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John Smeaton

(1724-1792) Ingeniero Civil Inglés

John Smeaton FRS (8 de junio de 1724 - 28 de octubre de 1792) fue un ingeniero civil inglés responsable del diseño de numerosos puentes, canales, puertos y faros.[1]​ También fue un ingeniero mecánico muy capaz y un eminente físico. Autoproclamado el primer "ingeniero civil", es considerado como el "padre" de esta disciplina.[2]​ Destacó como pionero en el uso del hormigón de cemento Portland, formado por cal hidráulica, guijarros y polvo de ladrillo como agregado.[3]​ Perteneció a la Sociedad Lunar.

John Smeaton
John Smeaton.jpg
Retrato de John Smeaton, con el faro de Eddystone al fondo
Información personal
Nacimiento 8 de junio de 1724 Ver y modificar los datos en Wikidata
Austhorpe (Reino Unido) Ver y modificar los datos en Wikidata
Fallecimiento 28 de octubre de 1792 Ver y modificar los datos en Wikidata (68 años)
Austhorpe (Reino Unido) Ver y modificar los datos en Wikidata
Causa de la muerte Accidente cerebrovascular Ver y modificar los datos en Wikidata
Lugar de sepultura St Mary's Church, Whitkirk (Reino Unido) Ver y modificar los datos en Wikidata
Nacionalidad Reino de Gran Bretaña Ver y modificar los datos en Wikidata
Educación
Educado en
  • Leeds Grammar School Ver y modificar los datos en Wikidata
Información profesional
Ocupación Ingeniero civil, ingeniero, ingeniero mecánico y físico Ver y modificar los datos en Wikidata
Área Ingeniero civil Ver y modificar los datos en Wikidata
Miembro de
Distinciones

Índice

Abogado y físicoEditar

Smeaton nació en Austhorpe, Leeds, Inglaterra. Después de estudiar en la Escuela de Gramática de su ciudad natal, se incorporó al bufete de abogados de su padre, pero dejó esta actividad para convertirse en un fabricante de instrumentos científicos (trabajando con Henry Hindley), desarrollando entre otros instrumentos un pirómetro (para estudiar la expansión de los materiales al ser calentados) y un espejo giratorio (un instrumento precursor del giroscopio, que servía como horizonte artificial en la navegación marítima). En 1750 tenía el local de su negocio en el callejón del Great Turnstile en Holborn,[4]​ conocido por sus librerías y talleres especializados.

 
John Smeaton por George Romney, 1779 (detalle), Galería Nacional de Retratos, Londres

Fue elegido Miembro de la Royal Society en 1753, y en 1759 ganó la Medalla Copley por su investigación de la mecánica de las ruedas hidráulicas y de los molinos de viento.[5]​ Su documento de 1759 "Una Prueba Experimental Relativa a la Potencia Natural del Agua y del Viento para hacer Girar Molinos y Otras Máquinas que Dependen del movimiento Circular" estableció la relación entre presión y velocidad de los objetos que se mueven en el aire (haciendo constar que las tablas que utilizaba habían sido calculadas experimentalmente por "mi amigo el Señor Rouse ... ingenioso caballero de Harborough, Leicestershire"). Sus ideas fueron posteriormente desarrolladas para definir el "Coeficiente de Smeaton".[6][7]​ Sus experimentos con ruedas hidráulicas se realizaron con modelos a escala, que probó repetidamente con varias configuraciones durante un periodo de siete años. La creciente mejora de la eficacia de sus mecanismos hidráulicos contribuyó al desarrollo de las primeras etapas de la Revolución Industrial.

En el periodo 1759–1782 continuó con sus medidas y experimentos sobre ruedas hidráulicas, que lo llevaron a apoyar y abanderar la teoría de la vis viva del alemán Gottfried Leibniz, una formulación temprana de la ley de la conservación de la energía. Esto le llevó a un conflicto con destacados miembros del mundo académico, que rechazaban la teoría de Leibniz por considerarla inconsistente con el principio de la conservación de la cantidad de movimiento desarrollado por Isaac Newton.

