazia-se avançar a lâmina de platino de tal forma

que se pudesse voltar a realizar esta experiência em qualquer momento.

Deve-se destacar que Siemens tomou como referência o ponto de

fusão do platino e não o de solidificação. Também é de ter em conta que a

secção da cinta não tinha que ser uniforme nem o metal homogéneo para

produzir medidas adequadamente. Por todas estas razões, não se podia

afirmar que o padrão siemens era exactamente a décima parte do padrão

violle.


72

A unidade adoptada pela Conferencia Internacional de 3 de Maio de

1884 foi 1/20 do padrão violle, era a vela decimal ou pyr.

A tabela seguinte mostra a relação entre as diversas unidades do

momento.

Tabela 10. Relação entre diferentes unidades de iluminação

Unidades Violle Carcel Vela alemã Vela inglesa

Violle 1.000 2.080 16.400 18.500

Carcel 0.481 1.000 7.890 8.910

Vela alemã 0.061 0.127 1.000 1.130

Vela inglesa 0.054 0.122 0.886 1.000

Como se pode comprovar pela tabela anterior, o carcel era

praticamente metade do violle e igual a 20/2.080 = 9.62 velas decimais ou

pyr.

18 - QUEIMADORES E APARELHOS

O gás usado em iluminação, entre outras propriedades, devia ser

muito combustível e queimar-se facilmente em contacto com o ar e ter uma

chama amarela mais ou menos brilhante. Para obter chamas muito

iluminantes era preciso submeter o gás a uma forte expansão e a muito

baixa pressão. A primeira condição era necessária para favorecer a

decomposição dos carbonetos antes da combustão, e a segunda, porque se

a mistura com o oxigénio do ar se fazia rapidamente, a combustão

incrementava-se e o tempo de funcionamento diminuiria.

Além das condições anteriores, necessitava-se de uma temperatura

elevada para emitir radiações luminosas intensas. Por outro lado, havia que

ter cuidado com o seu poder explosivo.


73

Todas estas considerações fizeram com que se criasse o queimador,

devendo ter-se também em conta que a quantidade de gás consumida

dependia das dimensiones do orifício de saída e da pressão.

Também era frequente que um queimador para um tipo de gás não

fosse adequado para outro, devido à sua composição.

O número de queimadores de gás foi bastante considerável. Primeiro

classificaram-se de forma reduzida como de chama livre e de camisas.

Depois, e através dos distintos aparelhos criados, deu-se outra classificação

mais extensa. Ainda que naturalmente pudessem existir outras, a

classificação mais frequente era:

1. Mecheiros ordinários de ar livre

2. Mecheiros intensivos de ar livre

3. Mecheiros intensivos de ar quente

4. Mecheiros de incandescência

5. Mecheiros de gás carburado.

18.1 – PORTA-TORCIDAS

Os mecheiros (queimadores) que se descrevem de seguida eram de

ferro, fundição ou esteatite. Deviam estar unidos ao extremo dos aparelhos

de iluminação. A parte destes aparelhos que os recebia era o porta-mechas.

Esta parte era una porção de tubo de latão terminado por um orifício para

permitir a passagem dos mecheiros.

Por outro lado, o porta-mechas era provido igualmente de um de

parafuso que o ligava ao resto do aparelho e, geralmente, a chave de passo.

Os porta-torcidas podiam ser muito curtos ou muito compridos, segundo se

vê na figura 50.


74

Figura 50 - Porta-torcidas

18.2 - QUEIMADORES DE CHAMA LIVRE

Nestes queimadores, o gás saía por um orifício aberto exteriormente

e acendia-se em contacto com o ar frio. Para o seu uso em iluminação,

estudaram-se distintas formas de injecção de gás que dessem o melhor

resultado. Como resultado de estes estudos, fabricaram-se mecheiros que se

aparafusaram no extremo das ramificações das canalizações e dispunham-se

segundo o efeito a obter.

Eram uns cilindros cruzados terminados na sua parte inferior por um

passo de rosca (uniforme para todos os fabricantes, chamado o passo de

mecheiro) e na parte superior um disco ou tampão esférico com um orifício.

O mecheiro mais simples era o de vela, no qual o disco tinha um

orifício único redondo e vertical.

O gás elevava-se no ejector seguindo a direcção vertical, dando uma

chama análoga à de uma vela. O consumo era pequeno, de 25 a 30 litros de

gás por hora, mas a intensidade de iluminação era muito pequena,

consumindo 150 l/h por carcel.


75

Figura 51 - Queimador de chama livre

Eram feitos de fundição de ferro; eram muito sólidos, quando se

oxidavam, o orifício fechava-se facilmente e era preciso desobstruí-lo por

meio de uma vareta de aço (figura 51) provida de um cabo. Estas varetas

também eram feitos de esteatite (silicato de magnésio com certa impureza)

que apresentava a vantagem de aquecer menos, mas era bastante mais

frágil.

Figura 52 - Queimador com vareta

Dentro destes queimadores era de destacar também o mecheiro

Manchester, análogo, na sua forma, ao mecheiro tipo castiçal, somente com

a diferença que o disco superior tinha dois agulheiros inclinados um para o

outro. O choque do gás impelido pelos dos ejectores que se encontravam à

saída produzia uma lâmina perpendicular à linha do de os dois agulheiros,

produzindo uma chama prateada em forma de cauda de peixe, segundo a

figura 53.


76

Figura 53 - Tipo de chama (cauda de peixe)

O mecheiro Manchester necessitava, pelo menos, 3 mm de pressão

para a saída do gás. Se a pressão aumentava demasiado, o mecheiro

produzia um ruído característico e a chama desenvolvia-se até aos extremos

a e a (figura 53). De acordo com estas propriedades, este tipo de mecheiros

era muito conveniente quando estava encerrado num globo, já que não

havia o risco de romper pela proximidade da chama.

Do ponto de vista do rendimento, este mecheiro era superior ao da

vela. Para consumos entre 100 e 150 litros, era preciso adoptar, segundo a

companhia de fabricação de contadores de Paris, diâmetros de 1.5 mm;

dando então uma iluminação de 1 carcel com um consumo de 137 litros de

gás.

Os mecheiros Manchester empregavam-se para iluminação ao ar livre

e, também, com saídas reduzidas para iluminação com gases ricos, por

exemplo, o acetileno. Tal como as lâmpadas, construíram-se de fundição ou

esteatite.

O mecheiro mariposa diferia do anterior em que o disco era

substituído por uma porção de esfera atravessada por uma ranhura vertical,

onde o gás que saía produzia una chama em abanico.


77

Figura 54- Mecheiro de borboleta

A figura 54 representa um mecheiro borboleta. Eram feitos em ferro

ou em esteatite. Os de ferro eram mais robustos, mas oxidavam-se mais

depressa e tinham que ser limpos de vez em quando. O seu rendimento

variava com a pressão, com a espessura da lâmina de gás e com o consumo

por hora. A melhoria de pressão no mecheiro era de 2 a 3 mm. O máximo

poder iluminante correspondia a uma ranhura de 0.7 mm, conforme o

fabricante. Nestes mecheiros chega a produzir-se 1 carcel com 120 litros de

gás. Nestes a altura da chama ficava um pouco mais constante com a

pressão, modificando-se apenas a altura. O consumo variava com a pressão

entre valores muito grandes. O que foi adoptado em Paris e em muitas

outras cidades tinha uma ranhura de0.6 m e o seu consumo normal era de

140 litros.

Todos estes mecheiros de chama chata, eram usados,

vantajosamente, nas iluminações exteriores, pois não era muito conveniente

o seu uso em interiores, a não ser em algumas aplicações especiais. Nas

vivendas necessitava-se de constância na chama, pois a oscilação, mesmo

pequena, não era adequada. Portanto, preferiam-se mecheiros de descarga

de ar por meio de uma chaminé transparente, nos quais se podia obter uma

chama fixa em melhores condições de combustão e um maior

aproveitamento do gás


78

Entre os queimadores de chama livre (ordinários de chama livre)

estavam os de chaminé e dupla corrente de ar. Estes mecheiros baseavam-

se no princípio da lâmpada de azeite de dupla corrente de ar, chamada de

Argand, em honra do físico e inventor genovês Amado Argand (1755 –

1803). Compunham-se, em princípio, de um depósito anelar ao qual

chegava o gás, e que o deixava escapar por uma série de orifícios dispostos

regularmente em círculo sobre uma ou varias filas na parte superior. Uma

galeria metálica, que rodeava o mecheiro, recebia uma chaminé de vidro. O

ar chegava pela parte baixa e distribuía-se, uma parte no interior e outra

parte em voltar, de tal forma que a lâmina de gás se encontrava comprimida

entre duas lâminas de ar.

A figura 55 representa esta classe de mecheiros, segundo o modelo

construído pela casa Bengel.

Figura 55 - Mecheiros tipo Bengel

O melhor rendimento parecia corresponder a mecheiros com uns

orifícios de diâmetro compreendido entre 0.6 y 0.8 mm para um consumo de

105 l/h para 30 orifícios; com um consumo de 110 litros a chama era ainda

mais cintilante; chegando a libertar fuligem por cima.

Por vezes, a galeria prolongava-se para cima mediante um cone de

metal que guiava o ar e o lançava sobre a chama; activando-se assim a


79

combustão, o que permitia usar orifícios de 1 mm de diâmetro. Este cone

diminuía a iluminação, mas dava constância à chama.

Quando nestes mecheiros a quantidade de ar fluente sobre a chama

estava bem regulada, empregavam-se aproximadamente 9 litros para a

combustão de um 1itro de gás e o consumo por carcel de iluminação

reduzia-se a 105 litros de gás. Além disso, entre limites muito grandes, o

poder iluminante era proporcional ao consumo, que era uma das vantagens

importantes destes mecheiros.

A altura do vidro recomendava-se que fosse de 20 cm. Os mecheiros

com chaminé e dupla corrente de ar eram muito sensíveis às variações da

pressão; ao menor aumento do consumo, a chama estendia-se

perigosamente e deviam estar vigiados.

Construíam-se de cobre, porcelana e de esteatite. Os de cobre

aqueciam demasiado; sendo preferível a porcelana e sobretudo a esteatite.

Estes mecheiros eram muito convenientes para iluminação de vivendas.

Alguns dos queimadores descritos anteriormente, assim como o de

Albert, de menor projecção comercial, trabalhavam com mecheiros de dupla

corrente de ar, cujos rendimentos se mostram na tabela 11.

Tabela 11. Rendimento de mecheiros

18.3 - MECHEIROS INTENSIVOS DE AR FRIO

Para a iluminação das praças e cruzamentos das cidades e, em

general, de grandes espaços que deviam estar livres de obstáculos

Mechero Consumo por hora (l) Consumo (l/carcel)

Bujía 35 - 45 -------

Manchester 120 – 200 126 – 164

Mariposa 100 – 150 120 – 137

Bengel 100 – 200 92 – 196


80

fabricaram-se mecheiros de grande intensidade luminosa. A companhia

Parisiense do Gás criou o mecheiro chamado 4 de Setembro, devido ao

nome da rua onde foi instalado pela primeira vez. Este mecheiro (figura 57)

era formado por 6 mecheiros de mariposa dispostos em círculo; com orifícios

de 0.6 mm. As chamas eram tangentes à circunferência formada. Por

debaixo destes mecheiros situavam-se dois copos de vidro que

encaminhavam o ar em dois sentidos: um ao centro, pelo interior da coroa

dos mecheiros, e a outra, entre dois copos, lançava-se exteriormente ao

círculo dos mecheiros.

Figura 56 - Mecheiro intensivo Figura 57 - Queimador Quatro de Setembro

Como os fogões eléctricos estavam a aparecer, trabalhou-se no

sentido de compensar esta nova fonte de iluminação; agrupando vários

mecheiros ordinários em outro mais completo. Assim apareceu o queimador

chamado “Quatro de Setembro”, anteriormente apresentado.


81

Este aparelho era formado pelo agrupamento de seis mecheiros na

coroa (A) (figura 57) com orifícios de 0.6 mm. Estes estavam rodeados por

dois copos de vidro (EE’) que dividiam a corrente de ar em duas partes

aumentando assim o seu poder luminoso. Para preservar o primeiro copo do

calor cobria-se interiormente com uma capa de mica (D). O gás chegava ao

centro e era distribuído por duas condutas radiais às mariposas. O aparelho

completava-se com uma vela (C), sempre acesa e que servia para acender

os outros queimadores, durante a noite.

Para reduzir o consumo, quando a circulação era menor, substituíam-

se as seis mariposas por um só elemento aceso (B), chamado meia noite.

Acender estes queimadores era muito fácil, bastando para isso usar uma

chave de três vias. Todo o aparelho era colocado no interior de uma

lanterna troncocónica do tipo “Cidade de Paris”. Na sua parte superior

colocava-se uma chaminé de porcelana (K), cuja base servia de reflector e

sobre ela punha-se outra peça de porcelana (L). Todo o adorno da lanterna

servia para preservar o queimador e a sua chaminé contra a chuva e o

vento.

