5. Luz para as massas

TIO TUNGSTÊNIO ERA UMA MISTURA COMPLEXA, um homem ao mesmo tempo intelectual e prático, como a maioria de seus irmãos e irmãs e o pai de todos eles. Adorava a química, mas não era um químico “puro”, como seu irmão mais novo Mick; tio Dave também era um empreendedor, um homem de negócios. Era um industrial razoavelmente bem de vida — suas lâmpadas e válvulas eletrônicas tinham boa procura, e isso bastava. Conhecia, com a intimidade de um amigo, todos os que trabalhavam para ele. Não desejava expandir seu negócio, torná-lo gigantesco, o que poderia ter feito facilmente. Permanecia, como fora desde o princípio, um a cionado dos metais e materiais, eternamente fascinado por suas propriedades. Passava centenas de horas observando todos os processos em suas fábricas: a sinterização e a tre lação do tungstênio, a feitura das espirais e dos suportes de molibdênio para os lamentos, a introdução de argônio nas lâmpadas na velha fábrica de Farringdon, a sopragem do vidro para formar os bulbos e sua perolização com ácido uorídrico na nova fábrica de Hoxton. Não precisaria fazer isso — seus funcionários eram competentes e as máquinas funcionavam com perfeição —, mas fazia por prazer, e às vezes, enquanto estava lá observando, acabava tendo ideias para novos aprimoramentos, novos processos. Ele não precisava realmente dos laboratórios compactos mas primorosamente equipados em suas fábricas, porém era curioso e não conseguia deixar de fazer experimentos, alguns com aplicação imediata nas fábricas, embora boa parte deles, pelo que posso avaliar, fosse feita por puro deleite, por divertimento. Tampouco precisava conhecer em detalhes enciclopédicos, como conhecia, a história das lâmpadas incandescentes, da iluminação em geral e da química e física básicas que a fundamentavam. Mas gostava de se sentir parte de uma tradição — simultaneamente uma tradição de ciência pura, ciência aplicada, artesanato e indústria. Meu tio me disse que, de muitos modos, a história das descobertas químicas era inseparável da busca da luz.

Ele também gostava de comentar que a visão de Edison, da luz para as massas, nalmente se concretizara na lâmpada incandescente. Se alguém pudesse olhar a Terra do espaço cósmico, ver como ela faz a rotação a cada 24 horas entrando nas sombras da noite, essa pessoa veria milhões, centenas de milhões de lâmpadas incandescentes acenderem-se toda noite, fulgurando com tungstênio branco-incandescente nas entranhas daquelas trevas — e saberia, então, que a humanidade nalmente conquistara a escuridão. A lâmpada incandescente zera mais para alterar os hábitos sociais, a vida humana, do que qualquer outra invenção que ele conhecia, disse meu tio.

Antes de 1800, só se dispunha de velas ou simples lâmpadas a óleo, como as que vinham sendo usadas por milhares de anos. A luz que elas emitiam era fraca e as ruas eram escuras e perigosas — di cilmente se saía à noite sem uma lanterna ou em dias sem lua cheia. Havia uma necessidade premente de alguma forma e caz de iluminação que pudesse ser usada com segurança e facilidade, tanto em casa como nas ruas.

No início do século XIX introduziu-se a iluminação a gás, que foi experimentada em várias formas. Bocais diferentes produziam chamas de gás de formas diversas: asa de morcego, rabo de peixe, espora de galo e crista de galo — eu me encantei com aqueles nomes ao ouvi-los de meu tio, e também com as belas formas das chamas.

Mas as chamas de gás, com suas partículas de carbono fulgurantes, não eram muito mais brilhantes do que as chamas das velas. Era preciso algo mais, um material que brilhasse com especial intensidade quando aquecido numa chama de gás. Essa substância era a cal — óxido de cálcio —, que brilhava com uma intensa luz branco-esverdeada quando aquecida. Essa “luz de cal”, explicou tio Dave, foi descoberta na década de 1820 e usada para iluminar os palcos dos teatros durante muitas décadas — por isso, em inglês, ainda se usava a expressão “in the

limelight”,* embora não se empregasse mais a cal para obter incandescência. Podia-se obter uma luz de brilho equivalente aquecendo-se vários outros óxidos — zirconita, tória, magnésia, alumina, óxido de zinco. (“E o óxido de zinco, eles não chamam de zíncia?”, perguntei. “Não”, respondeu meu tio, achando graça. “Nunca ouvi chamarem-no assim.”)