Coeficiente de SmeatonEditar

En su artículo de 1759 "Una Prueba Experimental Relativa a la Potencia Natural del Agua y del Viento para hacer Girar Molinos y Otras Máquinas que Dependen del movimiento Circular", Smeaton desarrolló conceptos e ideas que se convirtieron en el fundamento del Coeficiente de Smeaton, base de la ecuación de la fuerza ascensional de un cuerpo en movimiento a través del aire que sería posteriormente utilizada por los Hermanos Wright.[8]​ La cuación del impulso ascensional tiene la forma:[9]

 

donde:

  es el impulso ascensional
  es el coeficiente de Smeaton, igual a 0.005 (este valor indica el arrastre ascensional expresado en libras de peso, producido por una superficie de 1 pie cuadrado desplazándose por el aire a una velocidad de una milla por hora), determinado por Smeaton[10]​ y posteriormente corregido a 0.0033 por los hermanos Wright
  es la velocidad de desplazamiento expresada en millas por hora elevada al cuadrado
  es el coeficiente de sustentación (el empuje ascensional relativo correspondiente al arrastre de una superficie plana de la misma área)
  el área expresada en pies cuadrados

Los hermanos Wright determinaron con túneles de viento que el valor del Coeficiente de Smeaton de 0.005 era incorrecto y tendría que haber sido de 0.0033.[11]​ En análisis moderno, el empuje ascensional está normalizado por la presión dinámica en vez de por el Coeficiente de Smeaton.

Ingeniería civilEditar

Smeaton es importante en la historia del redescubrimiento y posterior desarrollo moderno del cemento, identificando la composición de  los requisitos necesarios para obtener "hidraulicidad" en la cal. Este trabajo lo llevó finalmente a la invención del cemento Portland, que supuso la reaparición del hormigón como material moderno en la construcción de edificios, en gran parte gracias a su influencia.

Recomendado por la Royal Society, diseñó el tercer Faro de Eddystone (1755–59).[12]​ Inició el uso de 'cal hidráulica' (una forma de mortero capaz de fraguar debajo del agua) y desarrolló una técnica para el faro que implicaba uniones con forma de cola de paloma entre bloques de granito. Esta estructura permaneció en uso hasta 1877, cuando la roca subyacente de la base de la estructura se empezó a erosionar. Fue desmantelado y parcialmente reconstruido en Plymouth Hoe, donde es conocida como la Torre Smeaton.[13]

 
Plano en sección transversal del Faro de Eddystone, mostrando el método de cola de paloma para trabar bloques de granito.
 
Puente de Perth sobre el Tay

Tras decantarse por el campo de la ingeniería civil, donde podía obtener mayores ganancias, abordó una extensa serie de trabajos, incluyendo:

 
El puerto flotante en Charlestown, Cornwall

Smeaton es considerado el primer perito judicial en presentarse ante un tribunal inglés. Debido a su experiencia en ingeniería, se le reclamó para declarar ante el tribunal en un caso relacionado con la sedimentación del puerto en Wells-next-the-Sea en Norfolk en 1782.[17]​ También participó como asesor en el desastroso proyecto del Puerto Nuevo en Rye (Sussex Oriental) (cuya construcción continuaba tras 63 años años de obras), diseñado para combatir la sedimentaciòn del puerto de Winchelsea. El proyecto es actualmente conocido informalmente como el "Puerto Smeaton". A pesar de este nombre, su intervención fue bastante limitada, y se produjo más de 30 años después de que los trabajos en el puerto hubieran comenzado.[18]​ La obra se concluyó en 1839.[19]

Ingeniero mecánicoEditar

Empleando sus habilidades como ingeniero mecánico, en 1761 ideó un motor impulsado por agua para los Jardines Botánicos Reales en Kew, y en 1767 un molino hidráulico en Alston, Cumbria (por el que se le atribuye la invención del eje hierro para las ruedas hidráulicas). En 1782 construyó el molino denominado "Chimney Mill" en Spital Tongues (Newcastle upon Tyne), el primer molino de viento holandés con un aspa de cinco palas instalado en Gran Bretaña. Así mismo, mejoró el motor atmosférico de Thomas Newcomen, poniendo en operación uno en la mina de Chacewater, Wheal Busy, Cornualles, en 1775.