As chamas dos mecheiros que eram tangentes à circunferência

dispersavam-se formando um cilindro completo. Quando se encontravam o

ar completo para a combustão do gás e os produtos quentes se elevavam,

aquecendo a parte alta da lanterna onde se colocava o mecheiro. Neste

ponto adaptava-se um reflector de porcelana que reflectisse bem a luz. As

correntes de ar controlavam o comprimento dos vidros mantendo-os a uma

temperatura relativamente baixa que lhes permitia resistir ao frio e à chuva.

Para o seu uso em iluminação recorria-se a um mecheiro mariposa,

que permitia a iluminação desde que se libertasse o gás, com um consumo

relativamente baixo durante o dia.


82

Figura 58 - Curva de iluminação do queimador de 1400 litros

Este queimador consumia bem à vontade 1400 litros ou 875 litros. O

primeiro era muito conveniente em iluminação pública (figura 58); reduzia a

sua intensidade de 3 carcel. Compensava o seu baixo rendimento com una

iluminação muito uniforme repartida por um grande espaço.

Este modelo completava-se com um mecheiro de meia-noite, que só

funcionava na segunda metade da noite, mediante uma chave de três vias

que com uma manobra simples controlava o mecheiro intensivo, o de meia-

noite e o de mariposa.

Em Inglaterra deu-se preferência aos mecheiros intensivos de dupla

corrente de ar, sendo o modelo Sugg o mais típico deste sistema, anda que

não fossem muito recomendáveis pelo seu elevado custo, apesar da sua

grande simplicidade, tendia-se a substitui-los por queimadores intensivos de

ar quente.


83

18.4 - QUEIMADORES DE AR QUENTE OU DE RECUPERAÇÃO

Estes queimadores baseavam-se no princípio da recuperação, que

consiste em que os combustíveis não se inflamam enquanto não atingem

uma determinada temperatura. Isto aplicou-se ao gás de iluminação, com a

particularidade de que o calor era produzido pela mesma chama.

A intensidade luminosa era função exponencial do grau de calor, pelo

que se pensou num aquecimento do ar ou do gás, ou os dois ao mesmo

tempo. Aquecer só o gás não deu resultados satisfatórios, pelo que se

passou a aquecer o ar necessário, o que permitiu aumentar de forma

considerável o poder iluminante da fonte luminosa.

Entre os queimadores que utilizaram este princípio destacam-se o de

Siemens, o de Wenham, o de Cromartie (que só se diferenciava do anterior

no recuperador), o de Danichewsky (que tinha a particularidade de que o

gás lhe chegava por debaixo), o Parisiense, o Industrial, etc. dos quais

descreveremos os mais significativos.

18.4.1 - QUEIMADOR SIEMENS

Ainda que a primeira iluminação de uma casa segundo o princípio do

ar quente fosse feita por Chaussenot em 1836, em 1879 F. Siemens

construiu um queimador de recuperação bastante destacável e que foi o

ponto de partida para o resto dos queimadores de ar quente fabricados

depois.

Este aparelho compunha-se de três câmaras concêntricas. A câmara

(A) (figura 59a) recebia o gás a sua chegada e distribuía-o para uma série

de tubos verticais cuja união constituía o queimador; a chama produzida no

extremo dos tubos envolvia-se mediante uma coroa de porcelana e elevava-

se até à câmara (B) que recolhia os produtos da combustão. Aqui, quando a


84

temperatura alcançava entre 600 e 700 ºC, os gases evacuavam-se por um

tubo lateral (G).

Quando o ar estava comburente aproximava-se da câmara (C), onde

era aquecido a uma temperatura à volta de 500 ºC em contacto com as

paredes que estavam em brasa pela acumulação dos produtos da

combustão. Finalmente uma chaminé de vidro protegia a chama do ar

exterior e uma chave reguladora servia para assegurar a constância da

alimentação

a) b)

Figura 59 - Queimador Siemens

Este aparelho tinha um excelente rendimento luminoso, como indica a

tabela 12.

Conseguiam poupar de 35 a 55 litros por carcel, segundo o consumo,

ainda que não fosse muito utilizado, constituiu o ponto de partida para

outros aparelhos mais práticos.


85

Tabela 12. Rendimento luminoso do queimador Siemens

Nº de tubos

queimador

Consumo (l/hora) Intensidade

(carcel)

Consumo

(l/carcel-hora)

15 300 5 – 7 45 – 50

18 600 13 – 15 40 – 45

28 800 20 – 22 38 – 40

32 1600 46 – 48 33 – 35

18.4.2 - LÂMPADA WENHAM

Intentando suprimir os inconvenientes devidos à presença da

chaminé lateral e a posição do recuperador, por debaixo da casa, Wenham

construiu, em 1882, una lâmpada de chama invertida. Nela, o gás que

chegava de cima abaixo por um tubo (D) (figura 62) repartia-se

horizontalmente pela parte (a).

Figura 60 - Lanterna Wenham


86

A chaminé (H), que envolvia o tubo de alimentação, dirigia a chama

do interior para o exterior. O ar chegava perpendicularmente ao queimador

na câmara de combustão (n), depois de haver atravessado uma série de

canais (C) dispostos em redor de (A). Para aproveitar toda a combustão em

(A), uma malha metálica isolava a chama e uma coroa de porcelana (mm)

preservava o recuperador do contacto directo da chama.

Para evitar a entrada directa do ar frio, a combustão tinha lugar num

elemento de vidro (B); que era um inconveniente para a deslocação da

lâmpada.

A lâmpada de Wenham era muito sensível às variações de pressão,

pelo que se lhe colocou um regulador de entrada de gás na parte superior. A

sua limpeza era muito fácil. As suas dimensões dependiam do consumo,

estando entre 140 e 900 l. A sua iluminação não produzia sombra alguma e

por isso era muito útil em iluminação interior, em particular em oficinas,

restaurantes, etc. onde se necessitavam iluminações bastante estáveis.

Com estas lâmpadas a iluminação não se dirigia só em sentido

horizontal, mas também em todas as direcções. A intensidade produzida

estava entre 8,40 e 13,92 carcel para um consumo entre 51,55 e 31,41 litros

por carcel, para iluminação horizontal e vertical, respectivamente.

A companhia Wenham também construiu outro modelo de lâmpada

(estrela) onde o gás ia de baixo para cima pelo tubo central.

18.4.3 - LANTERNA INDUSTRIAL

Este aparelho, criado em 1888 por Lacaze e Cordier construído pelos

irmãos Bengel, em Paris substituiu o mecheiro intensivo “Quatro de

Setembro”. O recuperador era formado por dois cilindros concêntricos

unidos por tubos horizontais dispostos em estrelas sobrepostas e agrupadas

de forma que os seus raios se cruzassem de um nível a outro. O gás da

combustão circulava no interior destes tubos antes de chegar à chaminé; na


87

inversa, o ar passava em volta e aquecia-se por convecção. O ar obtido

pelas tomadas misturava-se no corpo do aparelho e sobre o capitel. O

aparelho encerrava-se numa lanterna ordinária.

Como no modelo parisiense, no interior da lanterna colocava-se um

reflector. Nos últimos modelos desta lâmpada, o mecheiro de meia-noite e a

lamparina eram um só elemento e a diferença de chama obtinha-se por

meio de um parafuso regulador colocado por cima da chave de passo (figura

61).

Do ponto de vista do rendimento, esta lâmpada era idêntica ao

modelo parisiense. Uma vantagem do modelo industrial era que podia servir

para iluminação interior suprimindo a lanterna e colocando um reflector no

seu lugar.

Figura 61 - Lanterna industrial Figura 62 - Lanterna de interior


88

Construíram-se para diferentes consumos, destacando-se os

instalados em Paris, cujos consumos eram de 430, 750 e 1200 litros de gás.

O consumo por carcel variava entre 50 e 80 l/h.

Os irmãos Bengel criaram, segundo este princípio, um tipo de

lâmpada de interior, para oficinas e armazéns, que consumia entre 350 e

750 litros (figura 62).

Este mecheiro tinha um regulador e um reflector de chapa esmaltada.

Dispunha de uma chave de passo de três direcções para comandar o

aparelho à vontade e que podia fazer:

- fechar completamente o gás;

- abrir uma borboleta que se podia acender de fora;

- abrir o gás completamente.

No primeiro caso, a mariposa não estaria alimentada e apagar-se-ia.

O comando desta chave, colocado no alto do aparelho controlava-se

por meio de duas cadeias pendentes.

18.4.4 - OUTROS MODELOS

Uma variante do tipo industrial foi o modelo Mortimer (figura 63) que

se diferenciava do anterior no cilindro vertical do queimador, como variação

mais importante.

Outro modelo baseado no industrial foi o de Guibout, onde o

recuperador era constituído por um copo semiesférico de terra refractária

colocada no interior de uma chaminé troncocónica da mesma substância e

rodeada de uma capa exterior metálica (figura 64).

O seu fabrico era mais simples e, portanto, menos custosa, mas o seu

rendimento era relativamente baixo.


89

Figura 63 - Lanterna Mortimer Figura 64 - Lanterna Guibout

Por último, outra variante deduzida do modelo industrial foi a

lâmpada Mantrant (figura 65). Nesta a chama dirigia-se para baixo. O

recuperador forma um tipo de roda, onde os raios se cruzam no centro. O ar

frio chegava pela parte superior da lanterna; introduzia-se pelos raios (J) e

aquecia quando passava pelos diversos canais e ia para a câmara central (K)

de onde se dirigia para o queimador (M).

Os produtos da combustão escapavam-se do globo de cristal (Q),

onde esta se realizava. Depois iam para a chaminé central de evacuação (X).

O gás de alimentação dirigia-se para um dos ramos da lira que suportavam

o queimador e através do tubo vertical (L) atravessava a câmara quente.

O queimador da lâmpada Mantrant era fabricado de bronze perfurado

lateralmente, segundo o consumo que se pretendia.


90

A chama encerrava-se num copo unido ao recuperador mediante uma

peça de cobre e uma união de amianto (P). Este copo podia girar à volta de

um eixo horizontal (R) a fim de se poder fiscalizar o aparelho.

Figura 65 - Lanterna Mantrant

Este aparelho fabricou-se só para dois consumos tipo: 250 e 1200 l.

O primeiro instalou-se em Paris em 1885, na avenida da Vitória e na rua

Castiglione.


91

Figura 66 - Lâmpada de gás do teatro Beaumarchais (Paris)

18.5 - QUEIMADORES DE INCANDESCÊNCIA

Toda a chama é composta por três regiões: a interior onde o ar não

chega, parte fosca; uma região que envolve a anterior, onde tem lugar a

combustão, mas com o ar em quantidade insuficiente para dar uma

combustão completa e onde a temperatura é bastante elevada para que as

partículas de carbono libertadas pela decomposição dos hidrocarbonetos,

fiquem com a cor vermelho claro e cheguem a ser iluminantes; por último,

uma terceira região, que rodeia tudo, é a mais quente; onde a combustão se

produz ao contacto do ar que a envolve.

Durante muito tempo tentou-se produzir as chamas mais iluminantes

que aquecessem um corpo sólido, tal como a cal ou o magnésio. A lâmpada

Drummond era uma delas, mas até aos últimos tempos do uso do gás em

iluminação não se obtiveram resultados aceitáveis, a não ser quando se

forçava a luz por meio de um sopro.


92

O problema que ficava era o de produzir uma chama muito quente

onde a combustão fosse completa, desenvolver um corpo refractário

susceptível de ser levado a muito alta temperatura e levá-lo à

incandescência em toda a superfície, deixando passar os produtos gasosos

da combustão.

Ensaiaram-se primeiro as terras alcalinas (cal, magnésio, bário e

estrôncio), mas os óxidos não deram os resultados esperados; consumiam-

se rapidamente. Tentou-se dar-lhes coesão por meio de sais metálicos, mas

estes volatilizavam-se e a coesão não era duradoira.

O problema da iluminação por incandescência não fora resolvido até

ao momento em que o Doutor Auer von Welsbach encontrou una mistura de

óxidos muito resistentes, sem uma temperatura excessiva. Estes óxidos

eram os de tório, césio, zircónio, érbio, etc. (os das chamadas terras raras).

Estes óxidos, misturados entre si e aquecidos fortemente, têm uma

bela incandescência e cada um a sua coloração própria. O tório é o que dá a

luz mais bela, ligeiramente azulada; o zircónio e o bário dão o branco puro e

o césio dá uma luz avermelhada.

Muitos destes compostos associados com outros minerais e

misturados com outros óxidos metálicos, como os do alumínio, aumentam a

sua incandescência, sendo os sais de ouro os que dão uma coloração

especial.

As bases formadas eram, de facto, refractárias e o calor em vez de as

decompor, tendia a aglomerá-las. Com elas chegava-se a fabricar manguitos

que suportavam as chamas e funcionavam bem em temperaturas muito

elevadas.

Sobre este princípio criaram-se numerosos aparelhos que diferiam

pouco na forma dos manguitos e diferenciavam-se essencialmente nos

materiais refractários empregados.


93

O fabrico dos manguitos era uma operação muito simples. Pegava-se

num tecido de algodão de fios compridos, muito ligeiro, adequado à forma

do manguito a construir, mas com dimensões superiores para prever uma

forte contracção; preparava-se um dos seus extremos de forma que

permitisse a sua suspensão. Submergia-se o tecido na quantidade

conveniente nas bases raras adoptadas e secava-se numa estufa.

