Frank Julian Sprague (25 de julio de 1857 - 25 de octubre de 1934) fue un inventor estadounidense que contribuyó al desarrollo del motor eléctrico , los ferrocarriles eléctricos y los ascensores eléctricos . Sus contribuciones fueron especialmente importantes en la promoción del desarrollo urbano al aumentar el tamaño que las ciudades podían alcanzar razonablemente (mediante un mejor transporte) y al permitir una mayor concentración de negocios en secciones comerciales (mediante el uso de ascensores eléctricos en los rascacielos ). [1] Se hizo conocido como el "padre de la tracción eléctrica". Demostrando aptitudes para las ciencias y las matemáticas, Sprague consiguió un nombramiento en la Academia Naval de los EE. UU. en 1874 y, después de graduarse en 1878 y dos años en el mar, renunció para seguir su carrera en ingeniería eléctrica. [2]
Sprague nació en Milford, Connecticut , en 1857, hijo de David Cummings Sprague y Frances Julia King Sprague, una maestra de escuela [3] : 79 Su madre murió cuando él tenía diez años y su padre lo envió a vivir con una tía en Nueva York. . Asistió a la escuela secundaria Drury en North Adams, Massachusetts , y se destacó en matemáticas. Después de graduarse de la escuela secundaria, Sprague fue a Springfield, Massachusetts , para tomar un examen de ingreso a West Point , pero de alguna manera inesperadamente estaba tomando el examen de ingreso de cuatro días para la Academia Naval de los Estados Unidos en Annapolis, Maryland . [4] Obtuvo la puntuación más alta (otros doce hicieron el examen) y para ir a la escuela necesitaba pedir dinero prestado. Un contratista local y un banco le prestaron cuatro mil dólares y viajó a Maryland. [3] [ página necesaria ] Allí, se graduó séptimo (de treinta y seis) en la promoción de 1878. [5]
Fue comisionado como alférez en la Marina de los Estados Unidos . Durante su servicio naval posterior, sirvió primero en el USS Richmond y luego en el USS Minnesota . [6] : 95 Mientras estaba en Asia, Sprague escribió historias que presentó para el Boston Herald . [3] [ página necesaria ] Mientras su barco estaba en Newport, Rhode Island , en 1881, Sprague inventó el tipo de dinamo invertida . Después de ser trasladado al USS Lancaster , el buque insignia del escuadrón europeo, instaló el primer sistema de timbre eléctrico en un barco de la Armada de los Estados Unidos. Sprague se despidió para asistir a la Exposición Internacional de Electricidad de 1881 en París y a la Exposición del Crystal Palace en Sydenham , Inglaterra, en 1882, donde formó parte del jurado de premios para motores de gas, dinamos y lámparas.
En 1883, Edward H. Johnson , un socio comercial de Thomas Edison , convenció a Sprague de que renunciara a su comisión naval para trabajar para Edison. [3] : 81 Sprague, que comenzó con un salario de 2.500 dólares, no estaba contento con su salario ni con sus asignaciones. Sprague quería centrarse en los motores, mientras que los motores aburrían a Edison, que estaba absorto en hacer funcionar su iluminación incandescente. Edison envió a Sprague para dirigir los departamentos de construcción donde Edison había construido centrales eléctricas para sus sistemas de iluminación en Sunbury, Pensilvania y Brockton, Massachusetts . [3] : 85
Sprague realizó un trabajo importante para Edison, incluida la corrección del sistema de tuberías principales y alimentadores de Edison para la distribución de la estación central.
En 1884, decidió que sus intereses en la explotación de la electricidad estaban en otra parte y dejó Edison para fundar Sprague Electric Railway & Motor Company. [6] : 96
En 1886, la compañía de Sprague había introducido dos inventos importantes: un motor de velocidad constante que no produce chispas con escobillas fijas y frenado regenerativo , [6] : 96 un método de frenado que utiliza el motor de accionamiento para devolver energía al sistema de suministro principal. . Su motor fue el primero en mantener una velocidad constante bajo carga variable. Se hizo popular de inmediato y Edison lo respaldó como el único motor eléctrico práctico disponible. Su sistema de frenado regenerativo fue importante en el desarrollo del tren eléctrico y del ascensor eléctrico.
