Fredrik Ljungström | |
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Nacido | ( 16 de junio de 1875 )16 de junio de 1875 Estocolmo , Suecia |
Fallecido | 18 de febrero de 1964 (18 de febrero de 1964)(88 años) Lidingö , Suecia |
Nacionalidad | sueco |
Educación | Östra Real |
Alma máter | Instituto Real de Tecnología |
Ocupación(es) | Ingeniero Diseñador técnico Industrial |
Conocido por | Método Ljungström Precalentador de aire Ljungström Plataforma Ljungström Velero Ljungström Turbina Ljungström |
Esposas | Signe (de soltera Söderberg), Elizabeth (de soltera Waesterberg) |
Niños | 7, incluidos Olof Ljungström y Gunnar Ljungström |
Padres |
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Parientes | Birger Ljungström (hermano), Georg Ljungström (hermano), Oscar Ljungström (hermano), George Spaak (cuñado), Johan Börjesson (tío abuelo), Johan Wingård (tío abuelo), Arthur Lundblom (yerno -ley), Torsten Cassel (yerno) |
Familia | Ljungström |
Fredrik Ljungström (16 de junio de 1875 - 18 de febrero de 1964) fue un ingeniero , diseñador técnico e industrial sueco .
Considerado uno de los inventores más importantes de Suecia , [1] [2] Fredrik Ljungström fue autor de cientos de patentes técnicas solo y en colaboración con su hermano Birger Ljungström (1872-1948): desde las primeras técnicas de bujes de rueda libre para bicicletas y transmisiones automáticas mecánicas para vehículos , hasta turbinas de vapor , precalentadores de aire y cascos de arco circular para barcos de vela . Fue cofundador de empresas como The New Cycle Company, Ljungström Steam Turbine Co. y Ljungström Swedish Turbine Manufacturing Co. (STAL), y se asoció con otros industriales como Alfred Nobel , Helge Palmcrantz , Gustaf de Laval , Curt Nicolin y Gustaf Dalén . Por muy innovadoras que fueran sus ideas en su función, también resultaron a menudo en términos de diseño externo poco convencional , como sus locomotoras de turbina de vapor y sus veleros .
Durante la escasez de recursos de la Segunda Guerra Mundial , la tecnología innovadora de Fredrik Ljungström para la gasificación subterránea de esquisto bituminoso mediante energía eléctrica , llamada método Ljungström , proporcionó un impacto estratégico para las Fuerzas Armadas suecas . [3] Además, la tecnología de Ljungström contribuyó al primer motor a reacción sueco , torpedos y más.
Con el precalentador de aire de Fredrik Ljungström implementado en un gran número de centrales eléctricas modernas en todo el mundo hasta el día de hoy con un ahorro total de combustible atribuido a nivel mundial estimado en 4.960.000.000 de toneladas de petróleo , "pocas invenciones han sido tan exitosas en el ahorro de combustible como el precalentador de aire de Ljungström". En 1995, el precalentador de aire de Ljungström fue distinguido como el 44º Monumento Histórico Internacional de Ingeniería Mecánica por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos . [4] Sus obras están representadas por el Museo Nacional Sueco de Ciencia y Tecnología , el Museo Nórdico y el Museo Sueco del Ferrocarril , así como a nivel internacional, como por el Museo de Ciencias, Londres , Inglaterra y por el Museo Nazionale Scienza e Tecnologia Leonardo da Vinci en Milán , Italia. [5]
Fredrik Ljungström nació en 1875 en Estocolmo, hijo del cartógrafo Jonas Patrik Ljungström y Amalia (de soltera Falck). Su segundo tío abuelo fue Johan Börjesson , y su tercer tío abuelo, el obispo Johan Wingård . Entre sus hermanos se encontraban Georg Ljungström , Oscar Ljungström , Birger Ljungström y entre sus cuñados, George Spaak . Fredrik Ljungström estuvo casado dos veces, primero con Elizabeth (de soltera Waesterberg), hija de Amanda Sandborg Waesterberg , de quien enviudó , y en segundo lugar con Signe (de soltera Söderberg), hija de Wilhelm Theodor Söderberg . Entre sus descendientes estaba Gunnar Ljungström , y entre sus yernos, Arthur Lundblom y Torsten Cassel .
