História dos faróis - History of lighthouses
A história dos faróis refere-se ao desenvolvimento do uso de torres, edifícios, ou outros tipos de estrutura, como auxílio à navegação de pilotos marítimos no mar ou em vias navegáveis interiores.
Era pré-moderna
Antes do desenvolvimento de portos claramente definidos, os marinheiros eram guiados por fogos construídos no topo de morros. Como aumentar o fogo melhoraria a visibilidade, colocar o fogo em uma plataforma tornou-se uma prática que levou ao desenvolvimento do farol. Na antiguidade, o farol funcionava mais como um marcador de entrada para portos do que um sinal de alerta para recifes e promontórios, ao contrário de muitos faróis modernos. A escavação em Kuntasi revelou uma torre de vigia quadrada com uma rampa que teria originalmente 10-12 metros que era usada para guiar os barcos vindos de Rann de Kutch para Kuntasi, a possibilidade de ser um farol não pode ser descartada.
Período greco-romano
Segundo a lenda homérica , Palamedes de Nafplio inventou o primeiro farol, embora sejam certamente atestados com o Farol de Alexandria (projetado e construído por Sostratus de Cnidus ) e o Colosso de Rodes . No entanto, Temístocles já havia estabelecido um farol no porto de Pireu conectado a Atenas no século 5 aC, essencialmente uma pequena coluna de pedra com um farol de fogo.
Lesches , um poeta grego ( c . 660 aC) menciona um farol em Sigeion no Troad . Esta parece ter sido a primeira luz mantida regularmente para orientação dos navegantes.
Descrições escritas e desenhos do Faros de Alexandria fornecem informações sobre faróis, mas a própria torre desabou durante um terremoto muitos séculos após sua construção no século 3 aC pelos gregos. A Torre de Hércules em A Coruña, na Espanha, tem um núcleo romano e as ruínas do farol de Dover , na Inglaterra, dão uma ideia da construção; outras evidências sobre faróis existem em representações em moedas e mosaicos, muitos dos quais representam o farol de Ostia . Também existem moedas de Alexandria, Ostia e Laodicéia na Síria .
Embora as evidências forneçam insights sobre a estrutura externa dessas estruturas, há muitas lacunas nas evidências relacionadas a aspectos menos visíveis das estruturas. Os restos mortais em A Coruña e Dover ajudam a determinar como cada estrutura do farol funcionou, embora seja necessário fazer algumas suposições para determinar como os faróis das estruturas foram iluminados. Presumivelmente, os combustíveis disponíveis localmente incluirão madeira e provavelmente carvão para manter o fogo aceso continuamente durante a noite, e há uma grande chaminé que leva à sala superior da Torre de Hércules . O exemplo de Dover foi convertido em algum estágio em uma torre de sino simples para a igreja adjacente.
Os faroleiros podem ter adicionado líquidos combustíveis para reduzir o gasto com combustível e manter a luz estável durante ventos fortes , mas existem poucas informações na literatura da época. Também pode ser possível que a luz tenha sido protegida do vento por janelas de vidro, e grandes espelhos podem ter ajudado a projetar o feixe de luz o mais longe possível. É provável que os faróis tenham exigido uma mão-de-obra considerável para transportar o combustível e manter a chama. No Cabo Hatteras, na década de 1870, um tratador e dois assistentes se mantiveram ocupados cuidando das chamas mais sofisticadas de lâmpadas de óleo potentes.
Embora as representações artísticas nos ajudem a recriar uma imagem visual dos faróis, elas apresentam muitos problemas. Representações de faróis em moedas romanas , inscrições , entalhes e mosaicos apresentam uma visão inconsistente da aparência real das estruturas. A maioria mostra um edifício com dois ou três andares que diminui de largura à medida que sobe. O tamanho limitado das moedas pode fazer com que o produtor da moeda altere a imagem para caber na superfície. A semelhança nas representações dos faróis é mais simbólica do que representações precisas de faróis específicos.
