Historia de los faros

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 pilotos marítimos en el mar o en vías navegables interiores.

Antes de que se desarrollaran puertos claramente definidos, los marineros se guiaban por fogatas construidas en las cimas de las colinas. ^{[ cita requerida ]} Dado que encender el fuego mejoraría la visibilidad, colocarlo en una plataforma se convirtió en una práctica que condujo 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 arrecifes y promontorios, a diferencia de muchos faros modernos. Las excavaciones en Kuntasi , en la costa de la India, han revelado una torre de vigilancia cuadrada con una rampa que originalmente habría tenido entre 10 y 12 metros, utilizada para guiar a los barcos que llegaban a Kuntasi desde Rann de Kutch. No se puede descartar la posibilidad de que fuera un faro. ^[1] Si es así, el faro dataría de aproximadamente el año 2000 a. C. ^[2]

Según la leyenda homérica , Palamedes de Nauplia inventó el primer faro, aunque con certeza se sabe que también lo fue el faro de Alejandría (diseñado y construido por Sóstrato de Cnido ) y el Coloso de Rodas . Sin embargo, Temístocles había construido antes un faro en el puerto de El Pireo conectado con Atenas en el siglo V a. C., que era básicamente una pequeña columna de piedra con una baliza de fuego. ^[3]

Lesches , un poeta griego ( c . 660 a. C.), menciona un faro en Sigeion, en la Tróade . Esta parece haber sido la primera luz que se mantenía regularmente para la orientación de los marineros. ^[4]

Las descripciones escritas y los dibujos del faro de Alejandría proporcionan información sobre los faros, pero la propia 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 , España, tiene un núcleo romano, y las ruinas del faro de Dover , en Inglaterra, dan una idea de su construcción; existen otras pruebas 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 .

Aunque la evidencia proporciona información sobre la estructura exterior de estas estructuras, hay muchas lagunas en la evidencia relacionada con los aspectos menos visibles de las estructuras. Los restos de A Coruña y Dover ayudan a determinar cómo funcionaba la estructura de cada faro, aunque hay que hacer algunas suposiciones para determinar cómo se iluminaban las balizas de las estructuras . Es de suponer que los combustibles disponibles localmente incluían madera y probablemente carbón para mantener el fuego encendido de forma continua durante la noche, y hay una gran chimenea que conduce a la habitación superior de la Torre de Hércules . El ejemplar de Dover se ha convertido en algún momento en un sencillo campanario para la iglesia contigua.

Es posible que los fareros añadieran 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 que grandes espejos ayudaran a proyectar el haz de luz lo más lejos posible. Es probable que los faros requirieran una mano de obra considerable para transportar el combustible y mantener la llama. En el cabo Hatteras , en la década de 1870, un farero y dos ayudantes se mantenían ocupados atendiendo llamas más sofisticadas de potentes lámparas de aceite.

Aunque las representaciones artísticas nos ayudan a recrear una imagen visual de los faros, presentan muchos problemas. Las representaciones de faros en monedas romanas , inscripciones , grabados y mosaicos presentan una visión inconsistente de la apariencia real de las estructuras. La mayoría muestra un edificio con dos o tres pisos que disminuye en ancho a medida que asciende. El tamaño limitado de las monedas podría hacer que el productor de la moneda altere la imagen para que encaje en la superficie. La similitud en las representaciones de los faros es simbólica en lugar de representaciones precisas de faros específicos.

Durante la Edad Media europea, muchos faros romanos cayeron en desuso. Algunos siguieron funcionando, como el Farum Brigantium, ahora conocido como la Torre de Hércules , en A Coruña, España, y otros en el mar Mediterráneo, como la Lanterna en Génova . A medida que la navegación mejoró, los faros se expandieron gradualmente hacia Europa occidental y septentrional. ^[5] Uno de los faros en funcionamiento más antiguos de Europa es el faro de Hook , ubicado en Hook Head en el condado de Wexford, Irlanda. Fue construido durante la Edad Media con un diseño circular y robusto.