Educado en Östra Real , asistió al Instituto Real de Tecnología , donde posteriormente se le confirió un doctorado honorario en 1944. La innovación técnica se inició notablemente en los talleres de su padre en Östermalm en Estocolmo, que cooperaron, entre otros, con la fábrica temprana de LM Ericsson . De importancia para sus significativos estudios autodidactas fue también la tutoría en física por parte de Salomon August Andrée , así como la tutoría temprana de Alfred Nobel . Más tarde, Fredrik Ljungström ofrecería a su vez tutoría a jóvenes industriales como Curt Nicolin .
Alfred Nobel tenía 61 años cuando conoció a Fredrik y Birger Ljungström, que tenían 19 y 22 años respectivamente. Nobel, que no tenía hijos propios, colaboró con entusiasmo en los primeros proyectos de los hermanos. Nobel y los hermanos pronto se hicieron buenos amigos, discutiendo los problemas del mundo y las cuestiones existenciales de la época, y surgió una cierta "relación de padre e hijo". Sesenta años después, al recordar sus conversaciones y el tiempo que pasaron juntos, Fredrik Ljungström elogió la capacidad de Nobel para "discutir las cuestiones más complejas con los jóvenes inexpertos pero en igualdad de condiciones", y que "su ojo crítico sobre los problemas contemporáneos era extraordinariamente brillante"; concluyendo que "la sangre corre caliente por mis venas cuando pienso en él". [6]
Fredrik Ljungström murió en 1964 en Lidingö y fue enterrado en Norra begravningsplatsen , Estocolmo.
El Svea Velocipede fue una de las primeras invenciones de Fredrik Ljungström en colaboración con sus hermanos Birger , Axel y Oscar Ljungström . Helge Palmcrantz también formó parte del proyecto. Un ejemplo temprano en la historia de la bicicleta , el mecanismo de pedales del Svea Velocipede era recto vertical, impulsado por bujes de rueda libre , que fue patentado por los hermanos en 1892, con el cambio patentado en 1895.
El proyecto , que contó con la asistencia y el apoyo de Alfred Nobel , se desarrolló aún más y se extendió hasta Londres , donde los hermanos Ljungström se trasladaron en 1895 por recomendación de Nobel. Bajo el nombre de The New Cycle Company, a la que también estaba vinculado George Spaak , se vendieron unas 2.000 unidades del producto en Suecia y 150 unidades en Gran Bretaña. La producción se mantuvo hasta 1898. Aunque con el tiempo se hizo evidente la preferencia general por los mecanismos de pedal circulares, los modelos de bicicleta posteriores que se comercializaron adoptarían sus frenos de bicicleta accionados con el pie y también emplearían sus bujes de rueda libre.
El velocípedo de Svea se exhibe, entre otros lugares, en el Museo Nacional Sueco de Ciencia y Tecnología y en el Museo Nórdico de Estocolmo , Suecia. [7]
En 1895, Fredrik Ljungström había desarrollado y patentado un generador de vapor, un invento en el que Alfred Nobel puso especial interés, especialmente por su invención del condensador de superficie . Aplicado a un balandro , con una velocidad que alcanzaba los 12 nudos , se convirtió en el barco de vapor más rápido del archipiélago de Estocolmo .
Este invento también se exportó a Inglaterra en 1896 junto con Fredrik, y despertó el interés de la primera Dunford & Elliot de Newcastle upon Tyne . Aunque el promotor inicial del proyecto, Alfred Nobel, murió en 1896, en 1900 se fundó en Newcastle The Ljungström Engine Syndicate Limited, donde se trasladaron los hermanos con sus familias, y George Spaak fue designado director general . A pesar de que la producción se detuvo de nuevo en 1902, varios principios de la construcción resultarían importantes para la posterior máquina de vapor Ljungström.