Europa
Durante a meia-idade, os faróis romanos caíram em desuso, mas alguns permaneceram funcionais, como o Farum Brigantium, agora conhecido como Torre de Hércules , em A Coruña, Espanha, e outros no mar Mediterrâneo, como a Lanterna em Gênova . À medida que a navegação melhorou, os faróis gradualmente se expandiram para o oeste e o norte da Europa. Um dos mais antigos faróis em funcionamento na Europa é o Hook Lighthouse localizado em Hook Head, no condado de Wexford, Irlanda. Foi construído durante o período medieval, num robusto desenho circular.
Um século depois, no final da Idade Média , uma torre de 12 metros foi construída por Eduardo, o Príncipe Negro, em Córdoba, perto do estuário do Gironde . Cem anos depois, em 1581, Henrique III pediu ao arquiteto Louis de Foix que construísse um novo. A construção do farol levou 27 anos e foi finalmente concluída em 1611. O cordouan em camadas simbolizava o poder marítimo e o prestígio da França. O interior tinha suntuosos aposentos do rei, pilares e murais decorados. Seu nível superior foi reconstruído entre 1780 e 1790 aumentando a altura de 49m para 60m e incorporando uma lâmpada de Argand e um dos primeiros espelhos parabólicos girados por um relógio desenvolvido por um relojoeiro de Dieppe . A torre mais tarde se tornou a primeira a usar as lentes revolucionárias de Fresnel , no início da década de 1820.)
Na Grã-Bretanha, os faróis eram propriedade privada e o direito de cobrar as taxas era garantido por uma autoridade local ou pela coroa. O abuso dessas licenças levou os navios estrangeiros a temerem buscar refúgio na costa sul da Inglaterra por medo de serem abordados com demandas, e à perda de uma série de navios, principalmente o navio mercante holandês Vreede em 1800 com a perda de 380 vidas.
Com o número crescente de navios perdidos ao longo da rota do carvão de Newcastle a Londres, a Trinity House estabeleceu o farol de Lowestoft em 1609, um par de torres de madeira com iluminadores de velas. Até o final do século 18, velas, carvão ou lenha eram usados como iluminadores de faróis, aprimorados em 1782 com a lâmpada Argand de pavio circular , o primeiro refletor espelhado "catóptrico" em 1777 e o "dióptrico" de Fresnel sistema de lentes em 1823. O navio-farol Nore foi estabelecido como a primeira luz flutuante do mundo em 1732.
Após as reformas da Lei do Farol de 1836, pela qual a Trinity House aceitou poderes para retirar os últimos proprietários de faróis privados e começou a reformar e melhorar sua propriedade do farol, os proprietários ainda conseguiram cobrar grandes taxas, das quais as maiores foram para o Farol Smalls, que arrecadou £ 23.000 em 1852 e a Trinity House foi forçada a gastar mais de £ 1 milhão na recompra de arrendamentos, incluindo £ 444.000 para o Farol de Skerries .
Faróis modernos
Construção
A era moderna dos faróis começou na virada do século 18, quando a construção de faróis explodiu em sincronia com os níveis crescentes de comércio transatlântico . Avanços na engenharia estrutural e novos e eficientes equipamentos de iluminação permitiram a criação de faróis maiores e mais potentes, inclusive os expostos ao mar. A função dos faróis mudou para fornecer um aviso visível contra os perigos do transporte, como rochas ou recifes.
Farol eddystone
O Eddystone Rocks , um extenso recife perto de Plymouth Sound , Inglaterra e um dos maiores riscos de naufrágio para os marinheiros que navegam pelo Canal da Mancha , foi o local de muitos avanços técnicos e conceituais na construção de faróis . A dificuldade de se firmar nas rochas perigosas, principalmente nas ondas predominantes, fez com que demorasse muito para que alguém tentasse colocar algum aviso sobre elas.
A primeira tentativa foi uma estrutura de madeira octogonal, ancorada por 12 pilares de ferro fixados na rocha, e foi construída por Henry Winstanley de 1696 a 1698. A torre acabou tendo vida curta e a Grande Tempestade de 1703 apagou quase todos os seus vestígios. Após a destruição do primeiro farol, o capitão Lovett adquiriu o arrendamento da rocha e, por lei do Parlamento, foi autorizado a cobrar dos navios que passavam o pedágio de um centavo por tonelada. Ele contratou John Rudyard (ou Rudyerd) para projetar o novo farol , construído como uma estrutura cônica de madeira em torno de um núcleo de tijolo e concreto. Uma luz temporária foi iluminada pela primeira vez em 1708 e a obra foi concluída em 1709. Esta se provou mais durável, sobrevivendo até 1755, quando queimou completamente.