Un siglo después, en la Baja Edad Media , Eduardo el Príncipe Negro construyó una torre de 40 pies (12 m) en Cordouan, cerca del estuario de Gironda . Cien años después, en 1581, Enrique III le pidió al arquitecto Louis de Foix que construyera una nueva. ^{[6] [7]} La ​​construcción del faro tardó veintisiete años y finalmente se completó en 1611. El Cordouan escalonado simbolizaba el poder y el prestigio marítimo francés. El interior tenía suntuosos apartamentos del rey, pilares decorados y murales. Su nivel superior fue reconstruido entre 1780 y 1790, aumentando la altura de 49 m a 60 m e incorporando una lámpara de Argand y uno de los primeros espejos parabólicos que giraba mediante un mecanismo de relojería desarrollado por un relojero de Dieppe . ^[8] La torre se convirtió más tarde en la primera en utilizar la revolucionaria lente Fresnel , a principios de la década de 1820.) ^[9]

En Gran Bretaña, los faros eran de propiedad privada y el derecho a cobrar impuestos se otorgaba mediante una orden judicial, ya fuera de una autoridad local o de la corona. El abuso de estas licencias hizo que los barcos extranjeros temieran buscar refugio en la costa sur de Inglaterra por temor a ser abordados con exigencias y provocó la pérdida de varios barcos, en particular el barco mercante holandés Vreede en 1802, en el que perdieron la vida 380 personas. ^[10]

Con el creciente número de barcos perdidos a lo largo de la ruta del carbón de Newcastle a Londres, Trinity House construyó el faro de Lowestoft en 1609, un par de torres de madera con luces de velas. Hasta finales del siglo XVIII, se utilizaban velas, carbón o leña como luces de faro. Esto se mejoró en 1782 con la lámpara Argand de aceite con mecha circular , el primer reflector de espejo "catóptrico" en 1777 y el sistema de lentes "dióptrico" de Fresnel en 1823. El 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 cobrar impuestos a los últimos propietarios privados de faros y comenzó a renovar y mejorar su propiedad de faros, los propietarios aún lograron recaudar 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 recomprar arrendamientos, incluidos £ 444,000 para el faro de Skerries . ^[11]

La era moderna de los faros comenzó a principios del siglo XVIII, cuando la construcción de faros creció al mismo ritmo que el comercio transatlántico . Los avances en ingeniería estructural y los nuevos y eficientes equipos de iluminación permitieron la creación de faros más grandes y potentes, incluidos algunos expuestos al mar. La función de los faros pasó a ser la de proporcionar una advertencia visible sobre peligros para la navegación, como rocas o arrecifes.

Las rocas Eddystone , un extenso arrecife cerca de Plymouth Sound , Inglaterra , y uno de los principales peligros de naufragio para los navegantes que navegaban por el Canal de la Mancha , ^[12] fueron el escenario de muchos avances técnicos y conceptuales en la construcción de faros . La dificultad de conseguir un punto de apoyo en las peligrosas rocas, en particular con el oleaje predominante, hizo que pasara mucho tiempo antes de que alguien intentara colocar alguna advertencia sobre ellas.

El primer intento fue una estructura octogonal de madera, anclada por 12 puntales de hierro asegurados en la roca, y construida por Henry Winstanley entre 1696 y 1698. La torre finalmente resultó ser efímera y la Gran Tormenta de 1703 borró casi todo rastro de ella. ^{[13] [14]} Tras la destrucción del primer faro, el capitán Lovett ^{[15] [nota 1]} adquirió el arrendamiento de la roca y, por Ley del Parlamento , se le permitió cobrar a los barcos que pasaban un peaje de un penique por tonelada. Encargó a John Rudyard (o Rudyerd) que diseñara el nuevo faro , construido como una estructura cónica de madera alrededor de un núcleo de ladrillo y hormigón. Se encendió una luz temporal por primera vez en 1708 ^[16] y el trabajo se completó en 1709. Este resultó más duradero, sobreviviendo hasta 1755, cuando se quemó hasta los cimientos. ^[17]

El ingeniero civil John Smeaton reconstruyó el faro entre 1756 y 1759; ^[18] su torre marcó un gran paso adelante en el diseño de faros y permaneció en uso hasta 1877. Modeló la forma de su faro inspirándose en la de un roble, utilizando bloques de granito. Fue pionero en el uso de " cal hidráulica ", una forma de hormigón que fragua bajo el agua, y desarrolló una técnica para asegurar los bloques de granito entre sí utilizando juntas de cola de milano y clavijas de mármol . ^[19] La característica de la cola de milano sirvió para mejorar la estabilidad estructural , aunque Smeaton también tuvo que estrechar el grosor de la torre hacia la parte superior, para lo cual curvó la torre hacia adentro en una pendiente suave. Este perfil tenía la ventaja adicional de permitir que parte de la energía de las olas se disipara al impactar con 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 sobre los que se movió la mampostería por el sitio. Un barco de diez toneladas, llamado Eddystone Boat , tenía su base aquí y llevaba las piedras trabajadas hasta el arrecife. ^[20] El faro tenía 72 pies (22 m) de alto y tenía un diámetro en la base de 26 pies (7,9 m) y en la parte superior de 17 pies (5,2 m). ^[21]