Después de The Ljungström Engine Syndicate Limited, Fredrik y Birger desarrollaron el primer dispositivo de ordeño automático en Suecia, Beta (1901), que despertó el interés del sobrino de Alfred Nobel, Ludvig Nobel (1868-1946), así como de Gustaf Laval en Laval AB Separator . Fredrik seguiría siendo el ingeniero líder en esta empresa, Mjölkningsmaskin AB en Kungsholmen , Estocolmo, hasta 1908. Al mismo tiempo, los hermanos también desarrollaron métodos para la parafina de aceite mineral , es decir, fundición a presión de latón , zinc y aluminio que tendrían una buena acogida. Sin embargo, la tecnología no tendría éxito en el mercado hasta 1922.
Sin embargo, pronto quedó claro que las turbinas de vapor serían el foco principal de los proyectos de los hermanos.
Se dice que Fredrik Ljungström tuvo sus primeras ideas sobre la energía del vapor cuando era niño, en casa, observando cómo se preparaban los platos en la cocina. Aunque el difunto Alfred Nobel siempre se interesó por el desarrollo de las turbinas de vapor, esta invención también recibió el apoyo de personalidades como el profesor Aurel Stodola en 1907.
La nueva tecnología de turbinas de vapor se convirtió en la base para la empresa Ljungström steam turbina Co. (AB Ljungströms Ångturbin, ALÅ), fundada en 1908 en Suecia, que poseía todas las patentes de esta revolucionaria construcción de turbinas. Primero se estableció un taller en Kungsholmen , en las instalaciones donde recientemente se había fundado un predecesor de Electrolux . Al año siguiente, el taller se trasladó a Liljeholmen , Estocolmo (futura Färgfabriken ), donde se terminó la primera turbina en 1910. Ya la primera unidad indicaba un rendimiento récord mundial. En 1911, se produjo y probó con éxito una unidad significativamente mayor, con mejoras atribuidas únicamente a la mano de Fredrik Ljungström. Con también una nueva construcción de generador agregada por Fredrik, las características definitorias de la turbina Ljungström ahora estaban listas para el mercado. La primera turbina se vendió a North Metropolitan Electric Power Supply Company para el suministro de energía de los tranvías del Consejo del Condado de Londres . A pesar de ser un prototipo, la unidad permanecería en servicio durante 50 años hasta que fue reubicada para su exhibición en el Museo de Ciencias de Londres .
En 1913, los hermanos cofundaron una nueva empresa, STAL (Svenska Turbinfabriks Aktiebolaget Ljungström; Compañía sueca de fabricación de turbinas) bajo la égida de ALÅ. Apenas dos años después de que cesaran la producción de las últimas piezas de artillería en Finspång , Östergötland, un antiguo epicentro de la industria militar de Suecia desde que Louis De Geer lo fundó en 1631, STAL adquirió Finspång completo con el Castillo de Finspång junto con los territorios y bienes raíces circundantes , erigiendo un nuevo complejo fabril a gran escala en el sitio. [8] Los estudios de diseño y las instalaciones de gestión se instalaron dentro del castillo. El ingeniero mecánico Karl Gustaf Karlson, más tarde profesor en la Universidad Tecnológica de Chalmers , estuvo vinculado al desarrollo. Esta empresa manejó la fabricación y venta de generadores eléctricos completos impulsados por turbinas de vapor . La turbina proporcionó una eficiencia termodinámica un 10% mayor que las construcciones anteriores, además de ser más compacta, requiriendo menos espacio. Las soluciones de STAL demostraron ser exitosas y con contratos como los celebrados con Siemens y General Electric , sus actividades se expandieron a Europa y más allá, tanto para usos estacionarios como para embarcaciones marinas.
"Fredrik Ljungström no sólo fue un inventor de éxito", escribe Anders Johnson en Turbines from Finspång - from STAL to Siemens 1913-2013 , "sino también un experto en la gestión y dirección de procesos de construcción". Sus métodos de trabajo modernos se reflejaron en una lista de 56 preguntas a los ingenieros de STAL, que también incluía aspectos de seguridad y ergonomía. La más famosa de estas preguntas fue la número 14: "¿Es la construcción innecesariamente horrible?".
