Historia de los faros - History of lighthouses
La historia de los faros se refiere al desarrollo del uso de torres, edificios u otros tipos de estructuras, como ayuda a la navegación para los prácticos marítimos en el mar o en vías navegables interiores.
Era premoderna
Antes del desarrollo de puertos claramente definidos, los marineros se guiaban por fuegos construidos en las cimas de las colinas. Dado que encender el fuego mejoraría la visibilidad, colocar el fuego en una plataforma se convirtió en una práctica que llevó al desarrollo del faro. En la antigüedad, el faro funcionaba más como un marcador de entrada a los puertos que como una señal de advertencia para los arrecifes y promontorios, a diferencia de muchos faros modernos. La excavación en Kuntasi ha revelado una torre de vigilancia cuadrada con una rampa que originalmente habría sido de 10-12 metros que se utilizó para guiar a los barcos que llegaban a Kuntasi desde Rann de Kutch, no se puede descartar la posibilidad de que sea un faro.
Período greco-romano
Según la leyenda homérica , Palamedes de Nafplio inventó el primer faro, aunque ciertamente están atestiguados con el Faro de Alejandría (diseñado y construido por Sostratus de Cnidus ) y el Coloso de Rodas . Sin embargo, Temístocles había establecido anteriormente un faro en el puerto de El Pireo conectado a Atenas en el siglo V a. C., esencialmente una pequeña columna de piedra con una baliza de fuego.
Lesches , un poeta griego ( c . 660 a. C.) menciona un faro en Sigeion en Troad . Esta parece haber sido la primera luz mantenida regularmente para la orientación de los navegantes.
Las descripciones escritas y los dibujos del Pharos de Alejandría proporcionan información sobre los faros, pero la torre se derrumbó durante un terremoto muchos siglos después de su construcción en el siglo III a. C. por los griegos. La Torre de Hércules en A Coruña en España tiene un núcleo romano, y las ruinas del faro de Dover en Inglaterra dan una idea de la construcción; Existe otra evidencia sobre los faros en representaciones en monedas y mosaicos, de los cuales muchos representan el faro de Ostia . También existen monedas de Alejandría, Ostia y Laodicea en Siria .
Si bien la evidencia proporciona información sobre la estructura exterior de estas estructuras, existen muchas lagunas en la evidencia con respecto a los aspectos menos visibles de las estructuras. Los restos de A Coruña y Dover ayudan a determinar cómo funcionó cada estructura de faro, aunque hay que hacer algunas suposiciones para determinar cómo se iluminaron las balizas de las estructuras . Presumiblemente, los combustibles disponibles localmente habrán incluido madera y probablemente carbón para mantener el fuego encendido continuamente durante la noche, y hay una gran chimenea que conduce a la habitación superior de la Torre de Hércules . El ejemplo de Dover se ha convertido en algún momento en un simple campanario para la iglesia contigua.
Los fareros pueden haber agregado líquidos combustibles para reducir el gasto de combustible y mantener la luz estable durante los vendavales , pero existe poca información en la literatura de la época. También es posible que la luz estuviera protegida del viento por ventanas de vidrio, y los espejos grandes pueden haber ayudado a proyectar el haz de luz lo más lejos posible. Es probable que los faros hubieran requerido una mano de obra considerable para transportar el combustible y mantener la llama. En Cape Hatteras en la década de 1870, un cuidador y dos asistentes se mantuvieron ocupados atendiendo llamas más sofisticadas de potentes lámparas de aceite.
Si bien las representaciones artísticas nos ayudan a recrear una imagen visual de los faros, presentan muchos problemas. Las representaciones de faros en monedas romanas , inscripciones , tallas y mosaicos presentan una visión inconsistente de la apariencia real de las estructuras. La mayoría muestra un edificio de dos o tres pisos que disminuye de ancho a medida que asciende. El tamaño limitado de las monedas podría hacer que el productor de la moneda altere la imagen para que quepa en la superficie. La similitud en las representaciones de los faros es más simbólica que representaciones precisas de balizas específicas.