En 1789 Smeaton aplicó una idea de Denis Papin, utilizando una bomba para mantener la presión y forzar el paso del aire fresco dentro de una campana de buceo.[20][21]​ Esta campana, construida para el proyecto del Puente de Hexham, no fue diseñada para el trabajo submarino, pero en 1790 se adaptó para ser utilizada en el rompeolas submarino en el Puerto de Ramsgate. Smeaton también es conocido por explicar las diferencias fundamentales y beneficios de las ruedas hidráulicas alimentadas de caudal desde arriba frente a las alimentadas desde abajo. Experimentó con el motor de vapor de Newcomen, incorporándole mejoras en la misma época en la que James Watt construía sus primeros motores (a finales de la década de 1770).[22]

LegadoEditar

Smeaton murió después de padecer un ataque cardiaco mientras caminaba en el jardín de su casa en Austhorpe. Fue enterrado en la iglesia parroquial en Whitkirk, Yorkshire Del oeste. Gozó de la consideración de los demás ingenieros, habiendo contribuido a la Sociedad Lunar y fundado la "Sociedad de Ingenieros Civiles" en 1771. Acuñó el término ingenieros civiles para distinguirse de los ingenieros militares, que se graduaban de la Real Academia Militar de Woolwich. La Sociedad fue precursora de la Institución de Ingenieros Civiles, fundada en 1818, y se rebautizó como la Sociedad de Ingenieros Civiles Smeatoniana en 1830. Entre sus discípulos más destacados figuraran el ingeniero de canales William Jessop y el arquitecto e ingeniero Benjamin Henry Latrobe.

ReconocimientosEditar

  • La constante que describe la variación de la presión respecto al cuadrado de la velocidad cuando es aplicada a los objetos que se mueven en el aire fue nombrada como Coeficiente de Smeaton en su honor. Basándose en sus conceptos y datos, fue utilizada por los hermanos Wright en su diseño de la primera aeronave más pesada que el aire.
  • Smeaton es uno de los seis ingenieros civiles representados en el "vitral de Stephenson" de la Abadía de Westminster, diseñado por William Wailes en 1862.[23]​ El 7 de noviembre de 1994, Noel Ordman, por entonces Presidente de la Sociedad de Ingenieros Civiles Smeatoniana, desveló un monumento que conmemora a Smeaton en la Abadía.[24][25]
 
Placa conmemorativa en el viaducto John Smeaton
  • La "Academia John Smeaton" es una escuela secundaria situada en un barrio de Leeds, adyacente a la urbanización de Pendas Fields, cerca de Austhorpe. También es conmemorado en la Universidad de Plymouth, donde el edificio que alberga el Departamento de Tecnología y Matemáticas lleva su nombre.
  • Así mismo, un viaducto del tramo final de la carretera Leeds Ring Road, abierto en 2008, recibió el nombre de Smeaton en su honor.
  • En 2003 Smeaton fue nombrado entre los principales 10 innovadores tecnológicos en el "Human Accomplishment: The Pursuit of Excellence in the Arts and Sciences, 800 B.C. to 1950" (Logros humanos: la búsqueda de la excelencia en las artes y las ciencias, 800 a. C. a 1950).
  • Es mencionado en la canción "I Predict a Riot" (Pronostico un Disturbio), como símbolo de una época más digna y pacífica en Leeds y en referencia a una Escuela de Gramática en Leeds, a la que asistió Ricky Wilson, el cantante principal de la banda de rock indie originaria de Leeds Kaiser Chiefs.