A mecha incinerava-se suspendendo-a e aquecendo-a para cima, o

algodão queimava-se e ficavam cinzas negras. Incinerava-se mediante um

tubo e obtinham-se os cones regulares comerciais, de cor branco. A matéria

que se formava era pastosa, transparente e de grande fragilidade. Esta

fragilidade era um inconveniente e para superá-la impregnava-se a mecha

de outro material que lhe dava uma coesão momentânea, que desaparecia

ao aquecer-se.

Ensaiou-se o uso de tecidos de platina para reter os óxidos, mas as

distintas dilatações faziam com que as mechas ficassem fora de serviço

desde o primeiro dia.

O queimador destinado a levar a mecha à incandescência era um

mecheiro Bunsen, mais ou menos modificado nos seus detalhes. O gás,

misturado com o ar por aspiração tinha chama azul, o consumo variava

entre 90 e 110 litros de gás segundo a pressão de trabalho e a luz produzida

variava entre 3 e 5 carcel, quando o uso era o adequado.

Era preciso ter cuidado com o acender dos mecheiros, a fim de não

produzir explosões que podiam deteriorar ou destruir o manguito. Era

conveniente fazê-lo empregando una mistura de álcool que se aproximava

por debaixo.

Não havendo qualquer acidente, a duração do manguito podia chegar

de 800 a 1000 h, segundo o seu poder iluminante, mas a intensidade

luminosa no era constante durante o tempo de funcionamento. Segundo

uma experiência citada por Montserrat e Brisac, uma mecha que quando


94

nova precisava de 23.6 l/carcel, ao largo do tempo necessitaria

aproximadamente o que se indica na tabela 13.

Tabela 13. Tempo de funcionamento e consumo

Tempo (h) Consumo (l/carcel)

≅ 100 31.2

244 42.8

384 57.7

504 64.5

664 73.6

830 81

1070 92.3

Os manguitos eram muito frágeis e o seu peso situava-se entre os 5 e

os 5.5 g e o seu diâmetro entre 15 e 20 mm, em geral.

18.5.1 - MECHEIRO AUER

Como se disse anteriormente o mecheiro do físico austríaco Auer von

Welsbach, apresentado em 1855, foi a forma prática pioneira dos

queimadores de incandescência e, apesar do seu preço elevado, utilizaram-

se e conservaram-se com grande êxito, devido à economia de gás que

proporcionavam.

Para os aparelhos colocados fora do alcance normal, para os quais o

uso de um acendedor de álcool era difícil, a Companhia de Mecheiros Auer

criou um mecheiro de borboleta central; mecheiro que ficava sempre aceso.

Este mecheiro foi o básico neste tipo de iluminação. Compunha-se de

um mecheiro Bunsen, invento do químico alemão R. W. Bunsen (1811 -

1899) ao qual se podia fixar todo o tipo de manguitos existentes (figura 67).

A chegada do gás fazia-se por um dedal (A), que se fixava à parte inferior

da chaminé (B), de aproximadamente 1 m de altura e entre 9 e 11 mm de


95

diâmetro. O ar penetrava através dos orifícios (O) situados na parte baixa da

chaminé e a mistura com o gás tinha lugar no interior. A quantidade de ar

admitida devia ser de sete a oito vezes a de gás. Sobretudo, devia evitar-se

que estas correntes de ar pudessem provocar flutuações da chama.

Figura 67 - Mecheiro e lanterna Auer

Por cima da chaminé colocava-se um elemento em forma de coroa

destinado a debilitar a mistura inflamável. Este dispositivo era recoberto de

uma tela metálica, cuja função era aumentar a chama da chaminé e, além

disso, favorecer a mistura.

O queimador completava-se com um suporte (D) de vidro o porcelana

que se unia ao manguito mediante um parafuso (L). Finalmente, um anel (F)

impedia que o gás pegasse fogo pelos orifícios da chaminé (O) no momento

de acender.


96

Era aconselhável adaptar a este mecheiro um regulador de pressão,

já que como se não empregava nenhum regulador, tinha que se ter muita

precaução no momento da sua manipulação.

A Sociedade Francesa de Incandescência para o gás construiu cinco

tipos de mecheiros Auer, com a denominação de BB, 0, 1, 2 e 3, que

consumiam 40, 50, 85, 115 e 150 litros de gás, respectivamente. A

Companhia de Mecheiros Auer indicava na sua publicidade que os seus

mecheiros consumiam 20 litros de gás por carcel.

Os mecheiros Auer apresentavam a grande vantagem da fixação

absoluta. A chaminé tanto podia ser bem de vidro ordinário como de vidro

ligeiramente extenso que dá firmeza à luz.

A figura 68 representa a curva fotométrica do mecheiro tipo 2.

Segundo a dita curva, devem-se destacar suas grandes vantagens no uso da

iluminação pública. Pelo contrário, estes aparelhos não tinham uma boa

homogeneidade.

Figura 68 - Curvas fotométricas de mechero Auer nº 2 no globo holophane


97

18.5.2 - LANTERNA HALOGÉNEA

Derivados do mecheiro de Auer obtiveram-se diversos aparelhos de

iluminação; dos quais destacamos os halogéneos.

Esta lanterna é formada por duas partes distintas (figura 69 a): o

queimador e a pluma. O primeiro compunha-se de mecheiros Manchester de

esteatite. Cada um dava uma chama comprida e muito delgada. Era azul

ligeiramente bordeada de branco; por cima encontrava-se uma região

incolor onde a combustão terminava e onde a temperatura era muito

elevada. Nesta região era onde se colocava o corpo que devia ser levado à

incandescência: a pluma.

Figura 69 - a) Lâmpada halogénea b) Curvas de intensidade luminosa


98

A pluma era formada por dois fios de platina unidos a uma alma

metálica formada por dos filamentos de algodão impregnados de matérias

incandescentes. Estes filamentos colocavam-se no mesmo plano como as

barbas de uma pluma. A pluma e o seu suporte em níquel situavam-se sobre

o queimador, como se indica na figura 70.

Figura 70 - Pluma de queimador

A matéria orgânica da pluma queimava-se lentamente; quando se

transformava em matéria branca, quando se lhe fazia chegar uma grande

quantidade de gás e se deixava queimar durante uma hora. As barbas da

pluma inclinavam-se 45°, e a união apresentava uma solidez relativa.

Cada vez que se acendiam os mecheiros, a pluma tornava-se

iluminante. O consumo era de 45 litros de gás por mecheiro, ou seja, 90

litros por aparelho. A duração da pluma podia ser de 1500 a 2000 h; a luz

proporcionada era banca e suave.

18.5.3 - MECHEIRO OBERTÉ

Este mecheiro também era baseado nos do tipo Auer. O mecheiro

Oberté apresentava um queimador de forma especial desenhado e copo,

como se pode ver na figura 71.

Um parafuso regulável permitia a abertura adequada à pressão do

gás. O orifício tinha de ser bastante grande para não se arriscar a ser

obstruído pelo pó.


99

O manguito montado sobre um casquilho metálico, era mantido por

uma suspensão bem estudada; era um dos mais solidamente ajustados, o

que facilitava o seu transporte e montagem.

O regulador incandescente apresentava um queimador Bunsen

análogo ao do mecheiro Auer; o acesso do ar era regulável mediante um

casquilho móvel. O gás escapava-se por 5 orifícios feitos no disco em que

terminava o mecheiro; o ar chegava a todo o perímetro. O manguito era

suportado por um casquilho metálico como no caso anterior.

Figura 71 - Queimador de copo Figura 72 - Mecheiro Henry de cúpula vertical

A incandescência dos manguitos era ligeiramente avermelhada;

coloração que parecia produzida por uma pequena quantidade de sais de

ouro.


100

O mecheiro Oberté consumia 105 litros e o seu inventor indicava que

proporcionava una intensidade luminosa de 6 carcel.

18.5.4 - MECHEIRO HENRY

Outro mecheiro interessante era o de Henry. Era um modelo de copa

vertical, tal como se mostra na figura 72.

A chegada do gás ao mecheiro Bunsen era regulada por um tipo de

chave vertical (g). O gás passava por um orifício único e empurrava-se para

os orifícios de acesso do ar indo dali até ao mecheiro que alimentava o

manguito.

Abrindo ligeiramente a chave (g), fazia-se passar gás por um tubo

lateral (c); depois, por meio de um duplo cilindro, fazia-se desembocar na

câmara de expansão. Em todo o trajecto existiam aberturas em forma de

ranhuras descontinuas que deixavam escapar o gás. Todo o conjunto

constituía um acumulador de luz.

A mistura de gás e ar passava através de uma grelha situada na parte

superior, dando lugar à combustão.

O manguito estava solidamente suspenso e seguro por meio de dois

fios de níquel embutidos num casquilho.

O inventor assegurava uma iluminação maior de 6 carcel com um

consumo de 96 litros e um consumo é de 113 litros com uma intensidade

superior a 8 carcel.

18.6 - MECHEIRO DENAYROUZE

Este sistema empregava o gás ordinário para iluminação. L.

Denayrouze (1848 – 1891) encontrou um procedimento sensível para

acelerar a mistura de gás e ar, antes de enviá-la ao queimador debaixo do


101

manguito; este procedimento de aceleração foi conseguido empregando um

ventilador eléctrico.

Este invento conseguia obter una temperatura mais elevada e uma

iluminação tal que para uma intensidade equivalente a 1 carcel não se

necessitaria nada mais que um consumo de 10 a 12 litros de gás;

desgraçadamente o calor desprendido era muito grande, e toda chaminé de

vidro se fundiria imediatamente. Por outro lado, a fragilidade do manguito

no permitia abandoná-lo ao ar livre. É interessante citar este sistema já que

era muito económico e cuja aplicação prática não tardaria em chegar.

A mistura de gás e de ar fazia-se em proporções perfeitamente

determinadas, à volta de 4.5 m3 de ar puro por 1 volume de gás. Estas

proporções eram adequadas para obter una combinação completa da

mistura. Para que a combustão fosse completa, era preciso que houvesse

uma mistura dos dois gases; que se obtinha mediante um ventilador de

aletas. Uma vez obtida a mistura devolvia-se aos queimadores, onde se

combinava.

É preciso assinalar que a mistura de ar e gás, nas proporções antes

indicadas, era muito ruidosa e tinha que tomar-se numerosas precauções

para evitar os acidentes; a principal destas precauções consistia em

multiplicar os misturadores e colocá-los detrás dos queimadores para evitar

o deslocamento da mistura.

A combustão da mistura de gás e ar desenvolvia uma temperatura

muito elevada no manguito, de tal forma que era impossível envolver os

mecheiros com una chaminé de vidro, já que seria imediatamente fundida,

como se disse anteriormente.

Os manguitos expunham-se ao ar sem a protecção de um vidro; era

preciso fazê-los maiores e mais sólidos que os de Auer. Como consequência

de todo o anterior dito, o sistema de iluminação Denayrouze resultava mais

conveniente para a iluminação de grandes espaços, vias públicas ou

fábricas; podiam competir com a iluminação eléctrica de arco, mas não


102

podiam utilizar-se para iluminação de habitações nem em espaços

reduzidos.

Ali onde era possível a sua instalação, era a mais económica, se se

comparar com a luz obtida com a quantidade consumida de gás para

produzi-la. Tinha um poder iluminante de 1 carcel para um consumo de 10

litros de gás, ou seja, 1 vela/litro de gás consumido numa hora.

Figura 73 - Queimador Denayruoze

A figura 73 mostra um queimador Denayrouze numa canalização de

gás e um regulador para regular o consumo. O gás saía do regulador e

dirigia-se por um tubo lateral até entrada do ar do ventilador (V). A mistura

de gás e ar realizada pelo ventilador ia directamente para os queimadores. A

homogeneidade da mistura obtinha-se regulando a velocidade do ventilador,

que era de 800 r.p.m. para os pequenos aparelhos e de 600 r.p.m. para os

grandes. A rotação do ventilador obtinha-se mediante um pequeno motor

eléctrico (E) sistema Gramme (ainda que também se podia fazer com


103

pilhas). A excitação conseguia-se com um íman permanente (a). A corrente

era levada ao regulador de velocidade, realizando a operação de controlo

desta aumentando ou diminuindo a intensidade de corrente do dínamo, de

tal forma que a bobina móvel aumentava ou diminuía a sua resistência na

mesma proporção que a variação da velocidade para que esta fosse a

nominal para o funcionamento adequado do aparato.

A mistura de gases evacuava-se para M por meio do tubo do

ventilador e enviado aos queimadores pelo tubo B.

A duração dos manguitos podia estar entre 120 e 150 h. Ao

princípio a luz emitida era branca e pouco a pouco ia-se tornando

avermelhada.

Os tipos de aparelhos mais usuais que construía a Companhia de

iluminação Denayrouz eram os contemplados na tabela 14.

Tabela 14. Aparelhos sistema Denayrouze

Motor eléctrico Tipo Consumo (l)

Tensão (V) Intensidade (A)

1 200 4 0.25

3 750 4 0.50

5 1200 6 0.50

8 2400 8 0.60

20 5000 12 1.00

18.7 - LUZ OXÍDRICA

Este tipo de luz era empregado fundamentalmente para a projecção

de imagens. A sua chama era muito cálida, mas incolor e produzia-se pela

inflamação de uma mistura de gás e oxigénio num depósito. O aparelho de

projecção do gás parecia uma pipa oxídrica. Para criar a chama começava-se

por inflamar o gás de iluminação e pouco a pouco ia-se abrindo a passagem

de oxigénio. A luz obtida era muito intensa.


