Re: Leonardo Torres Quevedo
INGÉNIOS DE LEONARDO TORRES QUEVEDO
El teleférico fue inventado y patentado por uno de los más extraordinarios ingenieros españoles: Leonardo Torres Quevedo. Un genial matemático e inventor de finales del siglo XIX y principios del XX. Dedicó su vida a la investigación en aeronáutica, automática, ingeniería y matemáticas, consiguiendo desarrollar el primer teleférico del mundo en San Sebastián, el teleférico más popular sobre el río Niágara, el Spanish Aerocar. Invento el telekino, el primer aparato de radiodirección del mundo. Fue el precursor de las calculadoras digitales, inventó diversas máquinas analógicas de cálculo, y de otras tantas innovaciones como el puntero láser o la máquina de escribir de Torres-Quevedo. Por todo ello, es considerado uno de los grandes matemáticos y científicos de la historia.
Ingeniero y polifacético inventor español, nacido en Santa Cruz de Iguña (Cantabria) en 1852. Estudió en la Escuela Oficial del Cuerpo de Ingenieros de Caminos en Madrid, siendo voluntario en la defensa de la Bilbao contra el asedio carlista durante la tercera guerra carlista. Graduado en 1876, ejerció brevemente su profesión en los ferrocarriles, antes de realizar un viaje por Europa a la vuelta del cual se dedicó en exclusiva a una variada actividad científica e inventora.
Su actividad en la ingeniería de transbordadores, funiculares o teleféricos comenzó en su pueblo natal de Molledo, donde construyó en 1887 su primer teleférico, el transbordador de Portolín, de unos 200 metros de longitud y tracción animal. Poco después construyó el transbordador del río León, de mayor envergadura y con motor.
Ese mismo año patentó su novedoso sistema de camino funicular aéreo de cables múltiples, en el que la guía y tracción se realiza a través de un sistema de cables y de contrapesos tensados de un modo controlable, uniforme e independiente de la carga transportada, tal que la rotura de algún cable no resultara peligrosa, ganando así el conjunto estabilidad y seguridad. El invento fue registrado con el nombre de Aerotransbordador o Aerocar.
En 1890, presentó su proyecto en Suiza, país muy interesado en ese transporte debido a su orografía. No fue aceptado para su desarrollo pero aquel fue el primer estudio que se realizó para la construcción de un teleférico de montaña en el mundo, en la línea Klimsenhorn-Pilatusklum.
En septiembre de 1907, puso en marcha en la ciudad de San Sebastián el primer teleférico del mundo, el , que permitía a la aristocracia donostiarra acceder a la cima de aquella montaña. La ejecución del proyecto corrió a cargo de la Sociedad de Estudios y Obras de Ingeniería de Bilbao. El transbordador adquirió tanta fama mundial, que al año siguiente construyó otros teleféricos en ciudades como Chamonix (Francia), Bolzano (Italia), Grindelwald (Suiza), o Río de Janeiro (Brasil).
El más famoso de los transbordadores construidos con la tecnología ideada por Torres Quevedo, aún en funcionamiento, es el funicular del Niágara, conocido como Spanish Aerocar. Fue construido entre 1915 y 1916, en la línea fronteriza entre Canadá y Estados Unidos sobre las famosas cataratas del Niágara para unir ambas orillas de 580 metros de longitud. El proyecto fue realizado por una empresa española, la compañía Niagara Spanish Aerocar Co. Limited, fundada en Canadá únicamente para este fin.
Una placa de bronce, situada sobre un monolito a la entrada de la estación de acceso recuerda este hecho: “Transbordador aéreo español del Niágara. Leonardo Torres Quevedo (1852–1936)”.
De 1915 fue suya la patente de un mecanismo de enganche y freno para estos aparatos. Fue galardonado con la medalla Echegaray en 1918.