Na década de 1870, depois de serem tentados muitos óxidos, evidenciou-se que algumas misturas brilhavam mais do que qualquer um dos óxidos individualmente. Auer von Welsbach, na Alemanha, fez experimentos com inúmeras dessas combinações e nalmente, em 1891, descobriu a ideal: uma mistura de tória e dióxido de cério, 99 partes para 1. Essa razão era crucial; Auer constatou que uma razão de 100 para 1 ou de 98 para 1 era muito menos e caz.

Até então haviam sido usadas barras ou hastes de óxido, mas Auer descobriu que “um tecido de forma adequada”, uma camisa de rami, poderia fornecer uma área super cial muito maior para ser impregnada com a mistura de Auer, emitindo assim uma luz mais intensa. Essas camisas de rami revolucionariam toda a indústria da iluminação a gás, permitindo-lhe competir de igual para igual com a incipiente indústria da luz elétrica.

Meu tio Abe, alguns anos mais velho que tio Dave, recordava-se vividamente dessa descoberta, e de que sua casa fracamente iluminada em Leman Street subitamente se transformara com as novas camisas incandescentes. Lembrava que acontecera uma grande corrida ao tório: em poucas semanas, o preço do tório aumentou dez vezes, e teve início uma busca frenética por novas fontes desse elemento.

Edison, nos Estados Unidos, também foi pioneiro nas experimentações com a incandescência de várias terras-raras, mas não fez a descoberta de Auer, e por isso voltou sua atenção, em ns da década de 1870, para o aperfeiçoamento de outro tipo de luz, uma luz elétrica. Swan, na Inglaterra, e vários outros, haviam começado a fazer experimentos com lâmpadas de platina na década de 1860 (meu tio tinha uma dessas primeiras lâmpadas de Swan em seu armário); Edison, muito competitivo, entrou na corrida, mas descobriu, como Swan, que havia di culdades fundamentais — o ponto de fusão da platina, embora elevado, não era su cientemente alto.

Edison fez experimentos com muitos outros metais com pontos de fusão mais altos para obter um lamento viável, mas nenhum se mostrou adequado. Em 1879, ele teve uma ideia brilhante. O carbono tinha um ponto de fusão muito mais elevado que o de qualquer metal — ninguém jamais conseguira fundi-lo — e, embora conduzisse eletricidade, tinha grande resistência, o que o faria aquecer-se e se tornar incandescente com mais facilidade. Edison tentou produzir espirais de carbono elementar, semelhantes às espirais de metal dos

lamentos mais antigos, mas essas espirais de carbono se esfacelaram. A

solução que encontrou — absurdamente simples, embora fosse preciso genialidade para chegar a ela — foi usar uma bra orgânica (papel, madeira, bambu, linho ou o de algodão) e queimá-la, deixando um esqueleto de carbono su cientemente forte para se manter íntegro e conduzir uma corrente. Se esses lamentos fossem inseridos em bulbos evacuados, poderiam produzir uma luz constante por centenas de horas.

As lâmpadas de Edison traziam a possibilidade de uma verdadeira revolução — ainda que, evidentemente, tivessem de ser associadas a todo um novo sistema de dínamos e linhas de transmissão. “O primeiro sistema elétrico central do mundo foi construído por Edison bem aqui, em 1882”, contou meu tio, levando-me até a janela e apontando para as ruas lá embaixo. “Grandes dínamos a vapor foram instalados no viaduto Holburn, ali adiante, e abasteciam 3 mil lâmpadas elétricas ao longo do viaduto e de Farringdon Bridge Road.”

