Gilbert Gilkes & Gordon em Canal Head, Kendal: Williamson Brothers, turbinas Vortex e Pelton
Da Turbine No. 1 de 1856 às exportações para mais de 50 países: a história da Gilbert Gilkes & Gordon em Canal Head, Kendal.
Williamson Brothers: antes de Gilbert Gilkes & Gordon
A história da Gilbert Gilkes & Gordon Ltd. em Canal Head, Kendal, começa antes de o nome Gilkes aparecer. A empresa descende diretamente da Williamson Brothers, fundada em 1853 e responsável por sua primeira turbina em 1856. Desde então, a atividade ligada a turbinas hidráulicas permaneceu no centro da empresa, que conseguiu competir com fabricantes muito maiores de países onde a energia hidráulica era mais abundante.
Henry Williamson nasceu por volta de 1825, filho de um comerciante de linho de Kendal. Estudou engenharia no Liverpool College and Institution e recebeu um prêmio em 1846. Com o irmão William, parece ter iniciado uma oficina de engenharia geral em 1853 no Halfpenny Mill, Stainton, cerca de quatro milhas de Kendal.
Como muitas pequenas empresas de engenharia da época, os irmãos se concentravam em máquinas agrícolas, provavelmente combinando itens comprados de outros fabricantes com equipamentos produzidos pela própria oficina. No catálogo de 1855 já chamavam atenção para o potencial da turbina hidráulica como fonte de força para máquinas agrícolas estacionárias, embora não haja prova de que tenham construído uma turbina enquanto estavam em Stainton.
A mudança para Canal Head em 1856
Em 1856 os Williamson transferiram a operação de Stainton para Canal Head, Kendal. A necessidade de espaço coincidiu com a disponibilidade de grandes edifícios excedentes da Kendal and Lancaster Canal Company. Eram antigos armazéns do canal, tornados parcialmente redundantes depois da abertura da ferrovia em 1846.
Os irmãos rebatizaram o conjunto como Canal Iron Works, nome que continuaria aparecendo no papel timbrado da empresa por muitos anos. Com o tempo, Williamson Brothers e, depois, Gilkes ocupariam todos os prédios do local e ampliariam bastante a fábrica, especialmente depois de o canal ser drenado durante a Segunda Guerra Mundial.
A história industrial de Canal Head é muito anterior à empresa. No século XVIII, grande parte da área era ocupada por tenter grounds, campos onde panos de lã processados eram esticados em estruturas com tenter hooks para secar e branquear. No centro ficavam os Castle Mills, movidos por rodas d’água instaladas sob os edifícios.
A chegada do Kendal Canal alterou essa paisagem e ocupou cerca de 680 jardas dos antigos tenter grounds. O Canal Committee também substituiu a velha Mill Bridge pela nova Kent Bridge, que ainda existe e hoje é conhecida como Miller Bridge, melhorando o acesso da cidade ao canal.
Uma série de açudes desviava parte da água do rio Kent ao redor da antiga ilha de Gooseholme, conduzindo-a por um canal de cabeceira até Castle Mills. Depois de movimentar as rodas, a água retornava ao rio por um longo canal de fuga. Esse sistema aparece claramente em mapas antigos, mas deixou de funcionar em 1942. Após uma enchente desastrosa em 1954, canais de Gooseholme e Canal Head foram aterrados, açudes removidos e o canal principal do rio foi alargado e regularizado.
Canal Iron Works: fundição, forja e uma máquina a vapor de 5 hp
Os terrenos e prédios de Canal Head pertenciam à Kendal Corporation devido à participação municipal no canal. Foram arrendados aos Williamson por vinte anos, com aluguel anual de £85.
O conjunto havia sido projetado como unidade coerente em 1818–1819 pelo arquiteto local Francis Webster. Incluía escritório, cais cobertos, estábulos e casas de trabalhadores. Partes desses edifícios sobreviveram incorporadas à fábrica de Gilkes: os antigos estábulos, por exemplo, tornaram-se escritórios, enquanto a atual sala de reuniões provavelmente ocupa o antigo escritório do funcionário do canal.
Ao assumir o local, os Williamson converteram parte dos prédios em forja de máquinas e oficina de ferreiro, enquanto outras áreas viraram fundição. A energia inicial vinha de uma máquina a vapor de 5 hp. Continuaram produzindo máquinas semelhantes às de Stainton e, como outras oficinas pequenas, adicionaram motores a vapor e caldeiras ao catálogo.
A turbina Vortex e a Turbine No. 1
O interesse por turbinas surgiu antes da mudança para Kendal. Poucos anos antes, a primeira turbina Thomson “Vortex” havia sido instalada na Irlanda. O primeiro exemplar inglês foi fornecido a James Cropper, das fábricas de papel de Burneside, ao norte de Kendal, construído em Belfast sob supervisão de Thomson.