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. ^[22] 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 faro de Bell Rock en 1810, una de las hazañas de ingeniería más impresionantes de la época. Esta estructura se basó en el diseño del anterior faro de Eddystone de John Smeaton , pero con varias características mejoradas, como la incorporación de luces giratorias que alternaban entre rojo y blanco. ^[23]

Stevenson trabajó para la Northern Lighthouse Board durante casi cincuenta años ^[22], 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 obturación, proporcionando faros con firmas individuales, lo que les permite ser identificados por los navegantes. También inventó el brazo móvil y la grúa de equilibrio como partes necesarias 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 construido sobre pilotes atornillados en el fondo marino arenoso o fangoso. La construcción de su diseño comenzó en 1838 en la desembocadura del Támesis y se lo conoció como el faro de Maplin Sands , que se encendió por primera vez en 1841. ^[24] Sin embargo, aunque su construcción comenzó más tarde, el faro Wyre en Fleetwood, Lancashire, fue el primero en encenderse (en 1840). ^[24]

El primer faro de América fue el faro y torre de vigilancia del siglo XVII de la fortaleza de los Tres Reyes Magos del Morro en La Habana , el puerto más importante del Caribe e intensamente utilizado para los viajes dos veces al año de la flota del tesoro española hacia y desde España. ^[25] El primer faro en los Estados Unidos actuales fue el faro de Boston , construido en 1716 en el puerto de Boston . ^[26] Pronto se construyeron faros a lo largo de las líneas costeras pantanosas desde Delaware hasta Carolina del Norte , donde la navegación era difícil y traicionera. ^[27] Estos generalmente 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 fue el faro de Sandy Hook , construido en 1764 en Nueva Jersey .

Los faros con pilotes helicoidales se utilizaron en la bahía de Chesapeake y a lo largo de la costa de Carolina en los Estados Unidos . El primer faro con pilotes helicoidales 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. ^[28] Una de las torres más famosas fue el faro de Thomas Point Shoal ; se ha dicho que es "el mejor ejemplo de una cabaña con pilotes helicoidales en cualquier parte del mundo". ^[29]

Otro faro histórico de América es el faro de la fortaleza de San Juan de Ulúa en Veracruz (1790), que fue el primer faro moderno del Imperio español americano . ^[30]

El 3 de marzo de 1851, el Congreso de los EE. UU. aprobó "Una ley que hace asignaciones para faros, barcos ligeros, boyas, etc." , lo que llevó a la creación de la Junta de Faros de los Estados Unidos para reemplazar al Establecimiento de Faros del Departamento del Tesoro como la agencia gubernamental responsable de la construcción y el mantenimiento de todos los faros y ayudas a la navegación en los Estados Unidos .

Recientemente, la nueva tecnología LED de alta potencia ha comenzado a reemplazar los antiguos sistemas rotatorios. Los faros modernos no necesitan piezas móviles, simplemente un oscilador electrónico controlado por computadora. En términos simples, podríamos llamarlo luz estroboscópica.

La fuente de iluminación solía ser piras de leña o carbón encendido, pero era caro; algunos faros consumían 400 toneladas de carbón al año. Se utilizaban 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 de Eddystone de Smeaton utilizó 24 velas hasta 1810. ^[31]