Otro de sus grandes logros en la ingeniería de transportes fue el de la aerostática y el desarrollo de dirigibles. En 1902 presentó en las Academias de Ciencias de Madrid y París su innovador proyecto de globo dirigible, que solucionaba el grave problema de suspensión de la barquilla al incluir un armazón interior de cables flexibles que dotaban de rigidez al dirigible por efecto de la presión interior. Este tipo de globo superaba los defectos de estas aeronaves tanto de estructura rígida (tipo Zeppelin) como flexible, posibilitando un vuelo con más estabilidad, emplear motores pesados y cargar gran número de pasajeros.
En 1905, ayudado por el capitán A. Kindelán, en instalaciones del Servicio de Aerostación Militar del Ejército, situadas en Guadalajara, construyó el primer dirigible español denominado España. Este nuevo dirigible realizó numerosos vuelos de exposición y prueba. Quizá la innovación más importante en este dirigible fue la de hacer el globo trilobulado, de modo que aumentaba la seguridad. Aunque patentó esta innovación no consiguió despertar el interés oficial.
En 1909 volvió a registrar otro aparato más perfeccionado y se lo ofreció a la firma francesa Astra, que llegó a comprarle la patente con una cesión de derechos extendida a todos los países, excepto a España, para posibilitar la construcción del dirigible en el país. Así, en 1911 comenzó a fabricarlo en serie los dirigibles Astra-Torres, llegando a ser muy utilizados por los ejércitos francés e inglés durante la I Guerra Mundial y utilizados en muy diversas tareas, fundamentalmente de protección e inspección naval. De 1914 y 1919 desarrolla otras dos patentes sobre estas aeronaves.
En 1918, Torres Quevedo diseñó, en colaboración con el ingeniero Emilio Herrera Linares, un dirigible transatlántico al que llamaron Hispania, con objeto de realizar desde España la primera travesía aérea del Atlántico, proyecto que fracasó por problemas de financiación.
Con el fin de probar sus globos sin recurrir a personas en 1903 presentó en la Academia de Ciencias de París un aparato de radio-dirección sin cables acompañado de una memoria y haciendo una demostración experimental. Fue denominado Telekino. En ese mismo año obtuvo la patente en Francia, España, Gran Bretaña y Estados Unidos
El telekino consistía en un autómata que ejecutaba órdenes transmitidas mediante ondas hertzianas. Constituyó el primer aparato de radiodirección del mundo, y fue un pionero en el campo del mando a distancia, junto a Nikola Tesla. En 1906 demostró con éxito el invento en el puerto de Bilbao al guiar un bote desde la orilla; más tarde intentaría aplicar el telekino a proyectiles y torpedos, pero tuvo que abandonar el proyecto por falta de financiación.
Entre 1900 y 1923 Torres Quevedo también logró otras patentes en el campo del control remoto y radiocontrol, como un sistema mecánico de señalización en poblaciones, un tipo de latón para cartuchos, un buque-campamento, una embarcación denominada Binave, un sistema de enclavamiento para trenes, y varias mejoras en máquinas de escribir.
Se dedicó también a la computación y robótica, ingeniando las primeras máquinas analógicas de cálculo. Estas máquinas, precedentes de las modernas calculadoras, buscan la solución de ecuaciones matemáticas mediante su traslado a fenómenos físicos. Los números se representan por magnitudes físicas, que pueden ser rotaciones de determinados ejes, potenciales, estados eléctricos o electromagnéticos, etcétera. Un proceso matemático se transforma en estas máquinas en un proceso operativo de ciertas magnitudes físicas que conduce a un resultado físico que se corresponde con la solución matemática buscada. El problema matemático se resuelve pues mediante un modelo físico del mismo.
A mediados del siglo XIX aparecen los primeros artilugios de índole mecánica, como integradores, multiplicadores, etc., el más logrado fue la máquina analítica de Charles Babbage. En este campo Torres Quevedo continúa la evolución tecnológica construyendo varios aparatos mecánicos de cálculo algebraico.