104

A mais representativa destas lanternas é a de Molteni (figura 74).

Dispunha de um depósito dividido em duas ou mais partes cheias de

matérias absorventes que armazenavam o líquido volátil (que podia ser

álcool, éter, etc.). O gás saturado queimava-se em contacto com o oxigénio

puro que se introduzia através de um tubo. Este aparelho, que era muito

simples, dava uma luz mais intensa que o resto das oxídricas. As imagens

obtidas eram muito nítidas por causa dos dardos muito pequenos da chama,

mas exigia grandes precauções.

Figura 74 - Lanterna Molteni

Em 1867 tentou aplicar-se este tipo de lanterna à iluminação pública

(praça da Câmara de Paris), mas não resultou adequado pelo seu elevado

preço e o processo de instalação muito complicado, o que fez com que se

abandonasse este sistema depois de um mês de funcionamento.


105

19 - ILUMINAÇÃO INTERIOR A GÁS

19.1 - APARELHOS E COMPONENTES

19.1.1 – UNIÕES

Os queimadores eram montados sobre distintos aparelhos cujas

formas se tinham adaptado às necessidades de cada instalação. Fosse qual

fosse o modelo adoptado, o aparelho recebia por um lado o queimador e

pelo outro estaria unido ao tubo do gás, mediante um conjunto chamado

união (o conhecido raccord, em linguagem popular espanhola).

Havia dois tipos de uniões: de vara e de tina. A primeira (figura 75)

era a mais alongada. Compunha-se de um pequeno disco de madeira (a).

Dentro dele colocava-se uma placa de cobre circular (d), presa por três

parafusos. O tubo do gás entrava no anel por uma entalhe (b) e soldava-se

à união de cobre. Esta soldadura fazia-se antes de colocar o conjunto na

parede ou no tecto. Quando a solda estava seca, introduzia-se o tubo de

chumbo ao mesmo tempo que a união de cobre. Uma vez colocados os

parafusos, a união estava preparada para receber o aparelho que se devia

fixar sobre c.

Figura 75 - União de vara


106

Se o aparelho a suportar fosse muito pesado utilizava-se uma união

em tina, como se pode ver na figura 76. Esta normalmente era de bronze

com umas estacas que lhe davam maior solidez na fixação. Na caixa da

figura pode ver-se que há uma união em ângulo recto. Por um lado soldava-

se ao tubo de chumbo e por outro unia-se ao aparelho. A fixação definitiva

tinha grande rigidez e era difícil de desmontar.

Figura 76 – União em tina

19.1.2 - BRAÇOS FIXOS

Os aparelhos de gás mais simples eram os braços, utilizados todas as

vezes que fosse necessário obter uma chama fixa a pouca distância de uma

parede. Compunham-se de uma vara curta com alargamento para o

queimador, por um lado, e por outro de uma chave e uns adornos,

formando rosáceas, para recobrir o sistema de fixação à parede.

Quando se colocava o aparelho, assegurava-se a junção da união

com a canalização colocando alguns filamentos de estopa misturados com

cera; regulava-se a espessura da matéria branda para poder girar o

aparelho, de tal maneira que esta parasse na sua posição exacta, fazendo

um conjunto muito estanque.


107

A segurança nestes braços fazia com que se colocasse o pulsador de

manobra por cima da chave de passo para que, em caso de rotura do

parafuso, esta chave não caísse e produzisse uma fuga perigosa.

A posição mais conveniente era como se indicava anteriormente, mas

se o aparelho se colocasse demasiado alto a chave de passo colocar-se-ia

por debaixo.

Em vez de levar um simples mecheiro de chama livre, os braços

podiam levar mecheiros de chaminé e de dupla corrente de ar, como se vê

na figura 77.

Figura 77 - Mecheiro de chaminé com braço

Os braços podiam ser rectos ou curvados, dependendo da sua

utilidade o estética. A forma curvada do braço prestava-se a todas as

circunstâncias, dependendo da curvatura necessária (figura 78). O quebra-

luz podia ser duplo ou simples, segundo as necessidades de iluminação,

como se pode ver nos exemplos anteriores.

Figura 78 - Braço de união


108

19.1.3 – RÓTULAS

Havia uns braços especiais chamados rótulas que apresentavam,

perto do seu ponto de arranque e imediatamente depois da chave de passo,

uma articulação em volta de um eixo vertical. Dessa forma, o queimador

descrevia um semicírculo cujo raio era igual ao comprimento da vareta,

podendo tomar a posição que se desejasse nesse semicírculo.

O conjunto podia ser formado por um ou vários ramais e devia ser

suficientemente sólido para poder suportar os pesos da chaminé, do

queimador e do quebra-luz, além da força exercida pela mão na manobra de

acender.

Os braços das rótulas podiam ter as mesmas formas que os braços

fixos, vistos anteriormente. A figura 79 mostra dois exemplos de disposição

de braços de rótulas muito usados para a iluminação de lojas comerciais. O

primeiro (esquerda) chamava-se pipa, e era usado em interiores.

Figura 79 - Braços com rótulas

O tipo (direita) era formado por um braço exterior curvado com um

aparelho de iluminação. Para protegê-lo do vento, o reflector fechava-se


109

com uma porta de bisagra com vidro tratado que entrava de cima para baixo

num manguito metálico protector coberto por uma tampa.

Em instalações de certo luxo, substituíam-se os braços rectos fixos ou

de rótulas por consolas em forma de adorno. A parte curva que deixava

passar o gás podia ser montada de duas formas: a primeira, com um tubo

de cobre, de acordo com o pedido, era o meio mais simples e mais

económico; a segunda, consistia em fazer um molde do aparelho e depois

introduzir um certo comprimento das restantes partes na sua parte central.

Este era um trabalho longo e difícil e exigia muita habilidade a quem o fazia.

A figura 80 (esquerda) representa um braço simples de adorno com

rótulas, com uma vela rodeada de um manguito de porcelana em forma de

vela.

Figura 80 - Braço simples horizontal e Braço artístico horizontal

A figura 80 (direita) mostra um braço fixo de adorno levando um

mecheiro de chaminé com globo para passar a luz e torná-la mais suave.


110

Figura 81 - Braço artístico em elevação

A figura 81 tem a forma de um braço fixo fazendo de consola com

elevação do mecheiro por cima do ponto de união. O mecheiro é uma

chaminé e está rodeada de um globo de vidro esmerilado, como no caso

anterior.

19.1.4 - PROTECTORES

Para preservar os tectos do fumo que certos queimadores podiam

deixar escapar acidentalmente, colocava-se por cima deles obturadores ou

campânulas de porcelana ou de chapa envernizada. A altura destes

elementos preservadores do tecto dependia do tipo de mecheiros, ainda que

não devessem ser de muita altura para assim evitar a projecção para o

exterior do gás da combustão e impedir que se dispersasse.

Estes dispositivos fixavam-se normalmente por meio de um gancho

ou crochet ao tubo de alimentação do gás.


111

19.1.5 - LIRAS E LÂMPADAS ESCUDO

Quando os mecheiros de iluminação deviam ser suspensos no tecto

das habitações, um dos meios mais simples era empregar cítaras. Uma

cítara era composta de um tubo central que tinha uma forma que se

assemelhava mais ou menos ao instrumento musical que lhe deu o nome. A

sua altura devia ser suficiente para permitir colocar um mecheiro com

chaminé e o respectivo vidro.

A parte superior da cítara tinha uma vareta vertical, provida de um

número mais ou menos grande de anéis e rosáceas, terminada por um

depósito largo, que se colocava sobre o elemento de recepção. A cítara

podia ser simples, provida de um globo ou de um quebra-luz de pequenas

dimensões.

Figura 82 - Lâmpada tipo cítara simples

A figura 84 mostra uma variante de forma de cítaras. Na parte

superior estava suspensa uma pequena campânula invertida, de metal ou de

porcelana a que se chamou fumadouro. Este fumadouro não acabava com o

fumo quando o mecheiro fluía, mas diluía-o num certo volume de ar que


112

impedia que os tectos ficassem negros, sobretudo se a superfície do tecto

não estivesse muito alta, por cima da chama.

Figura 83 - Lâmpada tipo cítara artística Figura 84 - Quebra-luz

Os quebra-luz que se colocavam entre os ramos da lira não podiam

ser muito grandes e irradiavam pouca luz, devido às suas limitadas

dimensões. A quantidade de luz podia aumentar-se procedendo como se

indica na figura 84. Neste caso, os ramos estavam unidos com mais força e

o quebra-luz tinha um diâmetro maior que os ramos sobre os quais se

apoiava. A esta forma de cítara chamava-se lâmpada escudo. Havia muitos

modelos conforme o uso do aparelho.

A figura 85 mostra um tipo de lâmpada que tem por debaixo um

globo em vez de um quebra-luz; a parte superior é simétrica e tem entre os

seus ramos o fumadouro que cobre o mecheiro; além disso os ramos deviam

juntar-se para colocar o globo. Um ramo acabava quase sempre depois de

encontrar um ponto de apoio; o outro continuava seguindo a curva do vidro

e terminava na parte inferior, que servia de suporte ao globo. Este tubo era

móvel para permitir colocar o vidro; além disso devia ter também orifícios

para deixar passar o ar que alimentava a combustão.


113

Figura 85 - Globo

19.1.6 - APARELHOS DE DOIS RAMOS

Quando se tinha que iluminar, o mais uniformemente possível, uma

superfície horizontal alargada, tal como uma mesa, um bilhar, etc. podiam-

se utilizar vantajosamente aparelhos de dois ramos em prolongamento,

chamados “tes”. Um modelo deste tipo pode ver-se na figura 87.

Figura 86 - Lanterna em T


114

Era formada por uma vareta vertical de suspensão no centro do

aparelho, que tinha o seu ponto de apoio no tecto. Por baixo, esta vareta

terminava numa esfera e possuía duas chaves de passo de onde partiam

dois braços horizontais em prolongamento.

A força dos tubos tendia a ser tal que podia suster o queimador, a

chaminé e o quebra-luz ou globo sem perigo, apesar da forma do aparelho.

A esfera estava num ponto baixo no qual se podiam acumular as

condensações. Para esvazia-la colocava-se na parte baixa um orifício

roscado no qual se podia colocar um tampão facilmente desmontável.

Quando a decoração era destacada substituíam-se os braços direitos

por peças curvas. A figura 87 representa um destes ornamentos que tem um

aspecto muito elegante.

Figura 87 - Lanterna ornamental em T

19.1.7 - LANTERNAS E LUSTRES DE METAL

Por vezes dava-se o nome de lâmpada aos Tês que faziam parte dos

adornos, como se disse anteriormente, mesmo que só tivessem dois ramos.

O nome de lanterna ou lustre era reservado para quando o número de

ramos em volta do eixo vertical era maior. O aparelho da figura 89 é um

exemplo típico, que podia ter 4 ou 6 braços, regularmente colocados em

volta do tubo central, dizendo neste caso de uma forma gera que era uma

lâmpada.


115

Estes tipos de lanternas eram muito pesadas e para suspendê-las era

necessário fazer varas metálicas ou ganchos especiais. Por vezes

adornavam-se com fumadores sustentados, por cima dos mecheiros,

mediante varetas interiores.

Outras formas tinham em cada braço, independentemente do número

de queimadores de vidro e de globos, um certo número de mecheiros

regularmente repartidos montados sobre candelas com velas de porcelana.

Quando este aparelho era de pequenas dimensões chamava-se-lhe lanterna.

Se era de grandes dimensões chamava-se lustre.

A grande quantidade de gás queimado nestes aparelhos levava, com

bastante frequência, a utilizar o calor libertado para ventilar o local onde

estavam instalados; isto era fácil de fazer colocando por cima do lustre, em

volta do ponto de apoio, uma grelha que permitia a passagem do gás. Por

meio de um tubo horizontal colocado no tecto, levava-se o gás até uma

chaminé que devia ser feita na construção das casas. Devido à temperatura

atingida, produzia-se no tubo um estampido que não só conduzia para cima

os produtos da combustão, mas também uma quantidade considerável do ar

da sala.

Era preciso ter cuidado quando se dava esta disposição na iluminação

doméstica, devendo introduzir-se uma regulação por meio de uma válvula,

cujo movimento de manobra fosse facilmente acessível.

A figura 89 representa um aparelho que tem, ao mesmo tempo,

forma de lira e do tipo de lanterna anterior. As ranhuras podem ser 2 ou 3 e

cada uma leva três velas ou três suportes de velas ordinárias para dar

importância à lanterna. Este era um aparelho muito usado na iluminação das

salas de jantar das casas da classe média.


116

Figura 88 - Lanterna de quatro braços Figura 89 - Lanterna composta

19.1.8 - LANTERNAS APLIQUES

As lanternas eram uma espécie de jaulas de vidro dispostas para

abrigar os mecheiros que se deviam colocar no exterior, como por exemplo

nos vestíbulos ou pontos de passagem, nos quais se podiam produzir

movimentos importantes do ar ambiente capazes de fazer variar as chamas

ou, inclusive, apagá-las. A mais simples destas lanternas representa-se na

figura 90.

