⁍ Superfluor 10. Lentes Fresnel
Una historia de luz y de oscuridad
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Este es el número 10 de la gaceta y quiero contarte una historia especial: el diseño de la lente Fresnel, que fue considerada «el invento que salvó un millón de barcos».
(Esta historia también la tienes en formato hilo).
Una historia de luz y de oscuridad
Si tuvieras que pensar en un faro, probablemente te vendría la imagen de una torre, en un acantilado, atravesando la oscuridad con un potente rayo de luz. Lo cierto es que se tardó algún tiempo en conseguir una luz así porque, durante siglos, la luz que emitían las torres que guiaban a los barcos era bastante pobre. Se encendían grandes fuegos, sí, pero quedaban expuestos a las inclemencias del tiempo y, lógicamente, cuando en las tempestades más necesitaban los barcos su luz, menos efectiva resultaba esta. Es probable que incluso al gigantesco Faro de Alejandría, una de las siete maravillas del Mundo Antiguo, no le resultase nada fácil cumplir su función.
Con el tiempo hubo progresos técnicos, especialmente en el siglo XVII, con grandes lámparas de cristal que protegían la fuente de luz, y espejos que trataban de proyectarla. La cosa había mejorado respecto de las fogatas pero seguía siendo insuficiente para resolver un problema esencial: una luz se dispersa en todas direcciones. ¿Cómo controlar la dirección de la luz? ¿Cómo hacerla visible a la distancia suficiente para evitar los peligros del mar?
No era un problema menor, especialmente en ciertas zonas geográficas, donde naufragaban cientos de barcos por peligros como bancos de arena ocultos, rocas, corrientes traicioneras… Por poner un ejemplo, el cabo Hatteras en Carolina del Norte, cuyo apodo, «el cementerio del Atlántico», habla por sí mismo.
Se adaptaron incluso soluciones para iluminación doméstica. En los faros europeos del XVIII se usó la lámpara Argand, que en Francia se conocía como Quinquet, por el farmacéutico Antoine-Arnoult Quinquet, que añadió un tubo de cristal a la lámpara de Argand (en España se llamó «quinqué», que seguro que te suena).
La lámpara Lewis fue como la versión americana de la Argand para los faros de Estados Unidos. Contaba con lentes y una pantalla metálica reflectora, pero la propia pantalla absorbía buena parte de la luz que trataba de reflejar.
En esencia, el problema seguía siendo prácticamente el mismo: la luz se seguía dispersando y resultaba poco efectiva.
Es a principios del siglo XIX cuando aparece el físico francés Augustin-Jean Fresnel, un joven que tuvo ciertas dificultades de aprendizaje y al que sus amigos de infancia denominaban «El Genio», por su capacidad para desmontar sus juguetes y rearmarlos para que funcionaran mejor. En 1819, con 31 años de edad, Fresnel es asignado a la Commission des Phares, un grupo de trabajo establecido por Napoleón en 1811 para tratar de mejorar la iluminación de los faros.
Fresnel decidió rediseñar una lente convencional, y tras meses de pruebas aparece con un prototipo basado en lo que denominó lentilles à échelons, una lente central «en escalones», con anillos concéntricos recortados en un ángulo específico, y combinada con espejos inclinados en su parte superior e inferior.
Su diseño resulta una revolución que hace obsoleto todo lo existente: se podía, por fin, potenciar y dirigir la luz en el ángulo deseado. Nace así la lente Fresnel y, por primera vez en la historia, una luz proyectada por el hombre consigue penetrar en la oscuridad y los peligros del mar a decenas de millas de la costa. El primer faro en instalar las lentes Fresnel es el de Cordouan, el majestuoso faro más antiguo de Francia, conocido como el «Patriarca de los faros».
Gracias a su inteligente diseño, la lente Fresnel no solo era más potente sino también más ligera y barata que una lente convencional, ya que reducía el material necesario en su fabricación.
Y a nivel estético me parece preciosa. Si pudiera, pondría una en mi casa, pero una de las grandes, de las que Fresnel denominó «de primer orden»: en función de su tamaño y de la distancia focal de la lente, Fresnel clasificó sus lentes en «órdenes». Una lente de primer orden mide 2.59m de altura y 1.8m de ancho.
Fresnel no solo consigue dirigir la luz, sino que va más allá y la convierte en un sistema de comunicación entre la costa y el barco, gracias a un mecanismo de rotación de las lentes, similar al de un reloj, que permite proyectar la luz de manera intermitente. En 1825 se publicó la Carte des Phares, un «mapa de luces» para guiar con seguridad a los barcos a lo largo de la costa francesa. Para facilitar el reconocimiento, cada baliza instalada en la costa se configuró según dos factores: el «orden» de su lente y la frecuencia de intermitencia de su luz.
A partir de 1822, los faros de Francia y de todo el mundo comienzan a actualizar sus luces e instalan las lentes Fresnel. La navegación se vuelve más segura y se reducen drásticamente los naufragios y los dramas de pérdidas humanas. Fresnel no llega a ver todo el calado de su trabajo porque muere joven, en 1827, con 39 años.
Lo mejor de todo es que el impacto de las lentes inventadas por el «El Genio» no terminó con los faros. Con diferentes materiales y formatos, la lente Fresnel se ha seguido usando durante décadas, y por citar algunos ejemplos, en forma de lupas, de cámaras, de faros de automóviles, de focos de iluminación, de paneles solares e, incluso, en el diseño de gafas de realidad aumentada.
Es increíble que se siga usando el diseño original de Fresnel de 1819, al que llegó mientras daba vueltas al oscuro problema y en su mente se abría paso un débil rayo de luz, con una solución magistral que resistiría perfectamente el paso del tiempo.
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IMAGEN DE PORTADA: Minnesota Historical Society Split Rock Collection.