Não existe prova de que os Williamson tenham examinado essa máquina, mas num centro industrial pequeno como Kendal seria difícil ignorar uma novidade técnica desse porte. Sabe-se que os irmãos obtiveram de Thomson uma licença para fabricar a Vortex. O próprio Thomson explicou os fundamentos teóricos e forneceu desenhos para os primeiros modelos.
Em 1855 já existiam em Stainton padrões para uma turbina e uma bomba desenhada por Thomson. No entanto, o primeiro pedido registrado só apareceu 17 dias depois da mudança de 31 de julho de 1856. Era a Turbine No. 1, modelo Vortex de eixo vertical com 5 hp, comprada por um fazendeiro em Old Hutton, a apenas uma milha da antiga oficina dos Williamson.
A turbina acionou máquinas agrícolas por eixos e engrenagens durante mais de cem anos, até ser substituída pela eletricidade. A própria Gilkes comprou o equipamento de volta quando ele foi aposentado. Para uma máquina essencialmente prototípica, uma vida útil de um século, aparentemente com apenas um novo rotor e pequenos reparos, demonstra tanto a qualidade do projeto de Thomson quanto a execução dos Williamson.
W. C. Unwin, 441 turbinas e a venda para Gilbert Gilkes
Em março de 1862, a equipe de projeto ganhou um novo engenheiro: W. C. Unwin, então com 24 anos, formado na prática sob William Fairbairn em Manchester. Durante os três anos em Kendal, provavelmente contribuiu de forma importante para o desenvolvimento das turbinas e bombas.
Mais tarde, Unwin se tornaria professor no que hoje é o Imperial College e seria reconhecido como autoridade em hidráulica. A empresa crescia rapidamente: apresentou turbina, bomba e máquina a vapor na Exhibition de 1862 e, em 1871, empregava 64 homens e 21 meninos.
Nessa fase o negócio era conduzido por William Williamson e seu irmão mais novo Benjamin. Henry havia morrido relativamente jovem. Depois de fabricar cerca de 441 turbinas, além de máquinas a vapor, bombas e outros equipamentos, os irmãos venderam a empresa em 1881 para Gilbert Gilkes por £5.000. Estoque, padrões, ferramental e outros itens foram avaliados separadamente em £1.661.
Gilbert Gilkes e a expansão do negócio de turbinas
Gilbert Gilkes nasceu em Dublin em 1845. Era Quaker rigoroso e provavelmente começou a carreira como engenheiro civil. Não ficou conhecido como empresário agressivo, mas administrou a companhia com competência.
Sob seu controle, a produção de turbinas subiu de aproximadamente 14 unidades por ano para uma média de 37. A linha de máquinas agrícolas, pressionada por fabricantes maiores, foi abandonada. Em compensação, entraram no catálogo outros equipamentos hidráulicos, como Pelton Wheels e turbinas Girard.
Talvez sua decisão mais importante tenha sido escolher as pessoas que continuariam a empresa. Entre elas estavam Norman Wilson e D. J. Pennington. Em 1894, quando o negócio virou sociedade limitada sob o nome Gilbert Gilkes & Co. Ltd., os dois se tornaram diretores-gerentes conjuntos.
Norman Wilson havia estudado com Professor Unwin em Londres. Era, segundo seu filho, “um homem devotado às turbinas” e teve papel importante no desenvolvimento dos produtos e das exportações. Em regiões como a América do Sul, engenheiros britânicos frequentemente influenciavam compras de equipamentos do Reino Unido, e as turbinas compactas e confiáveis da Gilkes eram adequadas a instalações isoladas, como minas e plantações de chá.
Controle de velocidade e os governadores a óleo
No início do século XX, uma das questões centrais era o controle da velocidade das turbinas. Os mecanismos simples disponíveis não eram suficientemente precisos para máquinas ligadas a geradores de corrente alternada.
Por volta de 1910, os antigos reguladores centrífugos estavam sendo substituídos por governadores a pressão de óleo projetados pela Gilkes. Isso permitiu integrar a turbina de forma mais confiável à geração elétrica moderna.
Eric Crewdson, Turbo impulse turbine e a depressão dos anos 1930
Depois da Primeira Guerra Mundial, período em que a fábrica produziu vários itens especializados dentro da política governamental de utilizar toda a capacidade de engenharia disponível, a empresa foi reorganizada como sociedade moderna. Norman Wilson e Eric Crewdson tornaram-se diretores-gerentes conjuntos e Gilbert Gilkes finalmente se aposentou. Morreu três anos depois, aos 79 anos.
