Sir William Fairbairn, primer baronet de Ardwick Bt FRS (19 de febrero de 1789 - 18 de agosto de 1874) fue un ingeniero civil , ingeniero estructural y constructor naval escocés . En 1854 sucedió a George Stephenson y Robert Stephenson para convertirse en el tercer presidente de la Institución de Ingenieros Mecánicos . [2]
Nacido en Kelso de un granjero local , Fairbairn mostró una temprana aptitud mecánica y trabajó como aprendiz de ingeniero en Newcastle upon Tyne , donde se hizo amigo del joven George Stephenson . Se mudó a Manchester en 1813 para trabajar para Adam Parkinson y Thomas Hewes . En 1817, lanzó su negocio de maquinaria de molino con James Lillie como Fairbairn y Lillie Engine Makers .
Fairbairn aprendió toda su vida y se unió a la Institución de Ingenieros Civiles en 1830. En las décadas de 1820 y 1830, él y Eaton Hodgkinson llevaron a cabo una búsqueda de una sección transversal óptima para vigas de hierro . Diseñaron, por ejemplo, el puente sobre Water Street para el ferrocarril de Liverpool y Manchester , que se inauguró en 1830. En la década de 1840, cuando Robert Stephenson , el hijo de su joven amigo George, intentaba desarrollar una forma de cruzar el estrecho de Menai. , contrató a Fairbairn y Hodgkinson como consultores. Fue Fairbairn quien concibió la idea de un tubo rectangular o viga cajón para salvar la gran brecha entre Anglesey y el norte de Gales . Realizó muchas pruebas con prototipos en su astillero de Millwall y en el lugar del puente, mostrando cómo se debería construir un tubo de este tipo. El diseño se utilizó por primera vez en un tramo más corto en Conway , y seguido por el Puente Britannia, mucho más grande . En última instancia, el puente tubular resultó ser un concepto demasiado costoso para su uso generalizado debido a la gran masa y el costo del hierro forjado necesario. El propio Fairbairn desarrolló puentes de canal de hierro forjado que utilizaron algunas de las ideas que había desarrollado en el puente tubular.
Cuando la industria algodonera cayó en recesión , Fairbairn se diversificó hacia la fabricación de calderas para locomotoras y la construcción naval . Al percibir un barco como una viga tubular flotante, criticó los estándares de diseño existentes dictados por Lloyd's de Londres .
Fairbairn y Lillie construyeron el barco de vapor de paletas de hierro Lord Dundas en Manchester en 1830. Las dificultades que surgieron en la construcción de barcos de hierro en una ciudad del interior como Manchester llevaron al traslado de esta rama del negocio a Millwall , Londres, en 1834. 35. Aquí Fairbairn construyó más de ochenta buques, incluido el Pottinger de 1.250 toneladas, para la Peninsular and Oriental Company ; HMS Megaera y otros buques para el gobierno británico, y muchos otros, introduciendo la construcción naval con hierro en el río Támesis . En 1848 se retiró de esta rama de su negocio. [3]
Fairbairn aprovechó su experiencia en la construcción de barcos con casco de hierro al diseñar el puente Britannia y los puentes ferroviarios de Conwy .
Fairbairn comenzó a construir locomotoras de ferrocarril en 1839 con un diseño 0-4-0 para Manchester and Bolton Railway . En 1862, la empresa había construido más de 400 en Millwall para empresas como Great Western Railway y London and North Western Railway . Sin embargo, como las obras no tenían acceso ferroviario, las locomotoras debían transportarse por carretera. [4]
Fairbairn desarrolló la caldera Lancashire en 1844. En 1861, a petición del Parlamento del Reino Unido , llevó a cabo las primeras investigaciones sobre la fatiga del metal , elevando y bajando una masa de 3 toneladas sobre un cilindro de hierro forjado 3.000.000 de veces antes de que se fracturara y demostrando que una carga estática Para tal efecto se necesitaban 12 toneladas .
Experimentó con cilindros de vidrio y pudo demostrar que la tensión circular en la pared era el doble de la tensión longitudinal . Cuando una caldera cilíndrica fallaba, generalmente se fracturaba en toda su longitud debido a la alta tensión circular en la pared.
Este conocimiento de cómo la tensión circular aumentaba con el diámetro y cómo las tensiones eran independientes de la longitud del tambor lo llevó a inventar el Fairbairn-Beeley y sus calderas de cinco tubos , donde una única carcasa de gran diámetro fue reemplazada por varias más pequeñas y menos estresadas. conchas. Con el tiempo, esto conduciría a la adopción casi universal de calderas acuotubulares con tubos pequeños para altas presiones, reemplazando los diseños más antiguos de tubos pirotubulares.
Fairbairn fue uno de los primeros ingenieros en realizar investigaciones sistemáticas de fallas de estructuras, incluido el colapso de fábricas textiles y explosiones de calderas . Su informe sobre el colapso de un molino en Oldham mostró los deficientes métodos de diseño utilizados por los arquitectos al especificar vigas de hierro fundido para soportar pisos muy cargados, por ejemplo. En otro informe, condenó el uso de vigas de hierro fundido y aconsejó a Robert Stephenson que no utilizara el concepto en un puente que se estaba construyendo sobre el río Dee en Chester en 1846. El puente se derrumbó en mayo de 1847, matando a cinco personas que estaban pasajeros del tren local que pasaban por encima de la estructura en ese momento. El desastre del puente Dee generó preocupación sobre la integridad de muchos otros puentes ferroviarios ya construidos o a punto de construirse en la red ferroviaria.
Fairbairn llevó a cabo algunos de los primeros estudios serios sobre los efectos de la carga repetida de vigas de hierro forjado y fundido, demostrando que la fractura podría ocurrir por el crecimiento de grietas a partir de defectos incipientes, un problema ahora conocido como fatiga . Construyó aparatos de prueba a gran escala para los estudios y fue financiado en parte por la Junta de Comercio .
También realizó experimentos con cilindros de vidrio presurizados y pudo demostrar que la mayor tensión en la pared se produce alrededor del diámetro. Se conoce como tensión circunferencial y es el doble del valor de la tensión longitudinal que se produce a lo largo del cilindro. El valor exacto depende únicamente del espesor de la pared y de la presión interna. Su trabajo fue publicado en Proceedings of the Royal Society y fue de gran ayuda para analizar fallas en calderas y tuberías de vapor. En 1854 fundó la Asociación de Usuarios de Vapor de Manchester , que rápidamente fue reconocida por establecer estándares nacionales para calderas de vapor de alta presión. [5] Como "Comité Técnico de Oficinas Asociadas" de las aseguradoras británicas, la MSUA sigue siendo una autoridad de certificación nacional. [6] [7]
Fairbairn es uno de varios ingenieros notables enterrados en el cementerio de la iglesia de Santa María, Prestwich . El número de personas presentes en su funeral se estimó entre 50.000 y 70.000. [15]
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