O engenheiro civil , John Smeaton , reconstruiu o farol de 1756 a 1759; sua torre marcou um grande avanço no projeto de faróis e permaneceu em uso até 1877. Ele modelou a forma de seu farol na de um carvalho, usando blocos de granito. Ele foi o pioneiro no uso de " cal hidráulica " , uma forma de concreto que endurece sob a água, e desenvolveu uma técnica de prender os blocos de granito usando juntas de cauda de andorinha e cavilhas de mármore . O recurso de encaixe serviu para melhorar a estabilidade estrutural , embora Smeaton também tivesse que diminuir a espessura da torre em direção ao topo, para o que ele curvou a torre para dentro em um gradiente suave. Este perfil tinha a vantagem adicional de permitir que parte da energia das ondas se dissipasse no impacto com as paredes.
A construção começou em um local em Millbay onde Smeaton construiu um cais e um pátio de trabalho no canto sudoeste do porto para descarregar e trabalhar a pedra. Trilhos de madeira com bitola de 3 pés e 6 pol. Foram colocados para os caminhões planos de quatro rodas nos quais a alvenaria foi movida ao redor do local. Um navio de dez toneladas, chamado Barco Eddystone , foi baseado aqui e levou as pedras trabalhadas para o recife. O farol tinha 72 pés (22 m) de altura e um diâmetro na base de 26 pés (7,9 m) e no topo 17 pés (5,2 m).
Desenvolvimento adicional
O engenheiro escocês Robert Stevenson foi uma figura seminal no desenvolvimento do projeto e construção de faróis na primeira metade do século XIX. Em 1797, ele foi nomeado engenheiro para o recém-formado Northern Lighthouse Board , a autoridade do farol para a Escócia e a Ilha de Man . Sua maior conquista foi a construção do farol de Bell Rock em 1810, um dos feitos mais impressionantes da engenharia da época. Esta estrutura foi baseada no projeto do farol Eddystone anterior por John Smeaton , mas com vários recursos aprimorados, como a incorporação de luzes rotativas, alternando entre vermelho e branco.
Stevenson trabalhou para o Northern Lighthouse Board por quase cinquenta anos, durante os quais projetou e supervisionou a construção e posterior melhoria de vários faróis. Ele inovou na escolha de fontes de luz, montagens, design de refletores, o uso de lentes Fresnel e em sistemas de rotação e obturação que fornecem faróis com assinaturas individuais que permitem que sejam identificados pelos marítimos. Ele também inventou a lança móvel e o guindaste de equilíbrio como uma parte necessária para a construção do farol.
Stevenson estabeleceu uma grande dinastia de engenheiros especializados na construção de faróis - seus descendentes foram responsáveis pela maior parte da construção de faróis na Escócia por um século. Três dos filhos de Robert seguiram seu caminho: David , Alan e Thomas . Dois dos filhos de David , David Alan e Charles Alexander, também se tornaram distintos engenheiros de faróis.
Alexander Mitchell projetou o primeiro farol de estacas aparafusadas - seu farol foi construído sobre estacas aparafusadas ao fundo do mar arenoso ou lamacento. A construção de seu projeto começou em 1838 na foz do Tâmisa e era conhecido como o farol Maplin Sands , e foi aceso pela primeira vez em 1841. No entanto, embora sua construção tenha começado mais tarde, o Wyre Light em Fleetwood, Lancashire, foi o primeiro a ser aceso (em 1840).