En 1893 presenta la Memoria sobre las máquinas algebraicas en la Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Madrid, y dos años más tarde, la Memoria Sur les machines algébraiques en un Congreso de Burdeos. En 1900 presenta la Memoria Machines á calculer en la Academia de Ciencias de París. En ellas, examina las analogías matemáticas y físicas que son base del cálculo analógico o de cantidades continuas, y cómo establecer mecánicamente las relaciones entre ellas, expresadas en fórmulas matemáticas. Su estudio incluye variables complejas, y utiliza la escala logarítmica. Desde el punto de vista práctico, muestra que es preciso emplear mecanismos sin fin, tales como discos giratorios, para que las variaciones de las variables sean ilimitadas en ambos sentidos.
En 1901 era nombrado director del Laboratorio de Mecánica Aplicada e ingresaba en la Academia de Ciencias de Madrid, de la que sería su presidente en 1928.
En 1914 presentaba el Autómata-Ajedrecista, una primera computadora de ajedrez con relés eléctricos, capaz de dar un tipo específico de mate y no dejarse engañar.
Y en 1920 presentaba en la feria de París su Aritmómetro Electromecánico, verdadera calculadora digital conectada a una máquina de escribir. En estas máquinas existen ciertos elementos, denominados aritmóforos, que están constituidos por un móvil y un índice que permite leer la cantidad representada para cada posición del mismo. El móvil es un disco o un tambor graduado que gira en torno a su eje. Los desplazamientos angulares son proporcionales a los logaritmos de las magnitudes a representar. Utilizando una diversidad de elementos de este tipo, pone a punto una máquina para resolver ecuaciones algebraicas: resolución de una ecuación de ocho términos, obteniendo sus raíces, incluso las complejas, con una precisión de milésimas.
Un componente de dicha máquina era el denominado «husillo sin fin», de gran complejidad mecánica, que permitía expresar mecánicamente la relación y=log(10^x+1), con el objetivo de obtener el logaritmo de una suma como suma de logaritmos. Como se trataba de una máquina analógica, la variable puede recorrer cualquier valor (no sólo valores discretos prefijados). Ante una ecuación polinómica, al girar todas las ruedas representativas de la incógnita, el resultado final va dando los valores de la suma de los términos variables, cuando esta suma coincida con el valor del segundo miembro, la rueda de la incógnita marca una raíz.
Con propósitos de demostración, Torres Quevedo también construyó una máquina para resolver una ecuación de segundo grado con coeficientes complejos, y un integrador. En la actualidad la máquina Torres Quevedo se conserva en el museo de la ETS de Ingenieros de Caminos de la Universidad Politécnica de Madrid.
Su Ensayo sobre Automática (1914) también resultó absolutamente pionero en cuestiones como la relación mente-máquina.
En los últimos años de su vida Torres Quevedo dirigió su atención al campo de la pedagogía, a investigar aquellos elementos o máquinas que podrían ayudar a los educadores en su tarea. Se tratan de procedimientos relacionadas con las máquinas de escribir y la paginación marginal de los manuales.
También inventó el puntero proyectable y el proyector didáctico de diapositivas. El proyector didáctico mejoraba la forma en la que las diapositivas se colocaban sobre las placas de vidrio para proyectarlas.
El puntero proyectable, también conocido como puntero láser se basa en la sombra producida por un cuerpo opaco que se mueve cerca de la placa proyectada, esta sombra es la que utilizaría como puntero. Para ello diseñó un sistema articulado que permitía desplazar, a voluntad del ponente, un punto o puntos al lado de la placa de proyección, lo que permitía señalar las zonas de interés en la transparencia. Torres Quevedo expresó así la necesidad de este invento:
“Bien conocidas son las dificultades con las que tropieza un profesor para ilustrar su discurso, valiéndose de proyecciones luminosas. Necesita colocarse frente a la pantalla cuidando de no ocultar la figura proyectada para llamar la atención de sus alumnos sobre los detalles que más les interesan y enseñárselos con un puntero”.