Assim, a década de 1880 foi dominada pelas lâmpadas elétricas e pela instalação de toda uma rede de estações e linhas de transmissão de energia elétrica. Porém, em 1891, Auer aperfeiçoou as camisas de gás, que eram muito e cientes e não custavam caro (e podiam usar as tubulações de gás existentes), impondo um grave obstáculo à incipiente indústria da luz elétrica. Meus tios me falaram da disputa entre as iluminações elétrica e a gás quando eles eram moços, e disseram que a balança alternadamente pendia para uma ou para a outra. Muitas casas construídas naquela época — incluindo a nossa — haviam sido equipadas para ambos os tipos de iluminação, pois não estava claro quem ganharia no nal. (Mesmo depois de cinquenta anos, quando eu ainda era menino, muitas ruas de Londres, especialmente na City, o centro nanceiro, eram iluminadas por camisas de gás, e às vezes, ao pôr do sol, víamos o acendedor de lampiões com sua vara comprida, de poste em poste, acendendo os lampiões. Eu adorava contemplar aquela cena.)

Mas, com todas as suas virtudes, as lâmpadas de carbono tinham problemas. Eram frágeis, e com o uso essa fragilidade aumentava — só podiam ser usadas a temperaturas relativamente baixas, e por isso a luz emitida era amarelada e baça, e não branca e brilhante.

Haveria alguma solução para isso? Era preciso um material com um ponto de fusão quase tão elevado quanto o do carbono, ou pelo menos próximo de 3000 oC, mas com uma resistência que um lamento de carbono nunca poderia apresentar — e apenas três metais com essas características eram conhecidos: ósmio, tântalo e tungstênio. Tio Dave pareceu empolgar-se mais nesse trecho. Ele tinha imensa admiração por Edison e sua engenhosidade, mas estava óbvio que os lamentos de carbono não lhe agradavam. Um lamento respeitável, ele parecia pensar, tinha de ser feito de metal, pois somente metais podiam ser estirados para formar os adequados. Um o de fuligem — ele torcia o nariz — era, de certo modo, uma contradição, e muito admirava que esses os aguentassem tão bem como o zeram.

As primeiras lâmpadas de ósmio foram feitas em 1897 por Auer; tio Dave também tinha uma delas em seu armário. Mas o ósmio era raríssimo — a produção mundial total era de apenas sete quilos por ano — e muito caro. Era quase impossível, na época, estirar ósmio para transformá-lo num lamento, e por isso o pó de ósmio tinha de ser misturado a um aglutinante e injetado em um molde, queimando-se depois o aglutinante para eliminá-lo. Além disso, esses lamentos de ósmio eram muito frágeis e se quebravam se a lâmpada fosse virada de cabeça para baixo.

O tântalo era conhecido já fazia um século ou mais, embora sempre houvesse grande di culdade para puri cá-lo e trabalhar com ele. Em 1905, tornou-se possível puri car esse metal o su ciente para transformá-lo em os, e com lamentos de tântalo poderiam ser produzidas lâmpadas incandescentes em massa, a preços baixos, para competir com as lâmpadas de carbono — o que nunca seria possível para as lâmpadas de ósmio. Mas, para obter a resistência necessária, era preciso usar um o muito longo e no, ziguezagueando como uma teia de aranha no interior da lâmpada, para formar um lamento complexo, semelhante a uma gaiola. Apesar de o tântalo car um pouco mais mole quando aquecido, ainda assim esses lamentos tiveram grande êxito e, por m, desa aram a hegemonia das camisas de gás. “De repente, as lâmpadas de tântalo viraram a coqueluche”, disse meu tio.