Faróis na América
O primeiro farol da América foi o Boston Light , construído em 1716 no porto de Boston . Faróis logo foram construídos ao longo das linhas costeiras pantanosas de Delaware à Carolina do Norte , onde a navegação era difícil e traiçoeira. Geralmente eram feitos de madeira, pois era fácil de encontrar. Devido ao risco de incêndio, as torres de alvenaria foram sendo construídas cada vez mais - a torre de alvenaria mais antiga foi o farol Sandy Hook , construído em 1764 em Nova Jersey .
Faróis aparafusados foram usados na Baía de Chesapeake e ao longo da costa da Carolina nos Estados Unidos . A primeira lâmpada tipo pilha de parafuso nos Estados Unidos foi Brandywine Shoal na Baía de Delaware. Eles se tornaram especialmente populares após a Guerra Civil, quando o Lighthouse Board aprovou uma política para substituir os faróis no interior. Cerca de 100 dessas estruturas complexas foram construídas na linha da costa atlântica das baías de Delaware e Chesapeake até Florida Keys e Golfo do México. Uma das torres mais famosas foi a Thomas Point Shoal Light - foi chamada de "o melhor exemplo de uma cabana de pilha de parafusos em qualquer lugar do mundo".
Em 3 de março de 1851, o Congresso dos Estados Unidos aprovou "Uma lei que aprova verbas para faróis, barcos leves, bóias etc." , levando à criação do Farol dos Estados Unidos para substituir o Estabelecimento do Farol do Departamento do Tesouro como a agência governamental responsável pela construção e manutenção de todos os faróis e auxiliares de navegação nos Estados Unidos
Melhorias de iluminação
A fonte de iluminação geralmente era piras de madeira ou carvão em chamas, mas isso era caro, alguns faróis consumiam 400 toneladas de carvão por ano. Velas ou lamparinas a óleo apoiadas por espelhos côncavos eram usadas, muitas vezes em grandes bancos. Os franceses realizaram uma série de testes entre 1783 e 1788 com resultados variados. O farol Eddystone de Smeaton usou 24 velas até 1810.
A lâmpada de Argand , inventada em 1782 pelo cientista suíço Aimé Argand , revolucionou a iluminação do farol com sua chama constante e sem fumaça. A lâmpada Argand tinha um pavio de vela em forma de manga montado de forma que o ar pudesse passar pelo centro do pavio e também ao redor do lado de fora do pavio antes de ser puxado para a chaminé cilíndrica. Isso estabilizou a chama e melhorou o fluxo de ar. Os primeiros modelos usavam vidro fosco, às vezes tingido ao redor do pavio. Modelos posteriores usavam um manto de dióxido de tório suspenso sobre a chama, criando uma luz forte e estável. A lâmpada Argand usava óleo de baleia , colza , azeite ou outro óleo vegetal como combustível, que era fornecido por gravidade a partir de um reservatório montado acima do queimador. A lâmpada foi produzida pela primeira vez por Matthew Boulton , em parceria com Argand, em 1784 e se tornou o padrão para faróis por mais de um século.
John Richardson Wigham foi o primeiro a desenvolver um sistema para iluminação a gás de faróis. Ele recebeu uma concessão do Dublin Ballast Board em 1865 e instalou seu novo queimador de gás 'crocus' no Baily Lighthouse em Howth Head , dando uma produção 4 vezes mais potente do que as lâmpadas a óleo equivalentes. Um design "composto" aprimorado, instalado na luz Baily em 1868, era 13 vezes mais poderoso do que a luz mais brilhante então conhecida, de acordo com o cientista John Tyndall , um consultor da autoridade de faróis do Reino Unido , Trinity House .
Em 1870, a luz em Wicklow Head foi equipada com o mecanismo de flash intermitente patenteado de Wigham , que cronometrava o fornecimento de gás por meio de um relógio . Quando este mecanismo foi combinado com uma lente giratória no Farol Rockabill , foi produzido o primeiro farol do mundo com uma característica de flash em grupo .
O queimador de óleo vaporizado foi inventado em 1901 por Arthur Kitson e aprimorado por David Hood na Trinity House . O combustível foi vaporizado em alta pressão e queimado para aquecer o manto, dando uma produção de mais de seis vezes a luminosidade das tradicionais lâmpadas de óleo.