Era a denominada lanterna aplique. É uma redoma de vidro com três

faces, apresentando uma copa metálica provida de meios apropriados de

suspensão. Era destinada a colocar-se nos tabiques e, normalmente, para

cobrir os manguitos terminados por um queimador de chama livre. As faces


117

laterais eram fixas; a face dianteira tinha umas dobradiças para formar a

porta e permitir a iluminação.

Figura 90 - Aplique

O vidro inferior era cortado para permitir a chegada do ar. A

cobertura superior era colocada sobre uma galeria com buracos à sua volta,

para permitir o escape dos produtos da combustão, formando o fumadouro.

A copa guarnecida, ou por uma chapa pintada de branco ou por um

verdadeiro reflector de cobre prateada, a fim de reflectir a porção de luz que

seria absorvida pela parede sem qualquer aproveitamento. A forma do

reflector dependia das dimensões e da disposição dos espaços para a

iluminação em que se podia usar com mais vantagem esta disposição.

19.1.9 - LANTERNAS REDONDAS

Estas tinham a forma cilíndrica vertical sendo as paredes formadas

por 3 ou 4 vidros curvados, mantidos dentro de uma redoma de metal. Esta


118

redoma estava suspensa por um número adequado de tubos metálicos em

forma de adornos. O tubo, um dos adornos e um ramo vertical da redoma

estavam cruzados e comunicavam-se a fim de deixar passar o gás. Este

último era levado à parte baixa, a um queimador único ou um grupo de 3 ou

4 queimadores. Quase sempre, se usavam queimadores de chama livre. Não

obstante, podiam-se instalar mecheiros de incandescência.

Figura 91 - Lanterna redonda

A parte baixa da lanterna estava fechada por um disco de vidro

deixando uma portinhola móvel para o ar de alimentação dos queimadores.

A parte superior estava completamente aberta. Independentemente da

portinhola móvel, a montagem era feita de modo a que um dos vidros

tivesse dobradiças e formasse uma porta, para a limpeza o reparações.

Raramente este tipo de lanternas se colocava directamente no tecto;

quase sempre eram suspensas pelo extremo de uma vareta vertical mais ou


119

menos comprida, que servia para colocá-la à altura mais conveniente do

solo.

19.1.10 - CHAMINÉS

Os mecheiros redondos necessitavam de chaminés de vidro. Os

queimadores ordinários tinham menos exigências e podiam-se utilizar

chaminés semelhantes às das lanternas de azeite ou petróleo (ver

“Introducción a la Historia del Alumbrado: del aceite a la incandescencia”

dos mesmos autores). Eram utilizados diversos tipos de lanternas:

cilíndricas, mais económicas e simples; dobradas em forma de cotovelo;

estreitas na parte superior; etc.

Para os mecheiros de incandescência eram usadas chaminés

absolutamente brancas ou ligeiramente pintadas de rosa para corrigir a cor

pálida da luz emitida pelo queimador. Se a chaminé era submetida a

correntes de ar, usava-se como material da chaminé a mica ou outro

material que suportasse adequadamente o grande calor libertado pelo

queimador. Também se usavam, no caso anterior, várias chaminés de vidro

unidas no seu extremo mediante uma coroa. Este sistema só absorvia 12 %

da luz, enquanto que as de mica chegavam a absorver entre 30 e 40 %,

sendo, no entanto, mais difíceis de manter perfeitamente limpas, pois o pó

alojava-se entre as lâminas e era muito difícil de eliminar.

19.1.11 - GLOBOS

No interior das habitações, os mecheiros de chama livre, incluindo os

de chaminé eram, muitas vezes, rodeados de um globo de vidro de cor clara

ou opalino. Com isto conseguia-se, além de uma estética mais ou menos

apropriada, dar constância à chama o que permitia obter uma luz mais

difusa.


120

A abertura da base não devia ser demasiado grande, sob pena de

criar uma corrente de ar que pudesse fazer oscilar a chama. Outros globos

estavam abertos pela parte superior e não pela inferior.

A natureza do vidro tinha um grande papel no rendimento luminoso;

os globos opalinos absorviam entre 40 e 60 % da luz; os globos esmaltados

eram mais desfavoráveis à passagem da luz, só serviam para dar uma certa

coloração característica à luz que procedia do globo. Eram preferíveis os

globos mate. Também se usaram os globos holophanes que eram mais

difusores da luz, ainda que mais usados em iluminação eléctrica.

19.1.12 - REFLECTORES

Quando se desejava enviar a luz para certas direcções recorria-se ao

uso de reflectores, de estrutura adequada aos resultados a obter. O seu uso

era indispensável quando se pretendia iluminar a zona inferior aos

queimadores, normalmente orientados para cima. Em geral, o reflector

direito tinha a forma cónica ou esférica; a primeira dava um feixe de raios

divergentes e a segunda um feixe de raios paralelos, com a condição de que

o queimador fosse a lareira principal.

Eram feitos de porcelana branca ou de cor, de chapa esmaltada e,

raramente, niquelada, já que o fumo não tardaria em enegrecê-los, a menos

que a chaminé do queimador utilizado evacuasse os gases queimados por

cima do reflector.

19.2 - GENERALIDADES DOS APARELHOS E INSTALAÇÕES

Quando a lanterna estava suspensa e não tinha nada mais que um

queimador no extremo, o tubo condutor do gás tinha a forma de lira, onde

só um ramo era furado tendo o outro apenas um efeito estético, para fazer


121

uma figura simétrica e podia suprimir-se. Assim tínhamos a lanterna de

escritório ou fábrica. Se tinha dois queimadores colocavam-se

simetricamente sobre os extremos horizontais de um T. Este modelo era

usado em instalações onde a decoração tinha grade importância,

fundamentalmente nas casas de algum poder económico.

Nas salas de jantar costumava-se colocar os queimadores a

diferentes alturas. Nestes casos, o ramo descendente era formado por dois

tubos concêntricos, um deles fixos e outro móvel, que levava a lanterna

equilibrada com um contrapeso. Devia-se evitar usar este sistema se se

detectassem fugas. Também se podiam apoiar às paredes usando braços

fixos e podiam ter mais ou menos queimadores.

Para a iluminação de certos espaços e zonas de passagem de ar livre,

os braços fixos eram enrolados num material transparente para preservá-los

do vento. A estes aparelhos chamou-se-lhe apliques, como se disse

anteriormente.

Muitas vezes o braço fixo transformava-se em móvel girando à volta

de um eixo vertical, de modo que se podia deslocar a chama por um plano

horizontal. Neste caso, o conjunto era formado por vários tubos articulados

entre si e segundo o número de tubos, chamava-se de rótula simples, dupla

ou tripla.

Por último, se se queria deslocar o queimador em todos os sentidos,

substituíam-se os tubos rígidos por um tubo flexível de borracha unido pelos

extremos finais à lanterna móvel. Neste caso tinha que se ter especial

cuidado nas juntas para que o gás não se escapasse e provocasse perigo de

explosão.

De forma geral, cada queimador era provido de uma chave de

isolamento, que deveria impedir qualquer erro ao fechar. Cada vez que se

quisesse apagar todos os aparelhos era conveniente começar por fechar as

chaves dos queimadores antes da do contador, para evitar assim as fugas


122

que pudessem produzir-se no momento de reacendimento se, por

inadvertência, se tivesse deixado as chaves das lanternas abertas.

A escolha dos aparelhos de interior dos distintos lugares das vivendas

estaria subordinada ao seu uso e carácter: para iluminar um objecto fixo

usava-se uma lanterna em suspensão, uma rótula ou um braço móvel

segundo critério do usuário.

Se se quisesse uma iluminação geral usavam-se os braços fixos

repartidos convenientemente. Assim qualquer situação de iluminação poder-

se-ia conseguir com maior ou menor facilidade e maior ou menor consumo,

segundo os casos.

19.3 - NÍVEL DE ILUMINAÇÃO NECESSÁRIA

As quantidades de luz necessárias para iluminação interior ou exterior

não são as mesmas. Então dizia-se que era preciso de 15 a 20 lux para ler

comodamente (segundo Cohn). Quando a luz do dia chega aos 50 lux, vê-se

tudo com claridade suficiente, por tanto é necessário uma iluminação que se

aproxime deste último valor. Compreende-se que seja muito fácil ter a luz

que se deseje, bastando para isso multiplicar o número de queimadores.

Citaremos alguns exemplos representativos de níveis de iluminação.

Numa sala de atendimento dos correios em Paris a iluminação medida foi de

23 lux num posto de trabalho e de 3.5 nos cantos mais escuros (De

Nerville); esta era uma iluminação considerada como muito suficiente para

as necessidades do serviço.

No Teatro da Música de Munich, cuja sala era rectangular, de

dimensões 33.60 m de comprido por 22 m de largura, a iluminação era

composta por 8 queimadores, cada um composto de 115 chamas repartidas

num círculo de 60 cm de diâmetro e agrupados em 5 mecheiros colocados

sobre pequenos casquilhos distantes entre eles 0.05 m. Colocavam-se a 1.5


123

m por debaixo do tecto, e cada aparelho tinha um reflector e uma chaminé

que servia para evacuar os gases da sala. A distribuição luminosa que se

conseguiu era conforme se descreve: a iluminação geral na sala era de 19

lux horizontalmente e de 7.6 nos pontos mais escuros; na galeria era um

pouco débil, mas mais uniforme: variava entre 14 e 18 lux; tendo-se 8 lux

no ponto mais escuro.

A orquestra estava disposta em forma de semicírculo de 18 m de

diâmetro, à altura do pátio onde havia as cadeiras até às galerias era de 8 m

e a da sala debaixo do tecto era de 15 m. A intensidade luminosa dos

queimadores era de umas 52 velas.

O teatro Beaumarchais, em Paris, estava iluminado com gás em

condições muito vantajosas. Havia só um lustre preso no tecto tendo (figura

68) no centro sobre uma auréola (grinalda) com 20 lanternas de

recuperação de 140 litros; na parte inferior, 5 lanternas de 160 litros; na

superior, 50 mecheiros de borboleta de 125 litros. O consumo horário era de

10 m3 para 1900 velas, e o volume da sala de 1800 m3. Não foram feitas

medidas de iluminação, mas segundo as crónicas da época, era possível ler

em todos os pontos da sala.

Numa sala do auditório de Karlsruhe, cujas dimensões eram de 15.80

x 11.60 x 6.00 m (figura 92), a iluminação obtinha-se por meio de 6

queimadores Siemens de chama inferior: 4 na sala e 2 providos de

reflectores para iluminação dos quadros. O consumo horário era de 2.233

m3 e com 15 lux de iluminância média.

O uso de queimadores de chama inferior conseguiu nos 21

queimadores de chaminé que havia instalados, uma economia sensível, além

de produzir melhor iluminação. O consumo era de 5.318 m3 e a iluminação

era insuficiente em distintos pontos, como indicam os valores assinalados na

figura 92.


124

Figura 92 - Auditório de Karlsruhe

Outro exemplo, é o da sala de vendas da Companhia Parisiense de

Gás, na rua Condorcet, em Paris, onde se encontram certos pontos onde

existia uma iluminação muito viva com um consumo relativamente reduzido

(figura 93). A iluminação obtinha-se por meio de 17 lanternas de

recuperação repartidas como segue:

6 lanternas sobre a rampa com um consumo de 150 litros cada uma

4 “ isoladas no interior “ “ 200 “ “

1 “ “ “ “ 400 “ “

1 “ no interior “ 560 “ “

1 lustre de 5 lâmpadas “ 120 “ “

que tinham um consumo de 3.26 m3 de gás por hora; as lâmpadas eram dos

sistemas Wenham e Cromartie, dando uma intensidade luminosa de 815

velas, ou seja, 4 litros por vela, ou 3.33 velas por m3 de local (244 m3) ou

11.5 velas por m2 (70,5 m2). Eram colocadas a uma altura de 2.78 m por

cima do solo; a altura total do tecto era de 3.5 m.


125

Figura 93 - Iluminação de um grande armazém

As medidas de iluminação foram realizadas por meio de um

fotómetro, inventado e desenvolvido pelo físico francês E. N. Mascart (1838

– 1908), em 4 pontos diferentes I, II, III e IV assinalados na figura 93.

Encontraram-se os valores seguintes:

Iluminação máxima: horizontal, 100 lux, e vertical, 46 lux.

Iluminação mínima: horizontal, 19.1 lux, e vertical, 3.3 lux.

Cifras consideráveis, que se alcançavam muitas vezes em iluminação

de escaparates de lojas comerciais.

Quando se tratava de amplos locais nos quais se desejava obter uma

iluminação decorativa, podia-se recorrer a queimadores de chama livre, sem

globo. As oscilações das chamas, que não estavam sincronizadas, não

tinham influência sobre a visibilidade. Somente era preciso ter cuidado em


126

colocar os queimadores fora do campo visual. Neste caso procurava-se,

sobretudo, ter uma iluminação uniforme.

Para locais mais restringidos, como armazéns, salas de vendas, salas

de estudo, etc. a luz devia estar repartida mais especialmente em certos

pontos. Podia-se, então, utilizar mais vantajosamente queimadores de

chama por debaixo.