STAL fue adquirida por ASEA en 1916, ya que deseaban comercializar paquetes completos con generadores eléctricos accionados por turbinas. El acuerdo se llevó a cabo cuando los propietarios y representantes importantes estaban de viaje de negocios en el turbulento Imperio ruso , incapaces de mantenerse en contacto. Los hermanos abandonaron la empresa, pero mantuvieron el control sobre todas las patentes y licencias de fabricación de las turbinas de vapor Ljungström dentro de la empresa ALÅ. STAL se fusionó con De Laval en la década de 1950 bajo el nombre de Stal-Laval. En la década de 1960, Fredrik Ljungström regresó a las operaciones para realizar importantes contribuciones renovadas a la tecnología los años antes de su muerte en 1964. Después de haber sido administradas por ABB , las fábricas finalmente serían adquiridas por Siemens en 2003 bajo el nombre de Siemens Industrial Turbomachinery AB. [9]
Las soluciones técnicas desarrolladas por los hermanos de STAL siguen utilizándose en todo el mundo, con varios récords mundiales a lo largo de su historia en términos de eficiencia, ahorro de combustible, tamaño y potencia hasta la actualidad. En 2009, se estimó que unas 328 unidades estaban equipadas con la tecnología de Ljungström, algunas de las cuales han consistido en los buques más grandes jamás construidos, desde vehículos como el metro de Londres o el superpetrolero más grande del mundo, el Seawise Giant, hasta un gran número de plantas de energía. Solo en Suecia, de sus 18 plantas nucleares, 16 estaban equipadas con las turbinas. Además, cada vez más desde 2005, la tecnología ha demostrado ser exitosa en la energía solar . En 2008, casi el 100% de todas las plantas de energía solar estaban equipadas con las turbinas de Ljungström. [10]
Los hermanos Ljungström también diseñaron una serie de locomotoras de turbina de vapor, algunas de las cuales tuvieron un gran éxito, a partir de 1917. Una de las fábricas más grandes de la región se estableció con este propósito en Gåshaga , Lidingö, Estocolmo, en 1918, donde los hermanos Ljungström también desarrollaron el intercambiador de calor Ljungström para sus locomotoras. Después de ensamblarlo con éxito, esta locomotora resultó ser la más fuerte que se haya producido nunca. Además de la mayor potencia, dado que la locomotora reutilizaba gran parte del vapor de las salidas de la turbina, permitía distancias más largas sin tener que repostar agua.
El primer intento exitoso de los Ferrocarriles Suecos en marzo de 1921, patentado en julio de 1922, fue una máquina de 12 toneladas de aspecto bastante extraño. Sus tres ejes motrices estaban ubicados debajo del ténder, y la cabina y la caldera se asentaban sobre ruedas sin motor. Las pruebas en la distancia designada Estocolmo - Gotemburgo Western Main Line indicaron un ahorro de carbón del 35% en comparación con las soluciones convencionales. [11] El diseño con ruedas motrices tanto en el vagón de la caldera como en el ténder con turbinas separadas eventualmente cambiaría. El segundo diseño fue un 2-8-0 similar a un diseño de carga exitoso. La locomotora estaba equipada con dos vagones para las funciones del motor. Varias patentes siguieron su ejemplo en los siguientes años, con Nydqvist & Holm AB seleccionado como fabricante autorizado. Las locomotoras Ljungström se emplearon para las distancias Estocolmo- Krylbo y Estocolmo- Bollnäs . El efecto de la turbina de esta locomotora alcanzó los 1.470 kW (1.997 hp) a 10.000 rpm, con una velocidad máxima de 90 km/h. [12] En 1930, la locomotora Ljungström número 2000 salió de la fábrica de Nydqvist & Holm AB: TGOJ M3 47, M3t 71. [13] Esta locomotora permaneció en uso hasta 1931, cuando fue reemplazada junto con la electrificación de los ferrocarriles suecos, además de las locomotoras con motor diésel-eléctrico. Sin embargo, construidas entre 1930 y 1936 por Nydqvist & Holm, las locomotoras Ljungström continuaron reemplazando a las convencionales en el ferrocarril Grängesberg-Oxelösund . No se instaló ningún condensador, ya que su complejidad superaba sus ventajas termodinámicas . Las ruedas eran impulsadas por un eje intermedio . Estos motores estuvieron en uso hasta 1953, cuando se electrificó la línea. [14]