O uso de gás como iluminante tornou-se amplamente disponível com a invenção da luz Dalén pelo engenheiro sueco Gustaf Dalén . Em 1906, Dalén se tornou o engenheiro-chefe da Gas Accumulator Company . Inicialmente, Dalén trabalhou com acetileno , um gás hidrocarboneto extremamente explosivo . Dalén inventou o Agamassan (Aga), um substrato usado para absorver o gás permitindo o armazenamento seguro e, portanto, a exploração comercial. O acetileno produziu uma luz branca ultrabrilhante e imediatamente substituiu o GLP de chama mais opaca como o combustível de escolha em iluminações de faróis. Dalén incorporou outra invenção em sua luz - a ' válvula solar '. Esse dispositivo permitia que a luz funcionasse apenas à noite, economizando combustível e estendendo sua vida útil para mais de um ano.
O equipamento do farol AGA funcionava sem qualquer tipo de alimentação elétrica e, portanto, era extremamente confiável. Para uma área costeira acidentada como a Escandinávia , suas luzes produzidas em massa, robustas e de manutenção mínima eram uma vantagem significativa para a segurança e o sustento. Os faróis da AGA cobriram todo o Canal do Panamá . A tecnologia foi a forma predominante de fonte de luz em faróis de 1900 a 1960, quando a iluminação elétrica se tornou dominante.
O primeiro farol com iluminação elétrica foi a torre em Dungeness , Kent em 1862. Ele foi alimentado por uma grande lâmpada de arco de carbono , embora mais tarde foi convertida de volta a óleo , pois as lâmpadas de arco eram difíceis de operar (precisando do dobro de protetores) e não eram tão econômicos quanto lâmpadas de óleo. O farol de South Foreland foi a primeira torre a usar com sucesso uma luz elétrica em 1875. As lâmpadas de arco de carbono do farol eram alimentadas por um magneto movido a vapor .
Óptica
Com o desenvolvimento da iluminação constante da lâmpada Argand, a aplicação de lentes ópticas para aumentar e focar a intensidade da luz tornou-se uma possibilidade prática. William Hutchinson desenvolveu o primeiro sistema óptico prático em 1763, conhecido como sistema catóptrico . Ele construiu refletores parabolóides anexando pequenos pedaços de material reflexivo a um molde que havia sido moldado em um parabolóide aproximado. Esse sistema rudimentar colimava com eficácia a luz emitida em um feixe concentrado, aumentando muito a visibilidade da luz. Seu sistema foi instalado no recém-construído farol de Leasowe, perto de Liverpool , e mais tarde foi copiado em outro lugar. A capacidade de focar a luz levou aos primeiros faróis giratórios do farol, onde a luz apareceria para os marinheiros como uma série de flashes intermitentes. Também se tornou possível transmitir sinais complexos usando os flashes de luz.
A ideia de criar lentes mais finas e leves com seções separadas montadas em uma moldura é frequentemente atribuída a Georges-Louis Leclerc, Conde de Buffon . O marquês de Condorcet (1743–1794) propôs moer tal lente a partir de um único pedaço fino de vidro.
No entanto, foi o físico e engenheiro francês Augustin-Jean Fresnel o responsável pelo desenvolvimento da lente Fresnel de múltiplas partes para uso em faróis. Seu projeto permitiu a construção de lentes de grande abertura e curta distância focal , sem a massa e o volume de material que seriam exigidos por uma lente de desenho convencional. Uma lente Fresnel pode ser muito mais fina do que uma lente convencional comparável, em alguns casos assumindo a forma de uma folha plana. Uma lente de Fresnel também pode capturar mais luz oblíqua de uma fonte de luz, permitindo assim que a luz de um farol equipado com um seja visível a distâncias maiores.
A primeira lente de Fresnel foi usada em 1823 no Farol Cordouan na foz do estuário do Gironde, na França; sua luz podia ser vista a mais de 20 milhas (32 km) de distância. O físico escocês Sir David Brewster é responsável por convencer as autoridades britânicas a adotar essas lentes em seus faróis. A invenção de Fresnel aumentou a luminosidade da lâmpada do farol por um fator de 4 e seu sistema ainda é de uso comum.