Crewdson tinha 32 anos e reunia experiência nos Royal Engineers, Royal Flying Corps, aprendizado na própria Gilkes e docência na McGill University, em Montreal. Era sobrinho-neto de Gilbert Gilkes, mantendo a ligação familiar.
Ele defendia que a capacidade intelectual disponível em Kendal podia competir com qualquer concorrente. Projetou e patenteou a Turbo impulse turbine, com vantagens sobre a Pelton Wheel em determinadas condições. Essa máquina seria crucial para manter a empresa viva durante a depressão dos anos 1930.
Em 1928, a Gilkes adquiriu o negócio de turbinas de água de James Gordon. O nome foi incorporado à companhia, dando origem a Gilbert Gilkes & Gordon Ltd., às vezes abreviado GGG, embora o nome Gilkes continuasse sendo o mais usado.
Paul Wilson e a expansão de Canal Works
Norman Wilson aposentou-se em 1934 e foi sucedido pelo filho Paul Wilson. Ele havia começado a formação prática na própria Gilkes, estudou em Cambridge e ganhou experiência profissional na África do Sul.
Wilson também se interessava profundamente pela história da engenharia. Escreveu artigos, colaborou com sociedades históricas e preparou um livreto do Science Museum sobre turbinas hidráulicas. Foi eleito presidente da Newcomen Society for the Study of the History of Engineering and Technology em três ocasiões. Mais tarde tornou-se Lord Wilson of High Wray e Lord Lieutenant of Westmorland.
Sob sua direção decidiu-se ampliar Canal Works em 1948–1949. Durante a guerra, o canal de Kendal sofrera um vazamento e fora drenado nas proximidades da cidade. Isso abriu espaço para um grande prédio novo sobre a antiga bacia do canal, com baias de 200 por 50 pés e amplo cais de carregamento. Ao mesmo tempo, máquinas-ferramentas e outros equipamentos foram modernizados.
Exportações, Queen’s Award e Gilkes Inc.
No pós-guerra, a busca por mercados externos tornou-se política central. O Reino Unido possui capacidade hidrelétrica limitada por sua geografia; por isso, grande parte da produção precisava encontrar compradores em outros países.
O esforço resultou no Queen’s Award to Industry for Export Achievement em 1969. Muitas exportações nem apareciam diretamente com o nome Gilkes, pois suas turbinas eram fornecidas como componentes de grandes projetos contratados por outras empresas.
Desde 1981, a companhia também passou a operar através da subsidiária Gilkes Inc., em Seabrook, Texas. Eric Crewdson havia se aposentado em 1954, sucedido pelo filho mais velho Peter, que entrara na firma em 1946. Paul Wilson morreu em 1980.
Cragside, Peru, Bolívia e aplicações incomuns
As turbinas Gilkes apareceram em projetos muito diferentes. Uma máquina da época Williamson foi instalada em Cragside, Northumberland, no que é considerado o primeiro sistema hidrelétrico da Inglaterra. Era a turbina nº 428. Seu sucesso levou Sir William a instalar depois uma turbina de 24 hp numa casa de força permanente.
Em 1902, duas Pelton wheels de 200 hp foram fornecidas à Copper Mines Tin Plate Works, perto de Port Talbot. Em vez de gerar eletricidade, acionavam mecanicamente os laminadores. Na mesma época, grandes Pelton Wheels seguiram para pedreiras galesas que mecanizavam a produção de ardósia.
Quatro turbinas destinadas às Caylloma Silver Mines, no Peru, precisavam poder ser desmontadas em volumes do tamanho apropriado para mulas, pois a casa de força ficava a cerca de 14 mil pés de altitude. Outra Pelton wheel, instalada mais tarde nos Andes bolivianos, fornecia aproximadamente 9.000 hp.
Em regiões montanhosas, além da abundância de água, havia uma vantagem importante: turbinas não sofrem a mesma perda de potência em altitude que motores diesel. Confiabilidade e manutenção simples por mão de obra local também ajudaram a Gilkes a vencer contratos para pequenas hidrelétricas na Malásia durante os anos 1980.
Turbinas da empresa chegaram a mais de 50 países, do Chile à Islândia.
Bombas, equipamentos de laboratório e experiências que não vingaram
Embora as turbinas dominem a história, a fábrica produziu muito mais. Na era Williamson, máquinas agrícolas e serviços gerais de engenharia eram centrais. A fundição criada para esse mercado continuou funcionando até 1960.
Logo depois das primeiras turbinas surgiu uma linha de pequenos motores e turbinas para universidades e laboratórios. Essa produção continuou atualizada ao longo das décadas.