La "enorme cantidad de trabajo experimental" realizado en las locomotoras Ljungström también ganó atención internacional. Una locomotora fue entregada a los Ferrocarriles del Estado Argentino , designada para la distancia de 800 km entre Tucumán y Santa Fe , en gran parte a través del desierto con acceso limitado al agua, necesidades para las que el sistema Ljungström estaba especialmente adaptado. Estas locomotoras estaban equipadas con un tanque de agua más grande y una mayor capacidad del condensador , con una potencia de turbina que alcanzaba un efecto de 1.290 kW (1.753 hp) a 10.000 rpm, lo que disminuyó el ahorro de combustible hasta en un 40%. La locomotora permaneció en servicio hasta su desaparición durante la Revolución Argentina (1966-1973). Desde Inglaterra, Beyer, Peacock & Company envió a dos ingenieros para participar y supervisar el progreso en Estocolmo. La compañía finalmente ordenó la construcción bajo licencia en Gorton Foundry de una copia de la locomotora de turbina SJ Littera Å de los Ferrocarriles Suecos , empleada en London, Midland & Scottish Railway . Su potencia de diseño era de 2.000 hp a 10.500 rpm, lo que corresponde a una velocidad sobre raíles de 78 mph. Las condiciones de diseño del vapor eran 300 lb/sqin a 200 °C de sobrecalentamiento. Se empleó para el servicio regular de pasajeros en líneas desde Derby a Manchester , Birmingham y Londres con "economías muy considerables en el consumo de carbón y agua". [15] [16] Deutsche Reichsbahn utilizó la tecnología especialmente en Baviera .
El mundo del transporte debe al ingeniero sueco Ljungstrom los últimos y más variados desarrollos de la locomotora de vapor para ferrocarril. Sus experimentos se han llevado a cabo durante varios años. Suecia, al ser un país con escasez de carbón, está particularmente interesada en aumentar la eficiencia térmica de la locomotora y en el ahorro de combustible.
— Maravillas de la ingeniería mundial , parte 19, 6 de julio de 1937 [17]
La antigua fábrica de locomotoras de Lidingö fue demolida con dinamita en 1972.
En Suecia se han conservado tres locomotoras del tipo Ljungström. Dos unidades (71 y 73) están expuestas en el Museo del Ferrocarril de Grängesberg , y la tercera (72) en el Museo del Ferrocarril Sueco . La de Grängesberg es la única locomotora de turbina de vapor que queda en funcionamiento en el mundo , la Ljungström M3t nr 71 , fabricada en 1930 por Nydqvist & Holm AB y renovada por el Museo de la Locomotora para el 125 aniversario de los Ferrocarriles Suecos en junio de 1981, y nuevamente en 2014, financiada por la Junta Nacional del Patrimonio Sueco . [18] [19] Sigue siendo una locomotora de turbina de vapor "única en el mundo", con una potencia de 22 toneladas, todavía es la locomotora de vapor más potente de Suecia en funcionamiento: las pruebas prácticas demostraron que era capaz de transportar 2.000 toneladas en una elevación de 17 por mil. [20] También se han creado emulaciones digitales para el videojuego de simulación de trenes 3D Trainz . [21] [22]
Fredrik Lindström también inventó un precalentador de aire eficiente , que incluso en una caldera de servicio moderna proporciona hasta el 20 por ciento de la transferencia de calor total en el proceso de la caldera, pero solo representa el 2 por ciento de la inversión. [23] Una de las primeras patentes de Fredrik Ljungström fue un radiador intercambiador de calor adquirido en 1896. Varios años después, la innovación del precalentador de aire de Ljungström fue el resultado de la fábrica en Lidingö, con patente lograda en 1930, [24] aunque una anécdota rastrea el inicio a una preocupación del aire acondicionado durante una visita a las instalaciones llenas de humo de la Ópera Real Sueca en Estocolmo en 1919.