Para locais mais limitados, como um restaurante, fazia-se uma

distribuição tal que podia chegar a situar toda a luz em certos pontos,

deixando os outros numa obscuridade relativa.

19.4 - CÁLCULO DA INTENSIDADE LUMINOSA NUM PLANO

Seja uma mesa sobre a qual se coloca uma lâmpada de potência

conhecida. É fácil calcular o valor da iluminação produzida sobre uma mesa

por essa lâmpada.

Tendo a curva fotométrica do foco, as coordenadas x e y do ponto

iluminado e a distância r do ponto de luz. Se α é a inclinação, a iluminação

será:

Eα = )(*)(

**22222 yxyx

yIrsenI

++= αα α

Sabendo que:

Iα tem, depois de efectuadas as medidas fotométricas, os valores

seguintes para inclinações de 0 a 90º:

α = 30 50 70 90 0

Iα = 17 19.5 20.3 19.6 velas

Com a curva fotométrica pode construir-se a curva de iluminação

para a altura ou pode fazer-se o cálculo directamente. Exemplo: para y =


127

0.5 e x = 0.67 tem-se α = 50º, Iα = 19.5 velas. Supondo que a luz recebida

é perpendicular ao objecto iluminado:

Eα = 2rIα = 19.9 lux.

Se o objecto estivesse colocado verticalmente, sen α transformar-se-á

em cos α, e então: Eα = 11.5 lux.

Com estes dados, podia-se resolver o problema inverso, isto é

calcular o valor que deverá ter a intensidade luminosa e, a continuação, o

consumo da lâmpada para produzir uma iluminação dada. Suponhamos o

objecto colocado a uma distância x = 1.5 m, uma altura y = 1 m, e a

iluminância, Eα = 15 lux, se terá:

Iα = 15*3.25* 25.3 = 88 velas

e sen α = αIrE 2*

= 0.554 α = 35º.

Se uma lâmpada de recuperação dava 17 velas a 35º, para 88 velas

aumentará o consumo na relação 88/17.

Podia resolver-se o problema servindo-se simplesmente da curva

fotométrica, admitindo-se, bem entendido, que as intensidades crescem

proporcionalmente com os caudais, o que no é rigorosamente exacto.

No cálculo da iluminância de uma sala era (e é) bom observar que as

paredes e os papeis reflictam uma parte da luz. Representando por L a soma

das intensidades médias esféricas, por ρ o coeficiente da absorção das

paredes, a primeira reflexão dará uma quantidade de luz igual a L(1 - ρ); a

segunda reflexão: L(1 -ρ)2; e a n-esima: L(1 - ρ)n. A quantidade de luz total

reflectida será pois igual à soma dos termos desta progressão, ou seja

ρρ )1( −L . Para ρ próximo de 1, ou seja com paredes escuras, a quantidade


128

de luz reflectida é quase nula; para ρ = 0,2, equivaleria a quatro vezes a luz

emitida directamente.

19.4.1 - NÚMERO E ALTURA DOS PONTOS DE LUZ

O cálculo do número de focos necessários era difícil. Quando há um

número considerável de aparelhos, as iluminações particulares somam-se

umas às outras, conseguindo-se uma certa melhoria nas instalações

existentes. A tabela 15, aplicável a focos de 20 velas, dá algumas

informações a respeito desta influência.

Se a superfície era rectangular, devia decompor-se em quadrado e

aplicar, sempre que fosse possível, os valores precedentes. Neste caso, a

altura dos focos devia ser de 2

*52 ba +

, sendo a e b as dimensões da sala.

Por último, indicava-se à época que era melhor instalar lanternas de luz

intensa, como os mecheiros Manchester, em vez das lâmpadas de

incandescência já que estas necessitavam de maior número de pontos de

luz.

Tabela 15. Instalação de lanternas conforme o local

Dimensões do local

Comprimento

(m)

Largura (m)

Nº. de lanternas Altura das

lanternas (m)

4.70 3.80 2 a 3 2.00 a 2.20

5.60 4.40 5 a 6 2.00 a 2.40

7.50 5.30 9 a 12 2.50 a 2.80

10.00 6.90 16 a 20 2.80 a 3.10

12.50 9.40 25 a 30 3.50 a 3.80

17.70 12.50 40 a 45 4.00 a 4.40

18.80 14.00 60 a 60 4.70 a 5.30

22.00 15.70 100 a 120 5.60 a 6.30


129

19.5 - ILUMINAÇÃO USANDO LUZ DIFUSA

Era recomendável a iluminação dos locais fechados por meio de

pontos de luz dispostos especialmente para usar a reflexão dos raios

luminosos pelo tecto e pelas paredes da sala como elemento de apoio da

iluminação directa. A iluminação obtida era particularmente regular e não

proporcionava sensação fisiológica desagradável. Este sistema tinha a

vantagem da ausência praticamente completa de sombras, pelo que se

recomendava para as salas de estudo.

Aplicações interessantes deste modo de iluminar instalaram-se como

modelo em diversas escolas da cidade de Paris.

20 - ILUMINAÇÃO EXTERIOR DE GÁS

O uso de gás para iluminação exterior estava bastante difundido; mas

era preciso reconhecer que com mecheiros de mariposa de 140 litros, a

iluminação obtida não atingia um valor considerável. Marechal fez ver, por

meio de curvas de igual iluminância, que numa rua de 15 m de largura, para

uma altura do candelabro de 3 m e um espaço entre focos de 25 m, a

iluminância média era de 10 lux, e a mínima caía subitamente para 0.05 lux,

a 8 m do pé do candelabro. A iluminação não era satisfatória numa avenida

de 40 m de largura, onde os candelabros em lugar de estarem colocados

alternadamente sobre cada poste, estavam dispostos aos pares, formando

um rectângulo de 15.6 m de lado por 30 m de largura. A iluminância média

era de 0.115 lux e no ponto mais escuro a mínima era de 0.011 lx.

Os mecheiros de recuperação davam melhores resultados. A rua

Quatro de Setembro, com mecheiros de 750 litros a 4.5 m de altura,

dispostos em triângulo nos passeios da rua a uma distância entre eles de 20

m, a iluminância média era de 1.29 lux e a mínima era sempre maior que

0.3 lux.


130

Os mecheiros Auer permitiam melhorar, sem grandes gastos, a

iluminação, substituindo os antigos de mariposa. Para um rua de 15 m de

largura a iluminância media com o queimador Auer número 2, de 115 litros

passava de 0.12 lux a 0.36 lux e a iluminância mínima de 0.017 a 0.07 lux.

Estes queimadores incandescentes eram muito vantajosos em iluminação

pública. Para um passeio de 18 m, usavam-se com frequência 4 focos de 3

mecheiros número 2 sobre candelabros de 3.5 m de altura, colocados aos

pares, obtendo-se uma iluminância mínima de 0.7 lux e a média 1.7 lux.

Quase não se podiam fixar os limites para a iluminância mínima ou

média a adoptar: era preciso ter em conta a importância das cidades e das

ruas. Era necessário recorrer a queimadores especiais Auer ou intensivos

para obter uma melhoria importante sobre os antigos sistemas de mariposa

ordinários.

ANEXO

PROJECTO TIPO DE ILUMINAÇÃO A GÁS


133

Como exemplo apresenta-se o projecto do abastecimento de gás para

uso geral e iluminação de uma cidade de 10 000 habitantes, em 1898.

A - PRODUÇÃO DE GÁS NECESSÁRIO

Para iluminar uma cidade de 10 000 habitantes, tanto em iluminação

pública como privada, e fornecer o gás necessário para aquecimento,

necessitar-se-ia produzir a quantidade adequada de gás em função do

consumo médio por habitante. Por volta de 1898 o consumo médio por

habitante e ano, segundo dados estatísticos obtidos para as grandes

povoações, era de uns 50 m3 para cobrir os serviços indicados de iluminação

e aquecimento. Por tanto, a quantidade de gás a produzir num ano seria de

500 000 m3.

Como o consumo anual não era (nem é) homogéneo, era muito maior

no Inverno que no Verão, tinham que se prever os elementos de produção,

armazenamento e distribuição necessários para que o serviço fosse

adequado às necessidades nos momentos mais desfavoráveis, com uma

margem de segurança conveniente.

Podia-se admitir que durante a época mais fria (Inverno, de 180 dias)

se consumiam os 2/3 do gás anual necessário, enquanto que o terço

restante era consumido no resto do ano (180 dias).

Com estas considerações, a quantidade de gás a produzir num dia de

Inverno seria:

=180

500000*32

1851 m3/día


134

O consumo diário não era uniforme. O maior estimava-se que fosse

entre as 6 e as 11 h do dia. Nestas 5 horas consumiam-se os 2/3 da

produção diária e a diferença era gasta nas necessidades do resto do dia.

O consumo por segundo durante essas 5 h seria:

díasdiam/3600*5

/1851*32 3

= 68 l/s ≈ 70 l/s.

Conhecidos estes valores, baseados na experiência diária, era fácil

deduzir as dimensões dos aparelhos necessários a instalar para satisfazer o

consumo de um dia de Inverno.

B - COMPONENTES DA INSTALAÇÃO

B.1 - Fornos

Estimou-se que 100 kg de hulha produziam 30 m3 de gás purificado,

que a capacidade de carga das retortas era de 130 a 140 kg (tomaremos

135 kg para os cálculos) e a destilação demorava entre 4 e 5 horas

(tomaremos 4.5 horas de valor médio para os cálculos). Segundo estes

dados, a produção de gás por cada retorta e dia seria:

hhkg

kgm 24*

5.4135*

10030 3

= 216 m3

O número de retortas necessárias era de 3

3

2161851

mm

= 8.5

Tomaremos, para maior segurança, 12 retortas repartidas por 2

fornos de 7 e 5 cada um. Esta disposição terá a vantagem de poder cobrir

as necessidades com um só forno no Verão ou no Inverno e facilitar as

inspecções e as reparações necessárias durante o seu funcionamento.


135

O consumo anual de hulha será de 30

500000 = 1666.666 Tm.

Considerou-se que a produção de coque era de 70 kg por cada 100

kg de hulha. Para este exemplo, a produção de coque seria:

30

70*500000= 1166.666 Tm.

O consumo estimado era de 5 hl de coque, ou seja, 200 kg por Tm de

hulha destilada, portanto, o consumo anual de hulha seria de:

30

200*500000 = 333.3 Tm.

B.2 - BARRILETE, COLECTOR E TUBAGENS DE REFRIGERAÇÃO

Como exemplo considerou-se um forno de dimensões normais (figura

2). Ainda que o colector não seja imprescindível, consideraremos um de

diâmetro 0.7 m e de comprimento o do forno.

O cálculo das tubagens de refrigeração pode ser feito a partir da

temperatura de entrada (55 ºC) e de saída (15 ºC) do gás e do seu calor

específico (0.48), embora fosse muito mais fácil e prático servir-se dos

resultados conhecidos por experiências já feitas.

Considerava-se que uma superfície refrigerante entre 20 e 25 m2 de

superfície era suficiente para 1000 m3 de gás circulando durante 24 horas.

Tomando como valor médio 22 m2 de superfície refrigerante para os 1851

m3, necessitava-se de 40.72 m2.

Para reduzir este volume usavam-se tubos anelares com as seguintes

características: diâmetro exterior de 50 cm, diâmetro interior de 30 cm e

altura correspondente às dimensões do forno, neste caso 4 m, ter-se-ia uma

superfície refrigerante por tubo de:


136

4*(0.5 + 0.3)*3.14 = 10.048 m2

Como o forno usado podia ser de 4 tubos, a superfície total de

refrigeração era de 40 m2 (figura 4).

A superfície de passagem seria π*(R2 – R´2) = 509 cm2

O consumo por segundo:

3600*24

1851 = 21.4 l/s

A velocidade de passagem seria 09.5

4.21= 0.42 m/salor era

consideravelmente inferior aos 3 m/s que se estimava como limite.

B.3 - CONDENSADOR – PURIFICADOR

A produção de gás deveria estar perto dos 2000 m3 (1881 m3) cada

24 horas. Para este volume podia usar-se um condensador Pelouze e

Audouin número 2, ou qualquer outro tipo similar que satisfizessem, por sua

vez, a obtenção da mesma coluna de asfalto e amoníaco.

Como coluna de coque, para alcançar estes valores, escolhem-se 2

cilindros, que tenham cada um 1 m de diâmetro e 4 m de altura. O volume

do cilindro empregado nesta situação era 3.14*0.52*4 = 3.14 m3

Admitia-se, geralmente, que entre 2 m3 e 3 m3 eram suficientes para

1000 m3 de gás em 24 h, portanto o valor obtido de 3.14 m3 era suficiente.

A quantidade de água necessária para a lavagem (purificação), à

razão de 30 a 40 litros por 1000 m3, era de 70 litros por dia e absorvia uma

pressão de uns 30 mm de coluna de água.


137

B.4 - EXTRACTOR

P = 45 Q h = 45*21*4 = 3.78 CV

Instalar-se-á um motor de injecção de gás de 3 a 4 CV (estimava-se

que se necessitava 1 CV por 1000 m3 de gás por hora e por cm de

contrapressão). Nesta situação o rendimento estava em 77 m3/h.