Europa
Durante la Edad Media, los faros romanos cayeron en desuso, pero algunos se mantuvieron en funcionamiento, como el Farum Brigantium, ahora conocido como Torre de Hércules , en A Coruña, España, y otros en el mar Mediterráneo como el Lanterna en Génova . A medida que la navegación mejoró, los faros se expandieron gradualmente hacia Europa occidental y septentrional. Uno de los faros en funcionamiento más antiguos de Europa es Hook Lighthouse ubicado en Hook Head en el condado de Wexford, Irlanda. Fue construido durante la época medieval, con un robusto diseño circular.
Un siglo más tarde, a finales de la Edad Media , Eduardo el Príncipe Negro construyó una torre de 12 m (40 pies) en Cordouan, cerca del estuario de Gironde . Cien años después, en 1581, Enrique III pidió al arquitecto Louis de Foix que construyera uno nuevo. La construcción del faro tomó veintisiete años y finalmente se completó en 1611. El Cordouan escalonado simboliza el poder y el prestigio marítimo francés. El interior tenía suntuosos aposentos del rey, pilares decorados y murales. Su nivel superior fue reconstruido entre 1780 y 1790 aumentando la altura de 49 ma 60 m e incorporando una lámpara Argand y uno de los primeros espejos parabólicos que fue girado por un mecanismo de relojería desarrollado por un relojero de Dieppe . Más tarde, la torre se convirtió en la primera en utilizar la revolucionaria lente Fresnel , a principios de la década de 1820).
En Gran Bretaña, los faros eran de propiedad privada y el derecho a cobrar las cuotas era por orden judicial de una autoridad local o de la corona. El abuso de estas licencias llevó a que los barcos extranjeros temieran buscar refugio en la costa sur de Inglaterra por temor a ser abordados con demandas, y a la pérdida de varios barcos, sobre todo el buque mercante holandés Vreede en 1800 con la pérdida de 380 vidas.
Con el creciente número de barcos perdidos a lo largo de la ruta del carbón de Newcastle a Londres, Trinity House estableció el faro de Lowestoft en 1609, un par de torres de madera con iluminadores de velas. Hasta finales del siglo XVIII, los fuegos de velas, carbón o leña se utilizaron como iluminadores de faros, mejorados en 1782 con la lámpara Argand de mecha circular que quema aceite , el primer reflector de espejo 'catóptrico' en 1777 y el 'dioptrico' de Fresnel . sistema de lentes en 1823. El buque faro Nore se estableció como la primera luz flotante del mundo en 1732.
Después de las reformas de la Ley del Faro de 1836 por la cual Trinity House aceptó poderes para embargar a los últimos propietarios de faros privados y comenzó a renovar y mejorar su finca de faros, los propietarios aún lograron cobrar grandes cuotas, de las cuales las más grandes fueron para el Faro de Smalls, que recaudó £ 23,000 en 1852 y Trinity House se vio obligada a gastar más de £ 1 millón en la recompra de arrendamientos, incluidas £ 444,000 para el faro de Skerries .
Faros modernos
Construcción
La era moderna de los faros comenzó a principios del siglo XVIII, cuando la construcción de los faros creció al unísono con los crecientes niveles de comercio transatlántico . Los avances en la ingeniería estructural y los nuevos y eficientes equipos de iluminación permitieron la creación de faros más grandes y potentes, incluidos los expuestos al mar. La función de los faros se desplazó hacia la provisión de una advertencia visible contra los peligros del transporte marítimo, como rocas o arrecifes.
Faro de Eddystone
Las rocas Eddystone , un extenso arrecife cerca de Plymouth , Inglaterra y uno de los principales riesgos de naufragio para los Marinos que navegan a través del Canal Inglés , fue el escenario de muchos de los avances técnicos y conceptuales en la construcción del faro . La dificultad de afianzarse en las peligrosas rocas, particularmente en el oleaje predominante, significó que pasó mucho tiempo antes de que alguien intentara ponerles una advertencia.