La lámpara de Argand , inventada en 1782 por el científico suizo Aimé Argand , revolucionó la iluminación de los faros con su llama constante y sin humo. La lámpara de Argand tenía una mecha de vela en forma de manga montada de modo que el aire pudiera pasar tanto por el centro de la mecha como por el exterior de la mecha antes de ser aspirado por una chimenea cilíndrica. Esto estabilizaba la llama y mejoraba el flujo de aire. Los primeros modelos usaban vidrio esmerilado, que a veces se teñía alrededor de la mecha. Los modelos posteriores usaban un manto de dióxido de torio suspendido sobre la llama, creando una luz brillante y constante. ^[32] La lámpara de Argand usaba aceite de ballena , colza , aceite de oliva ^[33] u otro aceite vegetal como combustible, que se suministraba 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 de iluminación de gas para faros. En 1865, recibió una subvención de la Dublin Ballast Board e instaló su nuevo quemador de gas "crocus" en el faro de Baily , en Howth Head , ^{[nota 2]} que ofrecía una potencia cuatro veces superior a la de las lámparas de aceite equivalentes. Un diseño "compuesto" mejorado, instalado en el faro de Baily en 1868, era trece veces más potente que la lámpara más brillante conocida hasta entonces, según el científico John Tyndall , asesor de la autoridad de faros del Reino Unido , Trinity House . ^[34]

En 1870, el faro de Wicklow Head se equipó con el mecanismo de destellos intermitentes patentado por Wigham , que sincronizaba el suministro de gas mediante un mecanismo de relojería . ^[34] Cuando este mecanismo se combinó con una lente giratoria en el faro de Rockabill , se produjo el primer faro del mundo con una característica de destellos grupales .

El quemador de aceite vaporizado fue inventado en 1901 por Arthur Kitson y mejorado por David Hood en Trinity House . El combustible se vaporizaba a alta presión y se quemaba para calentar el manto, lo que generaba una luminosidad seis veces superior a la de las lámparas de aceite tradicionales.

El uso del 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 la Gas Accumulator Company . Inicialmente, Dalén trabajó con acetileno , un gas de hidrocarburo extremadamente explosivo . Dalén inventó Agamassan (Aga), un sustrato utilizado para absorber el gas, lo que permitió un almacenamiento seguro y, por lo tanto, su explotación comercial. El acetileno produjo una luz blanca ultra brillante e inmediatamente reemplazó al GLP de llama más opaca como el combustible de elección en las iluminaciones de los faros. Dalén incorporó otro invento a su lámpara: 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. En una zona costera accidentada como Escandinavia , sus luces de producción en masa, robustas y con un mantenimiento mínimo fueron una gran ayuda para la seguridad y el sustento. Los faros de AGA cubrían 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 de Dungeness , Kent , en 1862. Estaba alimentado por una gran lámpara de arco de carbón , aunque más tarde se convirtió de nuevo a petróleo , ya que las lámparas de arco eran difíciles de operar (necesitaban el doble de fareros) y no eran tan rentables como las lámparas de petróleo. ^[35] El faro de South Foreland fue la primera torre en utilizar con éxito una luz eléctrica en 1875. Las lámparas de arco de carbón del faro estaban alimentadas por un magneto impulsado por vapor . ^[36]

Con el desarrollo de la iluminación constante de la lámpara de 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 eficazmente la luz emitida en un haz concentrado, lo que aumentó enormemente la visibilidad de la luz. Su sistema se instaló en el faro de Leasowe recién construido cerca de Liverpool y luego se copió en otros lugares. ^[37] La ​​capacidad de enfocar la luz dio lugar a los primeros haces giratorios de los faros, donde la luz se aparecía ante los marineros como una serie de destellos intermitentes. También se hizo posible transmitir señales complejas utilizando destellos de luz.

La idea de crear una lente más delgada y liviana al fabricarla con secciones separadas montadas en un marco se atribuye a menudo a Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon . ^[38] El marqués de Condorcet (1743-1794) propuso pulir una lente de este tipo a partir de una única pieza delgada de vidrio. ^[39]

Sin embargo, fue al físico e ingeniero francés Augustin-Jean Fresnel a quien se le atribuye el desarrollo de la lente de 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 el volumen de material que requeriría una lente de diseño convencional. Una lente de Fresnel puede fabricarse mucho más delgada que una lente convencional comparable, en algunos casos adoptando la forma de una lámina plana. Una lente de 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 Gironda en Francia; su luz podía verse a más de 32 kilómetros de distancia. ^[40] Se atribuye al físico escocés Sir David Brewster el mérito de convencer a las autoridades británicas para que adoptaran estas lentes en sus faros. ^{[41] [42]} La invención de Fresnel aumentó la luminosidad de la lámpara del faro en un factor de 4 y su sistema todavía se utiliza habitualmente.

• Ingeniería romana