O Elevador de Equilíbrio Hídrico, Parte Dois

Um intrigante sistema hidráulico se estende para oeste, até Chicago e além.

Um dos sistemas de elevadores hidráulicos mais fascinantes desenvolvidos no século XIX foi o elevador de equilíbrio hidráulico. A Parte Um deste artigo (ELEVATOR WORLD, agosto de 2017) examinou as origens desse sistema em Boston, no final da década de 1860 e início da década de 1870. A Parte Dois continua essa história, traçando a expansão gradual do elevador de equilíbrio hidráulico para Chicago e o oeste dos Estados Unidos.

Ao longo de três dias em outubro de 1871, o Grande Incêndio de Chicago destruiu milhares de edifícios e matou centenas de pessoas. O esforço de reconstrução que se seguiu atraiu diversos arquitetos e engenheiros para a cidade e proporcionou um laboratório extraordinário para experimentos em novas tecnologias e sistemas de construção. Muitos desses novos sistemas buscavam garantir que uma cidade mais segura e resistente ao fogo ressurgisse das cinzas. Um desses esforços foi a proposta de utilização de poços artesianos para fornecer um amplo suprimento de água que atendesse às necessidades de um determinado edifício e estivesse prontamente disponível para combater incêndios. Um dos primeiros projetos a explorar o uso de um poço artesiano foi um edifício de cinco andares projetado para a Hale, Emerson & Co., cuja construção começou em fevereiro de 1872. O poço tinha como objetivo fornecer água para os ocupantes do edifício, combater incêndios e “operar um elevador”.

Um relato jornalístico da época sobre o assunto informava que "a ideia de operar um elevador movido a água não é nova, tendo esse método sido praticado em Boston com algum sucesso". Os proprietários do edifício, em uma carta ao editor na qual explicavam os motivos da sua decisão de perfurar um poço artesiano, descreveram o sistema de elevadores proposto:

“Propomos utilizar um elevador hidráulico, fabricado em Boston. Ele é projetado de forma que a água seja usada para criar um contrapeso e, assim, elevar a carga. Dessa forma, quando a água estiver no topo do edifício, a energia estará pronta para elevar qualquer peso necessário. E se a água fluir do poço para os andares superiores (como esperamos que aconteça), o custo de operação do elevador será simplesmente o desgaste do equipamento.”

O principal cliente que apresentou a Hale, Emerson & Co. foi William E. Hale (1836-1898), que também emprestou seu nome ao projeto, conhecido como Edifício Hale. Hale nasceu em Bradford, Massachusetts, e frequentou o ensino médio em Hartford, Connecticut. Ele começou sua carreira como escriturário em Hartford, mudou-se para Beloit, Wisconsin, em 1857, e chegou a Chicago em 1862. Em meados da década de 1860, já havia se estabelecido como um bem-sucedido incorporador imobiliário, carreira que exerceu por grande parte de sua vida. Suas raízes na Nova Inglaterra podem ter contribuído para seu conhecimento do elevador hidráulico. Seu desejo de empregar o que havia de mais moderno em tecnologia de construção levou à sua adoção.

Em fevereiro de 1872, Cyrus W. Baldwin, o inventor do elevador de equilíbrio hidráulico, aparentemente trabalhava para a Campbell, Whittier & Co. de Boston (que logo se tornaria a Whittier Machine Co.), fabricante muito provavelmente do elevador do Edifício Hale. O fascínio de Hale por essa nova tecnologia era tamanho que, poucas semanas após a publicação da carta ao editor — e antes mesmo da conclusão do edifício e da construção e instalação do elevador — ele elaborou um plano para fabricar esses elevadores em Chicago. No final de fevereiro, ele fundou a William E. Hale & Co., cujo único produto eram os elevadores de equilíbrio hidráulico.