El primer intento fue una estructura de madera octogonal, anclada por 12 puntales de hierro asegurados en la roca, y fue construida por Henry Winstanley de 1696 a 1698. La torre finalmente resultó de corta duración y la Gran Tormenta de 1703 borró casi todo rastro de ella. Tras la destrucción del primer faro, un capitán Lovett adquirió el arrendamiento de la roca y, por ley del Parlamento, se le permitió cobrar a los barcos que pasaban un peaje de un centavo por tonelada. Encargó a John Rudyard (o Rudyerd) el diseño del nuevo faro , construido como una estructura cónica de madera alrededor de un núcleo de ladrillo y hormigón. Una luz temporal se iluminó por primera vez en 1708 y el trabajo se completó en 1709. Esto resultó más duradero, sobreviviendo hasta 1755 cuando se quemó hasta los cimientos.
El ingeniero civil , John Smeaton , reconstruyó el faro entre 1756 y 1759; su torre marcó un gran paso adelante en el diseño de los faros y permaneció en uso hasta 1877. Modeló la forma de su faro a partir de la de un roble, utilizando bloques de granito. Fue pionero en el uso de " cal hidráulica " , una forma de hormigón que se asentará bajo el agua, y desarrolló una técnica para asegurar los bloques de granito mediante juntas de cola de milano y tacos de mármol . La característica de cola de milano sirvió para mejorar la estabilidad estructural , aunque Smeaton también tuvo que reducir el grosor de la torre hacia la parte superior, para lo cual curvó la torre hacia adentro en una suave pendiente. Este perfil tenía la ventaja adicional de permitir que parte de la energía de las olas se disipara al impactar contra las paredes.
La construcción comenzó en un sitio en Millbay donde Smeaton construyó un embarcadero y un patio de trabajo en la esquina suroeste del puerto para descargar y trabajar la piedra. Se colocaron rieles de madera de 3 pies y 6 pulgadas de ancho para los camiones planos de cuatro ruedas en los que se movió la mampostería alrededor del sitio. Un barco de diez toneladas, llamado Eddystone Boat , tenía su base aquí y llevó las piedras trabajadas al arrecife. El faro tenía 72 pies (22 m) de altura y un diámetro en la base de 26 pies (7,9 m) y en la parte superior de 17 pies (5,2 m).
Mayor desarrollo
El ingeniero escocés Robert Stevenson fue una figura fundamental en el desarrollo del diseño y la construcción de faros en la primera mitad del siglo XIX. En 1797, fue nombrado ingeniero de la recién formada Northern Lighthouse Board , la autoridad de faros de Escocia y la Isla de Man . Su mayor logro fue la construcción del Bell Rock Lighthouse en 1810, una de las hazañas de ingeniería más impresionantes de la época. Esta estructura se basó en el diseño del faro Eddystone anterior de John Smeaton , pero con varias características mejoradas, como la incorporación de luces giratorias, alternando entre rojo y blanco.
Stevenson trabajó para el Northern Lighthouse Board durante casi cincuenta años durante los cuales diseñó y supervisó la construcción y posterior mejora de numerosos faros. Innovó en la elección de fuentes de luz, montajes, diseño de reflectores, el uso de lentes Fresnel y en sistemas de rotación y encofrado que proporcionan a los faros firmas individuales que les permiten ser identificados por la gente de mar. También inventó el brazo móvil y la grúa de equilibrio como parte necesaria para la construcción de faros.
Stevenson estableció una gran dinastía de ingenieros especializados en la construcción de faros; sus descendientes fueron responsables de la mayor parte de la construcción de faros en Escocia durante un siglo. Tres de los hijos de Robert siguieron su camino: David , Alan y Thomas . Dos de los hijos de David , David Alan y Charles Alexander, también se convirtieron en distinguidos ingenieros de faros por derecho propio.
Alexander Mitchell diseñó el primer faro de tornillo-pila - el faro fue construido sobre pilotes que se atornillan en el lecho marino arenoso o fangoso. La construcción de su diseño comenzó en 1838 en la desembocadura del Támesis y se conocía como el faro de Maplin Sands , y se encendió por primera vez en 1841. Sin embargo, aunque su construcción comenzó más tarde, el Wyre Light en Fleetwood, Lancashire, fue el primero en encenderse. (en 1840).