ESPAÑA ILUSTRADA
Re: Leonardo Torres Quevedo
Un siglo del Spanish Aerocar de Torres Quevedo
Versión para TecOb del artículo que publiqué en la revista Historia de Iberia Vieja, edición de julio de 2016.Leonardo Torres Quevedo es el inventor de un sorprendente tranvía aéreo que acaba de instalarse sobre el Niágara, cruzando la fantástica vorágine del Whirlpool, que es algo así como un suntuoso complemento escénico, único en el mundo, de las célebres cataratas. (…) La compañía constructora está constituida en Canadá con elementos españoles y capital español, iniciándola el propio D. Leonardo Torres Quevedo. (…) El recorrido sobre el Niágara es emocionante en grado sumo y personas hubo entre las contadísimas que hasta el presente saborearon esa emoción, que sintieron sus cabellos de punta. (…) ¡Pensad que el tranvía rueda y se desliza sutilmente colgado de unos cables flexibles a muchos pies de altura sobre el acuático remolino! Sin embargo, las seguridades de su inventor son absolutas, imposibilitando la temida catástrofe.
Madrid científico. Número 881, 1916.
Donde el Niágara se distrae
Hay pocos lugares tan célebres como las cataratas del Niágara, tanto por constituir un paisaje impresionante como por su propia historia. El turismo masivo ya acudía a este lugar a mediados del siglo XIX. El auge de las visitas llegó a ser tal que, en el cambio de centuria, se habían levantado en sus cercanías todo tipo de caminos, carreteras, vías férreas, puentes y pasarelas, además de establecimientos hoteleros y similares, todo encaminado a satisfacer las necesidades de los visitantes. Pero, además, el lugar es célebre por haber sido el punto en el que comenzó la gran electrificación de Norteamérica, gracias a las grandes centrales hidráulicas y, cómo no, a los generadores de corriente alterna ideados por Nikola Tesla.
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El Spanish Aerocar. Fotografía de Diego Torres Silvestre. CC-By-SA.
El lugar, que ha aparecido en multitud de películas, está constituido por un conjunto de grandes cascadas que cortan el fluir del río Niágara en el noreste de Norteamérica, justo marcando frontera entre los Estados Unidos y Canadá. Con una caída cercana a los 65 metros, las cascadas están divididas en dos: una cercana al lado canadiense de la frontera, en Ontario, y otra próxima a la orilla estadounidense, en el estado de Nueva York. Existe otra catarata, más pequeña, conocida como Velo de Novia, también en el lado de los Estados Unidos. Cualquiera que tenga idea acerca de grandes cataratas a nivel mundial se da cuenta que esa caída mencionada no es gran cosa. Así, el Salto Ángel, en Venezuela, tiene una altura de 979 metros y las cataratas argentinas del Iguazú forman un conjunto de más de dos centenares de saltos con hasta 80 metros de caída. Dicho queda, hay muchas cataratas con mayor caída o en escenarios más asombrosos, pero las del Niágara, dentro de su propia espectacularidad, cuentan con una gran ventaja: se localizan en un área muy poblada, se puede llegar a ellas con gran facilidad desde grandes ciudades de Norteamérica y, por eso, han sido vistas por los ojos y las cámaras de millones de turistas desde hace más de un siglo. Siendo las cataratas más amplias de América del Norte, sus aguas fluyen por el río Niágara entre el lago Erie hasta el Ontario, dentro del sistema fluvial del San Lorenzo en el marco de los Grandes Lagos.
El espectacular marco natural en el que las aguas del Niágara se distraen, sorteando el desnivel gracias a sus cataratas, se completa conun sorprendente e inquietante remolino aguas abajo: el Whirlpool. Y fue, precisamente sobre tan salvaje paisaje, donde a principios del siglo XX se pensó en instalar una atracción sin igual. ¿Por qué no cruzar a los visitantes sobre el remolino? El atractivo de la idea era indudable, ahora bien: ¿quién poseía el ingenio para construir una atracción como esa? El honor fue de nuestro ingeniero universal: Leonardo Torres Quevedo.
El transbordador centenario
Nos encontramos en 1916, hace ahora un siglo. Medio mundo está metido en un horrible lío, matándose unos a otros en la Primera Guerra Mundial. Europa sufre entre trincheras, mares de sangre y novísimas armas. Mientras tanto, al otro lado del Atlántico, los turistas están entusiasmados ante la idea de “flotar” sobre el gran remolino del Niágara. Una atracción sin igual está a punto de ver la luz, de la mano de un ingeniero español.