Em certa fase, a empresa criou um departamento para entregar sistemas completos de geração elétrica, geralmente destinados a grandes propriedades rurais ou vilarejos. O maior contrato provavelmente foi o abastecimento de Towyn e Aberdovey, no País de Gales. A carga básica vinha de energia hidráulica e motores diesel ajudavam nos horários de pico. Como quase todo equipamento, exceto a turbina, precisava ser comprado de terceiros, o departamento não era muito lucrativo e fechou em 1937.
Também houve experiências menos bem-sucedidas. Um perfurador de rocha movido por turbina, baseado num projeto de Moses Kellow de Croesor Quarries, nunca entrou em produção. Bombas centrífugas multicelulares projetadas por J. T. Rossiter por volta de 1912 tiveram algum sucesso, e uma linha posterior de Ernest Jackson vendeu bem para exportação.
Durante a Primeira Guerra Mundial foram fabricadas máquinas de soldagem, mas seu desempenho foi fraco e a produção acabou depois da guerra.
A bomba GGG e o mercado marítimo
Bombas estavam tecnicamente mais próximas das turbinas e pareciam uma expansão natural nos anos 1920. A Gilkes lançou uma linha de bombas centrífugas, principalmente para exportação. Nos anos 1930 ficou claro que não seria possível competir em volume com grandes fabricantes, e a produção passou a se limitar a unidades especiais.
Em 1932, Eric Crewdson projetou e patenteou uma pequena bomba rotativa autoescorvante. Era extremamente eficiente, mas cara para aplicações comuns. Durante alguns anos vendeu pouco. Na Segunda Guerra Mundial descobriu-se, porém, que era excelente como bomba de água de resfriamento para motores marítimos. Comercializada sob a marca GGG, seus descendentes continuaram representando parte importante do faturamento.
Crewdson criou ainda um Electric Brake Governor para equilibrar variações de carga em geradores acionados por turbina e manter velocidade estável. Funcionou bem. Já a Seklig Borehole Pump, apesar de promissora em teoria e laboratório, não funcionou de forma satisfatória na prática e nunca entrou em produção.
Bombas para turbinas a gás e microturbinas especiais
No pós-guerra, a Gilkes desenvolveu bombas especializadas para alimentar com óleo mancais, vedações e reguladores de turbinas a vapor e a gás. A dificuldade é que as altas pressões internas das turbinas tendem a empurrar o óleo de volta para a bomba, enquanto a contrapressão muda durante partida e desligamento. A empresa também passou a fornecer sistemas completos de combustível acionados por bombas para o mercado de turbinas a gás.
Além das turbinas hidráulicas convencionais, foram produzidos projetos pequenos e incomuns: Pelton wheels para ventiladores de compartimentos em navios-tanque, motores hidráulicos para equipamentos de convés em traineiras, turbinas instaladas em cabeças de poços de petróleo e unidades destinadas a recuperar energia que, de outra forma, seria desperdiçada em fábricas químicas e refinarias.
Essa diversidade ajuda a explicar a longevidade do nome Gilkes: a empresa permaneceu ligada à água e às turbinas, mas continuamente encontrou aplicações específicas em que confiabilidade, eficiência e engenharia sob medida tinham mais valor que produção em massa.
A filosofia de produzir o que o cliente realmente precisava
Paul Wilson resumiu a filosofia da companhia de forma simples: partir de maneira inteligente para fabricar aquilo que alguém realmente quer, e fazê-lo melhor que os outros. Esse princípio aparece repetidamente na história da empresa. Em vez de depender de um único mercado, Gilkes adaptou turbinas, bombas e motores hidráulicos a necessidades muito específicas, desde minas em grandes altitudes até navios, refinarias, propriedades rurais e laboratórios.
Essa flexibilidade também ajudou a empresa a competir em mercados em que o tamanho do fabricante não era o único fator decisivo. Em muitas instalações remotas, facilidade de manutenção, confiabilidade e capacidade de desmontar o equipamento para transporte eram tão importantes quanto a eficiência máxima. A encomenda para Caylloma, que precisava chegar por mula a uma casa de força a 14 mil pés, ilustra bem essa lógica.
Pequenas turbinas e water motors continuaram úteis quando se exigia controle preciso de velocidade e direção ou quando motores elétricos apresentavam problemas de segurança por risco de faísca. Em fábricas químicas e refinarias, a recuperação de energia em pontos de perda de pressão abriu outro campo de aplicação.
O que começou com dois irmãos fabricando equipamentos agrícolas em Stainton tornou-se, portanto, uma empresa associada por mais de um século à engenharia hidráulica de Kendal. Canal Head mudou profundamente ao longo desse período, mas o local, as antigas construções do canal e o nome Gilkes permaneceram ligados à mesma tradição técnica.