Faros en América
El primer faro de Estados Unidos fue el Boston Light , construido en 1716 en el puerto de Boston . Pronto se construyeron faros a lo largo de las costas pantanosas desde Delaware hasta Carolina del Norte , donde la navegación era difícil y traicionera. Por lo general, estos estaban hechos de madera, ya que estaba fácilmente disponible. Debido al peligro de incendio, se construyeron cada vez más torres de mampostería: la torre de mampostería en pie más antigua era el faro de Sandy Hook , construido en 1764 en Nueva Jersey .
Los faros de pilotes roscados se utilizaron en la bahía de Chesapeake y a lo largo de la costa de Carolina en los Estados Unidos . La primera lámpara de pila de tornillos en los Estados Unidos fue Brandywine Shoal en la Bahía de Delaware. Se hicieron especialmente populares después de la Guerra Civil cuando la Junta de Faros aprobó una política para reemplazar los faros en el interior. Alrededor de 100 de estas complejas estructuras se construyeron en la línea de la costa atlántica desde las bahías de Delaware y Chesapeake hasta los Cayos de Florida y el Golfo de México. Una de las torres más famosas fue Thomas Point Shoal Light ; se la ha llamado "el mejor ejemplo de una cabaña con pilotes roscados en cualquier parte del mundo".
El 3 de marzo de 1851, el Congreso de los EE. UU. Aprobó "Una ley que establece asignaciones para faros, botes ligeros, boyas, etc." , lo que llevó a la creación de la Junta de Faros de los Estados Unidos para reemplazar el Establecimiento de Faros del Departamento del Tesoro como la agencia gubernamental responsable de la construcción y mantenimiento de todos los faros y ayudas a la navegación en los Estados Unidos.
Mejoras de iluminación
La fuente de iluminación generalmente había sido piras de madera o carbón ardiendo, pero esto era caro, algunos faros consumían 400 toneladas de carbón al año. Se utilizaron velas o lámparas de aceite respaldadas por espejos cóncavos, a menudo en grandes bancos. Los franceses realizaron una serie de pruebas entre 1783 y 1788 con resultados variables. El faro Eddystone de Smeaton usó 24 velas hasta 1810.
La lámpara Argand , inventada en 1782 por el científico suizo Aimé Argand , revolucionó la iluminación de los faros con su llama constante sin humo. La lámpara Argand tenía una mecha de vela en forma de manga montada para que el aire pudiera pasar tanto a través del centro de la mecha como alrededor del exterior de la mecha antes de ser arrastrado hacia la chimenea cilíndrica. Esto estabilizó la llama y mejoró el flujo de aire. Los primeros modelos usaban vidrio esmerilado que a veces estaba teñido alrededor de la mecha. Los modelos posteriores utilizaron un manto de dióxido de torio suspendido sobre la llama, creando una luz brillante y constante. La lámpara Argand utilizaba aceite de ballena , colza , aceite de oliva u otro aceite vegetal como combustible, que se suministraba mediante una alimentación por gravedad desde un depósito montado sobre el quemador. La lámpara fue producida por primera vez por Matthew Boulton , en asociación con Argand, en 1784 y se convirtió en el estándar para los faros durante más de un siglo.
John Richardson Wigham fue el primero en desarrollar un sistema para la iluminación de faros con gas . El Dublin Ballast Board le otorgó una beca en 1865 y instaló su nuevo quemador de gas 'crocus' en el Baily Lighthouse en Howth Head , dando una potencia 4 veces más potente que las luces de aceite equivalentes. Un diseño "compuesto" mejorado, instalado en la luz Baily en 1868, era 13 veces más potente que la luz más brillante conocida entonces, según el científico John Tyndall , asesor de la autoridad de faros del Reino Unido , Trinity House .
En 1870, la luz de Wicklow Head se equipó con el mecanismo de destellos intermitentes patentado de Wigham , que cronometraba el suministro de gas mediante un mecanismo de relojería . Cuando este mecanismo se combinó con una lente giratoria en Rockabill Lighthouse, se produjo el primer faro del mundo con una característica de destello grupal .
El quemador de aceite vaporizado fue inventado en 1901 por Arthur Kitson y mejorado por David Hood en Trinity House . El combustible se vaporizó a alta presión y se quemó para calentar el manto, dando una salida de más de seis veces la luminosidad de las luces de aceite tradicionales.