Um dos primeiros anúncios da empresa apareceu no Chicago Tribune em 7 de março de 1872. O texto do anúncio afirmava que esses elevadores “estavam em uso no Leste há vários anos” e observava que eles estavam “se tornando muito populares devido à sua segurança, simplicidade, rapidez e economia”. A caracterização desse sistema como uma importação “oriental” serviu como validação do elevador e de seu aprimoramento tecnológico. O anúncio incluía uma descrição dos produtos da empresa e do funcionamento básico do elevador:

“Fabricamos elevadores para transporte de carga ou passageiros e garantimos total satisfação em todos os casos. A diferença entre eles e os elevadores a vapor comuns é que a cabine ou plataforma é fixada, por meio de cabos de aço, a uma caçamba de contrapeso, em vez de uma máquina a vapor. A caçamba é preenchida com água suficiente para compensar a carga. A água é bombeada de um reservatório no subsolo para um reservatório no andar superior e é reutilizada diversas vezes. Quando a carga sobe e a caçamba desce, a água é descarregada no reservatório inferior. O custo de operação dessas máquinas não chega a um quarto do custo de operação de um elevador a vapor. São incomparáveis ​​em segurança.”

O anúncio também afirmava que “um modelo funcional” do elevador “pode ser visto” no escritório da William E. Hale & Co. Isso sugere que alguém, talvez Baldwin, construiu um modelo em escala funcional e o enviou para Chicago para uso da Hale.

Duas semanas após a publicação do primeiro anúncio, um segundo foi publicado. Uma mudança editorial importante entre o primeiro e o segundo anúncio refletiu-se na referência ao nome da empresa: “Wm. E. Hale & Co.” foi alterado para “Wm. E. Hale & Co., Fabricantes”.[4] Embora essa mudança indique a produção “local” desses elevadores, Hale, na verdade, não possuía uma fábrica capaz de construí-los. As negociações com empresas de Chicago para a fabricação dessas máquinas, que aparentemente ocorreram muito rapidamente, exigiram acesso às especificações de fabricação que só poderiam ter sido fornecidas pela Baldwin ou pela Whittier. No entanto, Hale não parece ter atuado como um “agente” da Whittier Machine Co. (tendo adquirido uma franquia para comercializar e construir elevadores hidráulicos); em vez disso, ele parece ter obtido os direitos totais para fabricar esses elevadores de forma independente. A prova da rapidez e do sucesso com que ele operava pode ser encontrada em um artigo do Chicago Tribune de abril de 1872, que relatava que o edifício Galleys & Hitchcock, que estava em construção e deveria ser concluído em outubro, contaria com um elevador de equilíbrio hidráulico.

É importante notar que a terceira (e última) patente de Baldwin sobre o sistema de equilíbrio hidráulico, “Aperfeiçoamento em Elevadores”, Patente Americana nº 123,761, foi publicada em fevereiro de 1872. A patente abordava quatro melhorias propostas para o seu projeto original: a mudança da conexão do cabo de içamento do topo para a parte inferior da cabina; um dispositivo de segurança relacionado para parar a cabina caso os cabos se rompessem; um freio aprimorado e parada automática; e uma corrente de compensação fixada na parte inferior da cabina. Dessas melhorias sugeridas, apenas o freio aprimorado e a parada automática parecem ter sido utilizados na produção. O desenho da patente mostra o freio localizado abaixo da cabina (Figura 1). Para liberar o freio, o operador pressionava a alavanca na cabina; quando a pressão na alavanca era aliviada, o freio era reengatado automaticamente. A presença da parada automática é indicada pelo pedal à esquerda da alavanca do freio. Se o operador tentasse exceder a distância segura de deslocamento da cabina, a parada automática seria acionada. Para liberar a trava, o operador pressionava o pedal, o que, por sua vez, permitia liberar o freio principal e movimentar o veículo. Cabe ressaltar que nenhum dos desenhos associados a esta patente representava os tanques de armazenamento de água ou os meios pelos quais o operador controlava o fluxo de água para dentro e para fora da caçamba de balanceamento.