B.5 - DIÂMETRO DOS TUBOS

O consumo diário calculou-se como 1851 m3 e o rendimento como 77

m3/h (21 l/s). Tomando o diâmetro dos tubos de 0.15 m (S = 3.14*0.152/4

= 0.0176 m2), a velocidade será:

v = 0176.00214.0

= 1.21 m/s

B.6 - PURIFICADORES

A superfície de depuração aceite era de 3 a 3.5 m2 por cada 1000 m3

de gás fabricado, ou seja, para 1851 m3, uma superfície de uns 6 m2. Como

a depuração se fazia por camadas, sendo estas de 0.6 m de espessura, a

quantidade de material depurante seria de: 6 m2*0.6 m = 3.6 m3;

tomaremos 4 m3.

Os 6 m2 podem estar em uma ou duas camadas; neste caso usar-se-

á um aparelho de 2x2 m2, ou seja 4 m2, com a condição de dispor de vários

purificadores. Instalaram-se 4 purificadores na parte superior de uma rua e

no centro será colocada uma caixa distribuidora.


138

B.7 - CONTADOR

Dando 100 voltas por hora teremos:

Q = V*100*24 ⇒ 1851 = V*1000*24 ⇒ Volume útil = 0.77 m3

B.8 - GASÓMETRO

As dimensões do gasómetro deviam fixar-se tendo em conta que

devia conter entre 60 e 75 % do consumo de uma jornada máxima

(Inverno), ou seja, de uns 1300 m3. Considerando a altura como 3

1 do

diâmetro, ter-se-á

V = 3

*4

2*14.3 DD D = 3

14.3

12*1300 = 17.06 m

e a altura H = 3

06.17= 5.68 m; tomaremos 5 m.

Volume da parte cilíndrica: V = HD *4*14.3 2

= 1202 m3

O volume da base de 0.8 m de altura é:

V1 = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

68.0

806.17*8.0*14.3

68**14.3

2222 hDh = 91.65 m3

O conteúdo total do gasómetro será de 1202 + 91,65 = 1293,65 m3

(aproximadamente 1300 m3).


139

B.9 - REGULADORES DE EMISSÃO

Da fábrica de gás partirão dois tubos de alimentação da rede. Em

cada um deles será instalado um regulador de emissão, com registrador de

pressão.

C - LOCALIZAÇÃO DA FÁBRICA DE GAS

A fábrica de gás situar-se-á perto de uma linha-férrea, a fim de

facilitar a alimentação de matérias primas. Uma distribuição lógica dos

diferentes aparelhos para optimizar as suas operações de manuseamento é

a representada na figura 94.

Figura 94 -. Plano de uma fábrica de gás

D - CÁLCULO DAS TUBAGENS

D.1 - CANALIZAÇÃO

Assumindo que a distribuição, por importância de ruas, número de

habitantes e consumo por segundo, tal como se mostra na tabela seguinte

(considerando a condição mais desfavorável de consumo de 0.007

l/habitante).


140

Tabela A1. Ruas, consumo.

Rua Nº. habitantes Consumo (l/s)

A 320 2.240

B 930 6.650

C 200 1.400

D 220 1.540

E 240 1.680

A 30 0.210

B 180 1.260

C 70 0.490

D 120 0.840

E 700 4.900

F 400 2.800

G 700 4.900

H 680+150 5.810

I 140 0.980

J 400 2.800

K 100 0.700

L 240 1.680

M 200 1.400

N 530 3.710

O 30 2.100

P 40 0.280

Q 300 0.910

R 130 1.400

S 200 1.540

T 220 0.700

U 100 1.750

V 250 1.400

X 200 1.400

Y 200 1.400

L 580 4.060

M 170+500 4.690

N * *

O 70 0.490

P 70 0.490

Q 100 0.700

Total 10000 70


141

Nota. Na rua “h” considera-se que há um colégio de 150 alunos. Na praça

“M” existia um quartel para 500 soldados.

D.2 - RAMIFICAÇÃO DAS TUBAGENS

Distribuem-se em primários, secundários e terciários, segundo se vê

no plano da cidade figura 98.

Figura 95 -. Plano da cidade

Da fábrica partirão, pela rua “p”, dois tubos principais de forma que,

em caso de um avariar, a rede continua a funcionar com o outro.

Nas tabelas seguintes apresenta-se a distribuição desenhada:


142

Tabela A2. Distribuição por tubos principais

Ruas Comprimento (m) Consumo (l/s)

p (completa) 110 0.280

p (completa) 110 *

u (de p a D) 150 0.490

d (de u a o) 140 0.960

C (completa) 265 1,400

B ( de c a A) 225 4.050

A (completa mais a praça M) 180+150 2.240+4.690

u (de p a h) 125 0,210

h (de u a o) 425 4.410

Praças (N mais O) 75 0.490

Tabela A3. Distribuição por tubos secundários


D (de u ao final) 85 0.580

E (de j a t) 240 1.180

o (completa + Q) 240 2.100 + 0.700

n 230 3.710

x 190 1.400

F 300 2.800

D 130 0.840

E 180 4.900

i (de O a o + praça P) 3215 0.735 + 0.490

Praça L 130 4.060

q (de b a t) 200 1.050


143

Tabela A4. Distribuição por tubos terciários


q (de t ao final) 200 1.050

S (completa) 175 1.400

T 185 1.540

R 135 0.910

K 80 0.700

J 290 2.800

L 95 1.680

M 90 1.400

V 260 1.750

G 440 4.900

Y 300 1.400

B 500 1.260

C 190 0.490

A 90 0.210

I (de o ao final) 100 0.245

H (de u ao final) 145 1.400

E (de t ao final) 110 0.500

B (de c ao final) 140 2.600

O consumo total é de 70 litros

Os tubos classificam-se em tubos segundo os tipos I, II, III, IV e V

onde cada um pode alimentar parcial ou totalmente outro grupo, seja qual

for o nível dos tubos.

A distribuição prevista é convencional, ainda que outra qualquer não

diferiria em grande medida dos resultados da proposta.


144

Tabela A5. Distribuição por secções. Secção I

Tubos principais Tubos secundários Tubos terciários

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

e 16 180 5.110 e 16 300 4.900

“ a 33 90 0.210

10.800 d 15 130 1.470 d 15 90 0.840

“ 1/2b 31 250 0.630

f 14 300 3.500 f 14 250 2.800

“ “ “ 1/2y 30 190 0.700

“ “ “ cc32 220 0.490

2,940 “ “ “ 1/2g 29 220 2.450

A + M 330 6.930 “ “ “ 1/2g 29 220 6.930

Total 330 19.950 19.950

Tabela A6. Distribuição por secções. Secção II


Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

i 17 + P 115 1.225

i 17 + P 325 2.100 i34 100 0.245

1/2b 31 250 0.630

12.495 18 L 130 4.060 18 L 250 4.060

1/2n 12 250 1.855

1/2n 12 115 6.335 j 25 95 2.800

“ “ “ l 26 95 1.680

2/3 4 7 285 2.940 “ “ “ “ 95 2.940

N + O 75 0.490 “ “ “ “ 95 0.490

Total 360 15.925 15.925


145

Tabela A7. Distribuição por secções. Secção III


Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

x 13 100 1.400

13 x 190 4.550 1/2g 29 200 2.450

5.985 1/2y 30 150 0.700

172q 19 100 1.435 1/2q 19 “ 0.525

r 23 135 0.910

“ “ “ k 24 80 0.700

5.050 “ “ “ v 28 260 1.750

“ ” “ B 37 140 2.600

C 265 1.400 “ “ “ “ “ 1.400

B 4 225 4.050 “ “ “ “ “ 4.050

Total 16.485 16.485

Tabela A8. Distribuição por secções. Secção IV


Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

1/2n 12 240 1.855

7.455 1/2n 12 115 3.255 m 27 90 1.400

o 11 90 2.800

o 11 240 4.200 k 35 145 1.400

p o 2 110 “ “ “ “ “ 1.400

u 6 150 0.210 “ “ “ “ “ 0.210

1/3 4 7 140 1.470 “ “ “ “ “ 1.470

Total 375 9.135 9.135


146

Tabela A9. Distribuição por secções. Secção V


Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

Rua/Nº L

(m)

Consumo

(l)

E 10 85 1.180

s 21 175 1.400

5.145 E 10 240 5.145 E 36 110 0.500

t 22 185 1.540

1/2q 19 100 0.525

1.630 20 q 200 1.050

D 9 85 0.580 “ “ 0.580

p o 1 110 0.280 “ “ “ “ 0.280

Uu1 150 0.490 “ “ “ “ 0.490

D 2 140 0.960 “ “ “ “ 0.960

Total 500 8.505 8.505

A alimentação far-se-á como segue:

V alimentará a III; IV alimentará a II

II e III alimentarão a I

Tabela A10. Consumos

Secção Consumo (l) Comprimento (m)

I = 19.55 19.95 330

II = II + I/2 15.925 + 9.975 = 25.90 360

III = III + I/2 16.485 + 9.975 = 26.46 490

IV = IV + II 9.135 + 15.925 = 25.02 375

V = V + III 8.805 + 16.485 = 24.99 400

Total 70


147

D.3 - CÁLCULO DO DIÂMETRO

• Supõe-se que a saída da fábrica do gás a pressão vale 100 mm.

• A perda de carga admissível era de 15 mm para os tubos principais

(5 a 6 mm por ramal); 5 a 6 mm para os secundários e de 4 a 5

mm para os terciários.

• A perda máxima será menor de 25 mm.

D.3.1 - Secção I:

L = comprimento = 330 m; Q = 19.95 l/s ≅ 72 m3/h

E = perda de carga = 25

100 = 4

D5 = 4

330*72*67.0**67.0 22

=E

LQ = 286.413 ⇒ D = 0.123 m

O diâmetro comercial mais corrente imediatamente superior era de

0.125 m. Tomando como referência as tabelas de Arson, o diâmetro seria

0,135 m para um consumo de 73 m3 e uma perda de carga de 25 mm/km,

ou seja, 8.25 mm para 330 m. Consideraremos o diâmetro comercial 0.125

m, que é suficiente.

Cálculo da Velocidade:

Q = S*v onde S = secção do tubo = 4

14.3*125.0 2 = 0.0122 m2

v = 0122.0

95.19 = 1.6 m/s

Como v é menor de 2 a 3 m/s, considerada como referência, admite-

se como válido o diâmetro calculado.

Aplicando o método Monmier, o consumo total de II é:


148

Q = 25.9 * (15.925 + 9.975 de I) e a relação 9.25

925.105=Qq

Substituindo na fórmula M = 1 - 2

2

**61

31

Qq

nQq

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++

Em que: n = número de ramos =10; M = 0.52; Q = 93 m3/h

E = 6 mm de coluna de água; L = 360 m

D5 = 6

52.0*360*93*84.0***84.0 22

=E

MLQ ⇒ D = 0.119 m

Diâmetro normalizado = 0,125 m (mais ajustado que com o

método de Arson, que era de 0.135 m).

D.3.2 - Secções II, III, IV e V

Efectuando os cálculos para o resto das secções, os diâmetros

normalizados serão:

II 0.135 m; III 0.150 m

IV 0.150 m; V 0.150 m

As condutas para o transporte do gás serão de tubos de fundição

embutidos, cujos diâmetros eram 0.125; 0.135 e 0.150 m.

Resumindo:

Diâmetro (metros) L (metros)

0.125 330

0. 135 360

0.135 490 + 375 + 400 = 1265

O cálculo seria o mesmo se se empregassem tubos Chameroy embora

as perdas de carga fossem menores e, por tanto, poderiam adoptar-se

diâmetros mais reduzidos.

O cálculo do diâmetro dos outros tubos será feito da mesma forma.

Os seus valores estão na tabela da página seguinte.


149

Tabela A11. Diâmetros

Consumo Tubos Diâmetro

(m)

Comprimento

(m) Por s (l) Por h (m3)

Velocidade(

m/s)

III (C + B4) 0.150 490 26.400 95.250 1.43

IV (po2+u6+1/3h) 0.150 375 25.020 90.070 1.40

V (po1+u1+D2) 0.150 400 24.900 89.960 1.40

II (2/247+N+O) 0.135 360 25.900 93.240 1.81

I (A+M) 0.125 330 19.950 71.820 1.63

L18 0.100 130 10.595 38.130 1.51

E10 0.080 240 5.145 18.520 1.00

e16 - 180 5.110 18.390 1.00

x13 - 190 4.550 16.380 0.91

o11 - 240 7.455 26.830 1.49

1/2n 12 - 115 6.335 22.900 1.26

1/2n 12 0.060 115 3.255 11.730 1.27

f14 - 300 3.500 12.600 1.23

i17+P - 325 2.100 7.200 0.73

j25 - 290 2.800 10.080 1.00

B37 - 140 2.600 9.300 0.93

Q29 - 440 2.450 8.920 0.87

v28 0.043 260 1.750 6.300 1.20

t22 - 185 1.540 5.544 1.05

t26 - 95 1.680 6.048 1.10

d15 - 130 1.470 5.292 1.00

1/2q19 - 100 1.435 5.166 -

s21 - 175 1.400 5.000 -

A35 - 145 - - -

m27 - 90 - - -

q20 0.037 200 1050 3.780 0.90

r23 - 135 0.910 3.726 0.84

D9 0.030 88 0.580 2.088 0.82

b31 - 500 0.630 2.268 0.89

k24 - 80 0.700 2.520 1.00

1/2q19 - 100 0.525 1.890 0.72

E36 - 110 0.500 1.800 0.70

y30 - 330 0.700 2.520 1.00

c32 - 190 0.490 1.761 0.70

i34 0.025 100 0.245 0.882 0.50

a33 - 90 0.210 0.636 0.42


150

Para diâmetros iguais ou superiores a 6 cm os tubos serão de

fundição; para diâmetros menores serão usados tubos de aço. Na tabela

pode comprovar-se que a velocidade sempre é menor de 2 m/s.