El uso de gas como iluminante se hizo ampliamente disponible con la invención de la lámpara Dalén por el ingeniero sueco Gustaf Dalén . En 1906, Dalén se convirtió en el ingeniero jefe de Gas Accumulator Company . Inicialmente, Dalén trabajó con acetileno , un gas hidrocarburo extremadamente explosivo . Dalén inventó Agamassan (Aga), un sustrato utilizado para absorber el gas que permite un almacenamiento seguro y, por tanto, una explotación comercial. El acetileno produjo una luz blanca ultrabrillante e inmediatamente reemplazó al GLP con llamas más apagadas como el combustible de elección en las iluminaciones de los faros. Dalén incorporó otro invento a su luz: la ' válvula solar '. Este dispositivo permitía que la luz funcionara solo de noche, lo que ahorraba combustible y extendía su vida útil a más de un año.
El equipo del faro de AGA funcionaba sin ningún tipo de suministro eléctrico y, por lo tanto, era extremadamente confiable. Para una zona costera accidentada como Escandinavia , sus luces de mantenimiento mínimo, robustas y producidas en masa fueron una gran ayuda para la seguridad y el sustento. Los Faros de AGA cubrieron todo el Canal de Panamá . La tecnología fue la forma predominante de fuente de luz en los faros desde la década de 1900 hasta la de 1960, cuando la iluminación eléctrica se había vuelto dominante.
El primer faro iluminado eléctricamente fue la torre en Dungeness , Kent en 1862. Fue alimentado por una gran lámpara de arco de carbón , aunque luego se convirtió nuevamente en aceite , ya que las lámparas de arco eran difíciles de operar (necesitaban el doble de guardianes) y no eran tan rentables como las lámparas de aceite. South Foreland Lighthouse fue la primera torre en utilizar con éxito una luz eléctrica en 1875. Las lámparas de arco de carbón del faro funcionaban con un magneto impulsado por vapor .
Óptica
Con el desarrollo de la iluminación constante de la lámpara Argand, la aplicación de lentes ópticas para aumentar y enfocar la intensidad de la luz se convirtió en una posibilidad práctica. William Hutchinson desarrolló el primer sistema óptico práctico en 1763, conocido como sistema catóptrico . Construyó reflectores paraboloidales uniendo pequeñas piezas de material reflectante a un molde que había sido moldeado en un paraboloide aproximado. Este sistema rudimentario colimó efectivamente la luz emitida en un haz concentrado, aumentando así en gran medida la visibilidad de la luz. Su sistema se instaló en el nuevo faro de Leasowe, cerca de Liverpool , y luego se copió en otro lugar. La capacidad de enfocar la luz condujo a los primeros rayos giratorios del faro, donde la luz aparecería a los marineros como una serie de destellos intermitentes. También fue posible transmitir señales complejas utilizando los destellos de luz.
La idea de crear una lente más delgada y liviana haciéndola con secciones separadas montadas en un marco a menudo se atribuye a Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon . El marqués de Condorcet (1743-1794) propuso esmerilar tal lente de una sola pieza delgada de vidrio.
Sin embargo, fue el físico e ingeniero francés Augustin-Jean Fresnel a quien se le atribuye el desarrollo de la lente Fresnel de varias partes para su uso en faros. Su diseño permitió la construcción de lentes de gran apertura y corta distancia focal , sin la masa y volumen de material que requeriría una lente de diseño convencional. Una lente Fresnel se puede hacer mucho más delgada que una lente convencional comparable, en algunos casos tomando la forma de una hoja plana. Una lente Fresnel también puede capturar más luz oblicua de una fuente de luz, lo que permite que la luz de un faro equipado con una sea visible a mayores distancias.
La primera lente de Fresnel se utilizó en 1823 en el faro de Cordouan en la desembocadura del estuario de Gironde en Francia; su luz se podía ver desde más de 20 millas (32 km) de distancia. Al físico escocés Sir David Brewster se le atribuye haber convencido a las autoridades británicas de que adoptaran estas lentes en sus faros. La invención de Fresnel aumentó la luminosidad de la lámpara del faro en un factor de 4 y su sistema todavía es de uso común.