Em abril de 1872, um desenho detalhado de uma instalação de elevador de equilíbrio hidráulico foi publicado na The Industrial Monthly, uma nova revista que se descrevia como “um periódico prático para fabricantes, mecânicos, construtores, inventores, engenheiros e arquitetos”.[6] O desenho acompanhava um artigo intitulado “O Elevador Hidroatmosférico”, um termo usado na segunda patente de Baldwin: “Elevador Hidroatmosférico”, Patente dos EUA nº 111,030 (17 de janeiro de 1871). O desenho representava claramente todos os componentes deste sistema de elevador (Figuras 2 e 3). A cabina e a caçamba de equilíbrio eram conectadas por dois cabos de içamento que passavam por uma grande polia no topo do poço. Adjacentes à polia de içamento, havia duas polias menores que direcionavam a passagem do cabo que acionava a válvula de descarga da caçamba, a qual estava conectada a uma alavanca de controle na cabina. Uma alavanca basculante, localizada acima da polia de içamento, estava conectada de um lado, por meio de um cabo curto, à válvula de abastecimento do balde no tanque superior de armazenamento de água; do outro lado, estava presa a uma corda de transporte que passava pelo interior do vagão. O balde também incluía um "tubo de ar" aberto para o ar abaixo e acima da parte superior do balde (para garantir que não pudesse ser submerso). De acordo com o artigo, "A abertura ou o fechamento de uma válvula neste tubo regula a velocidade do vagão." Contudo, tal como ocorrera em descrições anteriores desta funcionalidade, o artigo não mencionava como o operador controlaria a válvula, e o desenho não fornecia pistas sobre o seu funcionamento. O vagão também contém um pequeno pedal, visível imediatamente à direita da corda de reboque, que servia como dispositivo de desarme automático.

O funcionamento do elevador era o seguinte:

1. Para subir, o operador puxou a corda de transporte para baixo, a fim de adicionar água ao balde.
2. Quando ele acreditou que o balde havia desequilibrado o vagão, soltou a corda de reboque, o que fez com que a válvula retornasse à sua posição fechada.
3. Em seguida, o operador pressionou a alavanca do freio, liberando os freios.
4. O carro começou a subir.
5. Ao chegar ao seu destino, ele soltou a alavanca do freio e o carro parou. O motorista controlava a velocidade do carro variando a pressão na alavanca do freio.

A origem do desenho de 1872 é desconhecida, em parte porque o artigo não mencionou o nome do inventor do elevador nem o nome do fabricante. Essas omissões são muito incomuns. A maioria dos artigos do século XIX sobre produtos específicos incluía essas informações, principalmente porque muitos deles eram patrocinados por fabricantes ou inventores em busca de publicidade. Até o momento, apenas uma publicação adicional deste desenho foi encontrada. Ela apareceu na edição de 12 de abril de 1873 do US Railroad and Mining Register. Embora o artigo de 1873 tenha mencionado Baldwin e listado todas as suas quatro patentes associadas a esse sistema, omitiu o nome do fabricante. É possível que o desenho tenha buscado retratar o elevador em construção no Edifício Hale. De fato, dois elevadores hidráulicos foram instalados neste edifício. Em outubro de 1872, o Chicago Tribune noticiou que um “maravilhoso elevador hidráulico” estava “funcionando constantemente para fins de construção no poço de carga” e que o “elevador de passageiros está sendo construído e estará pronto em breve”. O elevador de passageiros foi concluído em fevereiro de 1873 e serviu para impulsionar efetivamente a William E. Hale & Co. como uma fabricante regional — com ambições nacionais.

A conclusão deste artigo em três partes traça a utilização de elevadores de equilíbrio hidráulico nas décadas de 1870 e 1880, e seu lugar na história dos elevadores.

Referências
[1] “Edifícios”, Chicago Tribune (11 de fevereiro de 1872).
[2] “Poço Artesiano”, Chicago Post (13 de fevereiro de 1872)
[3] Anúncio do “Elevador de Equilíbrio Hídrico”, Chicago Tribune (7 de março de 1872).
[4] Anúncio do “Elevador de Equilíbrio Hídrico”, Chicago Tribune (23 de março de 1872).
[5] “Outro belo edifício”, Chicago Tribune (14 de abril de 1872).
[6] “O elevador hidro-atmosférico”, The Industrial Monthly (abril de 1872).
[7] “Notas de construção”, Chicago Tribune (27 de outubro de 1872).