Tinha que se dar às canalizações uma certa inclinação, por exemplo 8

mm por m, para recolher as águas nos sifões instalados em certos pontos.

Estes sifões serão os pontos mais baixos da instalação. Era necessário fixar

a altura dos pontos superiores para que a repartição das águas se fizesse de

maneira uniforme.

Era indispensável prever as peças necessárias para acoplar os tubos

entre si aquando das mudanças de direcção.

E. - INSTALAÇÃO DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA

Para a iluminação pública utilizavam-se, geralmente, dois tipos de

queimadores: os mecheiros intensivos de ar quente de 750 litros para as

praças e os queimadores Auer número 1 de 85 litros para as ruas normais.

As curvas fotométricas dos queimadores intensivos eram da forma

que se mostra na figura 96, obtidas para uma altura de 3.5 m e para uma

intensidade semiesférica média de 100 velas.

Vamos determinar o valor da iluminância média destes queimadores

usando dois métodos diferentes não tendo, em qualquer dos casos, em

conta a influência da luz dos mecheiros vizinhos, que incrementarão os

valores calculados.

Figura 96 -. Curvas de iluminância de um queimador de 750 litros


151

1. Segundo a fórmula:

S*Em = SeSsesssese nn *2

´´*2

...2

*2

´*02

11 +++⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ++++

As superfícies s1, s2, ..., sn, S são proporcionais ao quadrado das

distâncias. Para uma distância de 10 m, teremos a representação gráfica

anterior (figura 96) se:

e a diferença entre a iluminância entre uma curva e outra: e = 1

e´= E máxima – E primeira curva: e´= 6 – 5 = 1

e´´ = E última curva – E mínima: e´´ = 1 – 0.45 = 0.55

e0 = E mínima: e0 = 0.45

Os valores obtidos a partir das diferentes curvas são:

s1 = 1 s2 = 1.80 s3 = 2.80 s4 = 4.00

s5 = 6.00 S = 10

Segundo a expressão anterior:

100*Em = 2222

222 10*45.02106*58.0

2648*28*1

21*1

21 +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++++

⇒ Em= 1.28 lux

2. Tomando a expressão:

S*Em = 2*IS*(1 – cos α)

IS = 100b

tg α = 5.3

10

cos α = 0.379 (1 - cos α = 0.621)


152

Em = 100

621.0*100*2 = 1.242 lux

Os valores obtidos por ambos os métodos são praticamente iguais.

Segundo os diferentes valores de S, se ter-se-á a tabela A 12:

Tabela A 12. Valores de E segundo método

E máxima (lux) Distâncias

(m) Método 1º Método 2º

E mínima

(lux)

10 1.284 1.242 0.45

14 0.990 0.775 0.40

15 0.938 0.663 0.35

16 0.766 0.610 0.30

Adopta-se para a distância o valor de 15 m.

Aplicando a fórmula precedente ter-se-á:

e´ = 6.1 – 5 = 1.1

e = 1

e´ = 1 – 0.7 = 0.3

e0 = 2*0.35 = 0.7

s1 = 1.1; s2 = 2; s3 = 3; s4 = 4.5; s5 = 7; S = 15

S*Em=

2222

22222

15*7.02157*3.0

275.432

210.1*1

210.1*10.1 +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++++

Em = 1.141 lux

y E mínima = 2*0.35 = 0.7 lux


153

Na iluminação de praças considera-se um candelabro por cada

superfície de um raio de 15 m de raio:

S = π*R2 = π*152 = 706.5 m2.

Para as praças L, M, N, O, P e Q teremos os valores da tabela A13.

Tabela A13. Pontos de luz em distintas praças

Candelabros Praça S (m2)

Calculados Instalados

L 8100 11 12

M 9000 12 12

N 1875 3 1

O 1000 2 2

P 1500 2 3

Q 2125 4 3

Total 33

O plano correspondente à figura 98 representa a distribuição de

pontos de luz na praça L.

O consumo será:

Queimadores 750 litros* 4 = 3000 litros= 3 m3 ⇒ consumo =

0,877 l/s;

considerar-se-á um tubo de chumbo de 3.7 cm e para cada

queimador tubos de 2.7 cm.

Praça N: será instalado um queimador (a iluminação completa-se

com a proporcionada por mecheiros Auer das ruas vizinhas).


154

Figura 97 - Iluminação da praça L

Queimadores a instalar:

Altura = 3 m

Curva de iluminância: figura 98

Iluminação em zonas de distancia de 9 m:

e´ = 0.4 e = 0.2 e´´ = 0.03 e0 = 0.17

Figura 98 -. Curva de iluminância de um queimador Auer nº 1


155

As superfícies correspondentes têm como raio:

s1 = 2 m s2 = 2.66 s3 = 3.5 s4 = 4.5 s5 = 6 S = 9

Para estes valores: Em = 0.477 lux.

Para os outros valores ver Tabela A 14.

Tabela A14. Relação entre distância e iluminância

Distância E médio (lux) E mínima (lux)

9 0.477 0.170

10 0.412 0.120

11 0.365 0.095

12 0.325 0.080

13 0.296 0.078

Para uma distância média de 12.5 m, a iluminância média devida aos

pontos de luz próximos não estará muito longe de 0.4 lux e a iluminância

mínima será 0.078*2 = 0.156 lux (valor considerado correcto).

F - IMPLANTAÇÃO DE CANDELABROS

Serão colocados em triângulo, cada 25 m.

Número de candelabros = 125

+L (L = comprimento da rua)

Instalar-se-á um candelabro na esquina de cada rua. Nas artérias

principais, os candelabros serão colocados a 0.5 m da borda da rua. Nas

ruas de menor importância, serão instalados candelabros-consola e inclusive

consolas simples, entre 4.5 e 5 m de altura, para deixar livre a circulação de

veículos.


156

Tabela A 15. Resumo da instalação

Rua Comprim.(m) Nº queimad. Rua Comprim.(m) Nº ueimad.

A 180 7 k 80 3

B 365 16 l 95 4

C 265 10 m 90 3

D 225 9 n 230 10

E 350 15 o 240 9

A 90 3 p 110 4

B 500 19 q 400 17

C 190 8 r 135 6

D 130 5 s 175 7

E 180 8 t 185 8

F 300 14 u 275 10

G 440 18 v 260 9

H 560 24 x 190 8

I 400 17 y 300 8

J 290 11

Total 290

G - CONSUMO DA ILUMINAÇÃO

Vamos ver qual o consumo médio da iluminação pública.

Consideremos uma rua representativa iluminada desde as 18 horas até às 6

horas (12 h) e a partir das 23 horas se trocam os mecheiros de recuperação

de 750 litros por mecheiros de 140 litros. A poupança será evidente.

Para 290 mecheiros Auer: 290*85*12 = 296.80 m3

Para 33 queimadores intensivos: 33*750*5 = 123.75 m3

Para 33 mecheiros de 140 l: 33*140*2 = 32.34 m3

Total 451.91 m3

Ou seja, aproximadamente um quarto do consumo diário de gás

previsto.


157

ÍNDICE

1 – INTRODUÇÃO 3

2 - PRODUÇÃO DO GÁS DE HULHA 6

2.1 – FORNOS DE GÁS 7

2.2 - DESTILAÇÃO DO GÁS DE HULHA 11

2.2.1 - PRODUÇÃO DO GÁS DE HULHA – PURIFICAÇÃO 11

2.2.2 - DEPURAÇÃO QUÍMICA 18

2.3 - COMBUSTÃO DO GÁS DE HULHA 18

3 - -APARELHAGEM DE UMA FÁBRICA DE GÁS – CONTADORES 19

3.1 – CONTADORES 19

3.2 – GASÓMETROS 20

4 - DISTRIBUIÇÃO DO GÁS 22

4.1 - REGULADORES DE EMISSÃO 22

4.2 - CONDUTAS DE GÁS 24

4.2.1 - CONDUTAS DE FUNDIÇÃO 27

4.2.2 - TUBOS DE CHAPA: SISTEMA CHAMEROY 29

4.3 - CONDUTAS DE GÁS DE CHUMBO 31

4.3.1 - COLOCAÇÃO EM VALAS 31

4.3.2 - COLOCAÇÃO EM AQUEDUTO 33

4.4 - CONDUTAS DE FERRO 33

5 - CÁLCULO DAS CONDUTAS 34

5.1 – DIÂMETRO 34

5.2 – VELOCIDADE 38

6 - CONDUTAS DE FERRO – CONDUTAS DE ALIMENTAÇÃO 38

6.1 - LIMPEZA DE CONDUTAS E RAMAIS 40

7 – SIFÕES 41

8 - AS CHAVES DO GÁS 44


158

8.1. – CHAVES DE PASSO PARA ILUMINAÇÃO PÚBLICA 47

8.2 – CHAVE COLOCADA DEBAIXO DA VIA PÚBLICA 48

9 - TAMPÕES DE GÁS 49

10 - MANÓMETRO INDICADOR DE FUGAS 50

11 - GRELHAS DE VENTILAÇÃO 51

12 - JUNÇÕES DE LATÃO 51.

13 - COLUNAS MONTANTES 52

13.1 - CONDIÇÕES DE INSTALAÇÃO 52

13.2 – INSTALAÇÃO 54

14 - FUGAS E OBTURAÇÕES 55

14.1 – FUGAS 55

14.2 – OBTURAÇÕES 56

15 - CONTADORES DE GÁS 57

15.1 - CONTADORES SECOS 57

15.2 - CONTADORES HIDRÁULICOS 57

15.3 - CONTADORES ESPECIAIS 60

15.4 - DIMENSÕES DOS CONTADORES 61

15.5 - INSTALAÇÃO DE CONTADORES 61

16 – REÓMETROS E REGULADORES DE GÁS 63

16.1 - REÓMETROS HÚMIDOS 64

16.2 - REÓMETROS SECOS 66

16.3 – REGULADORES DE PRESSÃO 66

16.3.1 - REGULADOR PARENTY 68

17 - FOTOMETRIA NA ILUMINAÇÃO A GÁS. UNIDADES DE ILUMINAÇÃO

69

17.1 - RELAÇÃO ENTRE DISTINTAS UNIDADES DE ILUMINAÇÃO 70

18 - QUEIMADORES E APARELHOS 72

18.1 – PORTA-TORCIDAS 73

18.2 - QUEIMADORES DE CHAMA LIVRE 74

18.3 - MECHEIROS INTENSIVOS DE AR FRIO 79


159

18.4 - QUEIMADORES DE AR QUENTE OU DE RECUPERAÇÃO 83

18.4.1 - QUEIMADOR SIEMENS 83

18.4.2 - LÂMPADA WENHAM 85

18.4.3 - LANTERNA INDUSTRIAL 86

18.4.4 - OUTROS MODELOS 88

18.6 - QUEIMADORES DE INCANDESCÊNCIA 91

18.5.1 - MECHEIRO AUER 94

18.5.2 - LANTERNA HALOGÉNEA 97

18.5.3 - MECHEIRO OBERTÉ 98

18.5.4 - MECHEIRO HENRY 100

18.6 - MECHEIRO DENAYROUZE 100

18.7 - LUZ OXÍDRICA 103

19 - ILUMINAÇÃO INTERIOR A GÁS 105

19.1 - APARELHOS E COMPONENTES 105

19.1.1 – UNIÕES 105

19.1.2 - BRAÇOS FIXOS 106

19.1.3 – RÓTULAS 108

19.1.4 – PROTECTORES 110

19.1.5 - LIRAS E LÂMPADAS ESCUDO 111

19.1.6 - APARELHOS DE DOIS RAMOS 113

19.1.7 - LANTERNAS E LUSTRES DE METAL 114

19.1.8 - LANTERNAS APLIQUES 116

19.1.9 - LANTERNAS REDONDAS 117

19.1.10 – CHAMINÉS 119

19.1.11 – GLOBOS 119

19.1.12 – REFLECTORES 120

19.2 - GENERALIDADES DOS APARELHOS E INSTALAÇÕES 120

19.3 - NÍVEL DE ILUMINAÇÃO NECESSÁRIA 122

19.4 - CÁLCULO DA INTENSIDADE LUMINOSA NUM PLANO 126

19.4.1 - NÚMERO E ALTURA DOS PONTOS DE LUZ 128


160

19.5 - ILUMINAÇÃO USANDO LUZ DIFUSA 129

20 - ILUMINAÇÃO EXTERIOR DE GÁS 129

ANEXO

PROJECTO TIPO DE ILUMINAÇÃO A GÁS 131

Documents

Introdução à História da Ilumação a Gás