Sí, ha pasado ya un centenar de años y la máquina sigue ahí, atendiendo al visitante como la primera vez. Conocido como Spanish Aerocar, el transbordador que lleva a los turistas sobre las peligrosas aguas del Niágara continúa en funcionamiento, cosa que no puede decirse de muchas otras máquinas. Aunque ha sido reformado y revisado en varias ocasiones, este transbordador siguen manteniendo en esencia los elementos que surgieron de la mente de su creador: Leonardo Torres Quevedo. Y, no solo eso, porque nuestro ingeniero diseñó la máquina, pero su construcción también corrió de la mano de una empresa española creada al efecto: The Niagara Spanish Aerocar Co. Limited., domiciliada en Canadá con un capital de 110.000 dólares, 30.000 de los cuales se dieron en concepto de derechos de patente a la Sociedad de Estudios y Obras de Ingeniería, de Bilbao. La compañía constructora contaba en sus primeros momentos como vicepresidente e ingeniero jefe con el hijo del inventor de la idea: Gonzalo Torres Polanco, siendo presidente y tesorero Antonio Balzola.
Abierto al público en el verano de 1916, el Spanish Aerocar constituye desde entonces una de las maravillas de la tecnología. Conocido en su tiempo como “tranvía aéreo”, ha demostrado ser, además de espectacular, un medio de transporte muy seguro. Nunca ha sufrido ningún contratiempo digno de mención, y eso que sortea un abismo sobre el Niágara de casi 540 metros del longitud. El vehículo que transporta a los turistas, que disfrutan como si pudieran flotar libremente sobre ese abismo, está propulsado por un motor eléctrico que cuenta con el respaldo de un motor diésel de emergencia para el caso de posibles cortes de corriente. El ingenio posee también unvehículo de rescate adicional para emergencias, pero nunca ha sido necesario utilizarlo.
En total son seis los cables de acero entrelazado, de una pulgada de diámetro, que sostienen todo el sistema del transbordador. El conjunto alcanza una altura en su punto central sobre el remolino de 61 metros, “colgando” entre dos estructuras situadas en terreno canadiense, aunque a lo largo del viaje se cruza la frontera con los Estados Unidos varias veces, cosa que emociona a muchos visitantes tanto como las propias vistas del área de las cataratas.
En un extremo de la línea del transbordador, los seis cables en suspensión están unidos sólidamente a una estructura de hormigón de más de 700 toneladas. En el otro extremo se encuentran libres, pasando por una gran polea y completados por contrapesos de 10 toneladas. Los dos extremos, o estaciones (Punta Thompson y Punta Colt), se encuentran a 76 metros sobre el nivel del río. Así, gracias a loscontrapesos móviles, independientemente del lugar de la línea en el que se encuentre el vehículo con su carga, el esfuerzo de tracción por los cables, o tensión, es siempre el mismo. El sistema de soporte del vehículo, con un ingenioso mecanismo de contrapesos, está pensado para que no haya problemas en sortear el abismo incluso en el caso de rotura de alguno de los cables, cosa que, por fortuna, no ha sucedido nunca. En caso de ruptura de un cable, el sistema se ajustaría en altura, hasta encontrar un nuevo equilibrio. Los pasajeros se llevarían un susto ante el cambio brusco de nivel, pero no sucedería ninguna catástrofe.Cada cable soporta una tensión de 10 toneladas de forma constante. La barquilla o transbordador pesa de vacío unas tres toneladas y media y puede transportar hasta a 35 pasajeros. Diariamente, y desde hace un siglo, la navecilla de Torres Quevedo realiza unos veinte viajes entre las orillas, con una duración de casi diez minutos por paseo de ida o de vuelta, aunque podría realizar el trayecto en cuatro minutos en caso de emergencia. Haciendo números se llega a cifras pasmosas de pasajeros para una máquina centenaria que sigue cumpliendo con exactitud y eficacia su cometido original.