As lâmpadas de tântalo continuaram a ser a coqueluche até a Primeira Guerra Mundial; porém, mesmo no auge de sua popularidade, estava sendo usado um outro tipo de metal para lamentos: o tungstênio. As primeiras lâmpadas de tungstênio viáveis foram feitas em 1911, e podiam operar brevemente a temperaturas altíssimas, embora logo enegrecessem com a evaporação do tungstênio, que se depositava na superfície interna do vidro. Isso foi um desa o para a engenhosidade de Irving Langmuir, químico americano que propôs o uso de um gás não reativo para exercer uma pressão positiva sobre o lamento e assim reduzir sua evaporação. Era preciso um gás absolutamente inerte, e o candidato óbvio era o argônio, que havia sido isolado quinze anos antes (embora só fosse disponível em pequenas quantidades obtidas em laboratório). Mas o uso de um enchimento de gás trouxe outro problema: imensa perda de calor por convecção no gás. A resposta para isso, percebeu Langmuir, era obter o lamento mais compacto possível, uma hélice lamentosa densamente espiralada, e não uma teia de aranha dispersa. Essa espiral densa poderia ser feita com tungstênio, e em 1913 tudo isso foi reunido: o de tungstênio namente estirado, hélices densamente espiraladas, em um bulbo preenchido com argônio. Nessa altura, cou evidente que os dias da lâmpada de tântalo estavam contados, e que o tungstênio — mais resistente, mais barato, mais e ciente — logo o substituiria (ainda que isso só pudesse acontecer depois da guerra, quando o argônio se tornaria disponível em quantidades comerciais). Foi nessa fase que muitos fabricantes passaram a produzir lâmpadas de tungstênio, e que tio Dave, com vários de seus irmãos (e três irmãos de sua esposa, os Wechsler, que também eram químicos), uniram seus recursos e fundaram sua rma, a Tungstalite.

Tio Dave adorava me contar essa saga, da qual vivenciara boa parte, e seus pioneiros eram heróis para ele, sobretudo por terem sido capazes de combinar uma paixão pela ciência pura com um forte senso prático e comercial. (Langmuir, meu tio me contou, foi o primeiro químico industrial laureado com o Nobel.)

As lâmpadas do tio Dave eram maiores que as da Osram, da GE ou ainda outras lâmpadas elétricas no mercado — maiores, mais pesadas e quase absurdamente fortes, parecendo durar eternamente. Às vezes eu torcia para que se queimassem, assim eu poderia quebrá-las (nada fácil), retirar os lamentos de tungstênio e seus suportes de molibdênio, e então ter o prazer de ir até o armário triangular debaixo da escada e pegar uma lâmpada novinha em folha, embalada em seu cilindro de papelão ondulado. Outras pessoas compravam lâmpadas elétricas uma a uma, mas nós encomendávamos caixas direto da fábrica, algumas dúzias de lâmpadas por vez — a maioria de 60 watts e 100 watts, embora usássemos pequenas lâmpadas de 15 watts nos armários e abajures, e uma lâmpada de 300 watts possante como um farol na varanda da frente. Tio Tungstênio fabricava lâmpadas de todos os tipos e tamanhos, de minúsculas lâmpadas de 1-1/2 volt para serem usadas em minilanternas a lâmpadas enormes para campos de futebol ou holofotes. Também havia as de formatos especiais, destinadas a mostradores de instrumentos, oftalmoscópios e outros aparelhos médicos, além de lâmpadas com

lamentos de tântalo (apesar da afeição de meu tio pelo tungstênio),

para uso em projetores de cinema e trens. Esses lamentos eram menos e cientes, menos capazes que o tungstênio de suportar altas temperaturas, porém resistiam melhor à vibração. Também estas eu gostava de quebrar quando pifavam, para retirar o o de tântalo e acrescentá-lo à minha próspera coleção de metais e substâncias químicas.

As lâmpadas de meu tio, junto com minha queda para a improvisação, instigaram-me a montar um sistema de iluminação para o escuro armário sob a escada. Eu sempre sentira fascínio por aquele espaço, e um certo medo, pois ele não tinha iluminação própria e parecia sumir-se em segredo e mistério em seus recessos mais profundos. Usei uma lâmpada de 6 watts em formato de limão, como as que havia nas luzes laterais do nosso carro, e uma bateria de 9 volts feita para lanterna elétrica. Instalei desajeitadamente um comutador na parede e o liguei com os à lâmpada e à bateria. Eu tinha um descabido orgulho daquela pequena instalação, e fazia questão de mostrá-la às visitas que apareciam em casa. Mas a luz penetrou nos recessos do armário e, expulsando a escuridão, expulsou também o mistério. Luz demais não era bom, constatei — certos lugares eram melhores com seus segredos intactos.

* Equivalente à nossa expressão “luzes da ribalta”. (N. T.)

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