Véase tambiénEditar

ReferenciasEditar

  1. Knowlesr, Eleanor. «Engineer Biography: John Smeaton». Engineering Timelines. Consultado el 31 de enero de 2017. 
  2. Mark Denny (2007). "Ingenium: Five Machines That Changed the World". p. 34. JHU Press.
  3. Nick Gromicko & Kenton Shepard. «the History of Concrete». The International Association of Certified Home Inspectors (InterNACHI). Consultado el 8 de enero de 2013.  Parámetro desconocido |last-author-amp= ignorado (ayuda)
  4. Elihu Rich, ed. (1866), Great Men of Great Britain, D. Appleton, p. 276 
  5. Knowles, Eleanor. «Engineer Biography: John Smeaton, water wheels and mill works». Engineering Timelines. Consultado el 31 de enero de 2017. 
  6. "Phil. Trans. 1759 51:100-174; doi:10.1098/rstl.1759.0019"
  7. Smeaton, Mr J (1759). «An Experimental Enquiry concerning the Natural Powers of Water and Wind to Turn Mills, and Other Machines, Depending on a Circular Motion.». Philosophical Transactions of the Royal Society: 100-174. doi:10.1098/rstl.1759.0019. Consultado el 30 de enero de 2012. 
  8. «Smeaton's Coefficient». www.centennialofflight.net. 
  9. «Lift equation of the early 1900s». Wright.nasa.gov. 25 de marzo de 2010. Consultado el 31 de mayo de 2010. 
  10. Probablemente, hablando de forma estricta, este valor debió ser calculado por Rouse
  11. Dodson, MG (2005). «An Historical and Applied Aerodynamic Study of the Wright Brothers' Wind Tunnel Test Program and Application to Successful Manned Flight». US Naval Academy Technical Report. USNA-334. Consultado el 17 de marzo de 2009. 
  12. «Eddystone Lighthouse, Smeaton Tower substructure». Engineering Timelines. Consultado el 31 de enero de 2017. 
  13. «Eddystone Lighthouse, Smeaton Tower (relocated)». Engineering Timelines. Consultado el 31 de enero de 2017. 
  14. «Biff Vernon: "Smeaton's viaduct"». Biffvernon.freeserve.co.uk. Archivado desde el original el 21 de enero de 2010. Consultado el 31 de mayo de 2010. 
  15. «Geograph Photo». Geograph.org.uk. 10 de marzo de 2006. Consultado el 31 de mayo de 2010. 
  16. "The Greenwich Hospital Smelt Mill at Langley, Northumberland 1768–1780" by F. J. Monkhouse, Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy vol. 49, 1940. It is a Scheduled Ancient Monument
  17. «Smeaton’s Harbour - Rye Castle Museum». www.ryemuseum.co.uk. Consultado el 8 de septiembre de 2018. 
  18. «Rye Museum website». Archivado desde el original el 26 de julio de 2011. Consultado el 29 de octubre de 2018. 
  19. «Smeaton’s Harbour – Rye's Own Magazine». ryesown.co.uk. Consultado el 8 de septiembre de 2018. 
  20. Davis, RH (1955). Deep Diving and Submarine Operations (6th edición). Tolworth, Surbiton, Surrey: Siebe Gorman & Company Ltd. p. 693. 
  21. «A brief history of diving and decompression illness.». South Pacific Underwater Medicine Society Journal 29 (2). 1999. ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. Consultado el 17 de marzo de 2009. 
  22. «John Smeaton- Engineering Timeline». Archivado desde el original el 7 de marzo de 2012. Consultado el 29 de octubre de 2018. 
  23. «Westminster Abbey – Robert Stephenson». Consultado el 26 de junio de 2015. 
  24. John Smeaton en Structurae
  25. «Civil Honour». 7 de noviembre de 1994. p. 16. ISSN 0140-0460. 

Enlaces externosEditar