La fábrica, el taller y los laboratorios de Lidingö se mantuvieron durante toda la década de 1920 con unos 70 trabajadores. En la década de 1930 se utilizó como estudio cinematográfico y, finalmente, en la década de 1970 se demolió para dar paso a nuevas instalaciones industriales.
ASEA adquirió la mayoría de la empresa en 1916 y Erik Sundblad fue designado director general. Las regalías cesaron en 1944.
En 1995 se estimó que el precalentador de aire Ljungström se había vendido en decenas de miles de unidades por un valor total de unos 20 mil millones de dólares.
Durante la escasez de recursos de la Segunda Guerra Mundial , la tecnología innovadora de Fredrik Ljungström para la extracción subterránea de petróleo de esquisto gasificado mediante energía eléctrica , llamada método Ljungström , proporcionó un impacto estratégico significativo para la Marina Real Sueca y la Fuerza Aérea . [3] Fredrik Ljungström obtuvo su última patente en esta industria en 1954. Los campos de Ljungström fuera de Örebro , con una producción de guerra de unos 70.000 m 3 , quedaron inactivos después de la guerra, pero con una posibilidad de reactivación en caso de una renovada necesidad de una fuente de petróleo nacional. Si bien el proyecto fue apoyado inicialmente por Vattenfall , finalmente Svenska Skifferolje AB (SSAB) fue contratada para mantener los campos de Ljungström, que permanecieron en producción activa hasta 1966. [25] [26] [27]
Fredrik Ljungström, un entusiasta navegante y miembro entusiasta del Royal Swedish Yacht Club , realizó varias invenciones a partir de nuevas ideas relacionadas con los barcos de vela. El velero Ljungström con el casco de arco circular y el aparejo Ljungström , sin botavara y con vela doble que puede funcionar como spinnaker , lleva el nombre de Fredrik Ljungström. [28] La historia de las producciones está representada en el Museo Marítimo de Estocolmo. [29] También experimentó con un motor de yate sin vibraciones.
La tecnología de transmisión de engranajes espontáneos de 1920 , una caja de cambios automática desarrollada por Fredrik Ljungström en la década de 1920, atrajo la atención en el mercado sueco, y varios automóviles privados fueron equipados con el sistema con resultados positivos. Se estableció una nueva empresa con este propósito y, Ljungströmsbilen (en sueco: El automóvil de Ljungström). Axel Wenner-Gren se interesó, seguido por Chrysler en los Estados Unidos , pero ambos tuvieron que retirarse poco después debido al desplome de Wall Street de 1929 y la posterior Gran Depresión . Aún así, una invención del engranaje hidráulico tuvo éxito durante la Segunda Guerra Mundial con regalías pagadas por los Estados Unidos. Este engranaje se utilizó para los autobuses ferroviarios construidos por Vabis , así como los vagones ferroviarios suecos utilizados en Scania . Parte de la otra tecnología también se trasladó a los primeros automóviles Saab .
Aunque inicialmente se interesó por la ingeniería aeroespacial (Fredrik redactó un proyecto de máquina de vuelo a finales del siglo XIX), la aerodinámica aplicada nunca estuvo entre sus principales temas de interés, especialmente después de haber perdido a su hijo y piloto, el teniente Einar Ljungström, en un accidente aéreo en 1927. A pesar de ello, después de la Segunda Guerra Mundial, la tecnología de Ljungström contribuyó al primer motor a reacción sueco , con STAL Dovern basada en parte en su tecnología, desarrollada por la empresa que él fundó.
Fredrik Ljungström se convirtió en una figura de gran prestigio en la industria técnica del siglo XX en Suecia. Junto con su compañero de la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería Gustaf Dalén , los dos inventores llegaron una vez tarde a una reunión mientras recorrían la ciudad en su autobús discutiendo entusiastamente sobre nuevas ideas. Curt Nicolin elogió la influencia de Fredrik Ljungström en un obituario .
Las obras de Fredrik Ljungström están representadas en el Museo Nacional Sueco de Ciencia y Tecnología , el Museo Nórdico , el Museo Sueco del Ferrocarril , el Museo Marítimo , el Museo Nobel y el Museo Lidingö, entre otros.
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