Nunca ha sido necesario recurrir al procedimiento de emergencia, lo que da muestra de la fiabilidad del sistema, pero todo está pensado para que no suceda una catástrofe. En el caso en que se rompa el cable de tracción, por ejemplo, el vehículo comenzaría a oscilar entre los cables portadores, cayendo hasta el punto más bajo de la curva de trayecto, en el centro de la línea sobre el remolino. En ese momento se desplegaría el vehículo de emergencia sobre los cables portadores, para conectar con un cable de tracción auxiliar que, conducido hasta la barquilla, permitiría llevar a los turistas hacia la estación sin problemas. Torres Quevedo pensó en todo para que el viaje fuera muy seguro. Por ejemplo, ideó un sistema de puertas automáticas que sólo podían abrirse cuando el vehículo se encontraba a salvo en las estaciones, nunca en medio de un viaje sobre las temibles aguas del Niágara.
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Estación motriz del transbordador. El contrapeso de la fosa sirve para asegurar la tensión constante en el cable tractor. Fuente: Biblioteca Nacional. Mi Revista. Septiembre de 1916.
El proceso de construcción de tan sorprendente ingenio no fue nada sencillo. No bastaba con lograr el premiso de las autoridades canadienses, también fue necesario convencer a la comisión del parque nacional del Niágara, así como lograr permisos por parte del Estado de Nueva York y de Washington porque, a fin de cuentas, era el Gobierno Federal quien debía dar permiso por tener que sortear aguas de su competencia. Todo eso eran papeleos, burocracias varias, más o menos complejas pero factibles. Lo más complicado fue armar todo el ingenio sin colocar ningún cable ni estructura que entorpeciera las vías del ferrocarril del Niágara, que circulaba a orillas del remolino. Por otro lado, la empresa española recibió órdenes directas de las autoridades, prohibiendo alterar los acantilados o la vegetación de las orillas, limitando el tamaño de la construcción de edificios para las estaciones. Pese a todo, la máquina fue construida y armada con una precisión total, para asombro de todo el mundo.
Si Torres Quevedo fue el ingeniero llamado a crear una gesta como la del Spanish Aerocar, fue porque ya contaba con una amplia experiencia en dar vida a ingenios similares. Se puede decir que el vehículo del Niágara fue la culminación de una pasión que había encontrado tiempo antes un resultado igualmente sobresaliente: el tranvía aéreo del monte Ulía en San Sebastián construido en 1907 y desmantelado en 1912. Fue el primer tranvía aéreo pensado para transporte de personas.
La experiencia de San Sebastián, con aquel transbordador capaz de transportar a 18 pasajeros a través de una línea de 280 metros de longitud para salvar un desnivel de 28 metros fue pionera en todo el mundo. Fue tal el éxito de aquel ingenio que la Sociedad de Estudios y Obras de Ingeniería de Bilbao, encargada de su construcción, exportó el modelo a varios lugares de todo el mundo, incluyendo el célebreSpanish Aerocar del Niágara.
La patente de Torres Quevedo para este sistema de “funicular” se distinguía de sus contemporáneas por su originalidad, sobre todo en lo que a la disposición de cables múltiples se refiere. La tensión invariable en ellos, determinada por sus correspondientes contrapesos, independientemente del peso transportado, suponía un salto en cuanto a seguridad nunca antes visto. El transbordador del Niágara, que fue diseñado y construido en España, para ser transportado y montado en América, fue solo uno de los singulares proyectos ideados por Leonardo Torres Quevedo. Sin duda, esta figura debe ser considerada como una de las más importantes de la historia de la tecnología, no sólo de nuestro país, sino a nivel mundial.
Torres Quevedo, cántabro nacido en 1852 y fallecido en 1936, fue pionero de los dirigibles, de las máquinas automáticas, la cibernética y el radiocontrol. Célebres fueron sus demostraciones de calculadoras electromecánicas, el ingenioso artilugio ajedrecista o el control de naves por radio con su Telekino. A todas esas muestras de genialidad de un ingeniero universal se suma una de sus máquinas, que todavía sigue entre nosotros y que tiene vida para mucho tiempo más: el increíble Spanish Aerocar.
Un siglo del Spanish Aerocar de Torres Quevedo – Tecnología Obsoleta