Los inventos de Sprague incluyeron varias mejoras en los diseños de sistemas de tranvías eléctricos que recolectan electricidad de líneas aéreas . [7] Mejoró los diseños de un poste de trole con resorte que había sido desarrollado en 1885 por Charles Van Depoele , ideó un soporte muy mejorado para motores de tranvía y mejores diseños de engranajes, [7] y demostró que el frenado regenerativo era práctico. Después de probar su sistema de tranvía a finales de 1887 y principios de 1888, Sprague instaló con éxito el primer gran sistema de tranvía eléctrico: el Richmond Union Passenger Railway en Richmond, Virginia , que comenzó a operar con pasajeros el 2 de febrero de 1888. [4] Durante mucho tiempo, un obstáculo para el transporte , las colinas de Richmond tenían pendientes superiores al 10% y fueron un excelente campo de pruebas para la aceptación de su nueva tecnología en otras ciudades, a diferencia de los teleféricos que en aquella época subían las pendientes más empinadas de Nob Hill en San Francisco .
En el verano de 1888, Henry M. Whitney , del West End Street Railway en Boston, había presenciado la puesta en marcha simultánea de varios tranvías con una única fuente de energía y se había apuntado a la conversión. [8] : 10 En enero de 1889, Boston tenía sus primeros tranvías eléctricos – que serían los primeros en América en pasar a la clandestinidad, unos ocho años más tarde, como el Tremont Street Subway [9] – y que se habían vuelto tan populares y notables que el poeta Oliver Wendell Holmes compuso un verso sobre la nueva tecnología de postes de trolebús y la zapata de contacto chispeante en su ápice: [8] : 10
- Desde entonces, en muchos autos verás
- Un palo de escoba tan sencillo como puede serlo;
- En cada palo hay una bruja a horcajadas.
- La cuerda que ves en su pierna está atada.
Al cabo de un año, la energía eléctrica había empezado a sustituir a los coches de caballos más costosos en muchas ciudades. En 1889 se habían iniciado o planificado 110 ferrocarriles eléctricos que incorporaban equipos de Sprague en varios continentes. En 1890, Edison, que fabricaba la mayor parte del equipo de Sprague, compró su parte y Sprague centró su atención en los ascensores eléctricos. Sin embargo, siguió interesado en el uso de la electricidad para el transporte urbano y propuso una importante ampliación del metro de Londres en 1901. [10]
El sistema de suministro eléctrico de Sprague supuso una gran ventaja en relación con las primeras líneas aéreas de tubo en U bipolares, en uso cotidiano desde 1883 en el tranvía de Mödling y Hinterbrühl .
Mientras electrificaban los tranvías de Richmond, el aumento de la capacidad y la velocidad de los pasajeros le dio a Sprague la idea de que se podían lograr resultados similares en el transporte vertical: los ascensores eléctricos . Vio que aumentar la capacidad de los huecos de los ascensores no sólo ahorraría tiempo a los pasajeros sino que también aumentaría las ganancias de los edificios altos, con la altura limitada por el espacio total ocupado en los huecos por los lentos ascensores hidráulicos.
En 1892, Sprague fundó Sprague Electric Elevator Company. [11] Trabajando con Charles R. Pratt, desarrolló el ascensor eléctrico Sprague-Pratt, el primero de los cuales se instaló en el edificio Postal Telegraph en 1894. [12] La empresa desarrolló control de piso, ascensores automáticos, control de aceleración de sistemas de seguridad de automóviles, y varios montacargas. El ascensor Sprague-Pratt funcionaba más rápido y con cargas mayores que los ascensores hidráulicos o de vapor, y se habían instalado 584 ascensores en todo el mundo. Sprague vendió su empresa a Otis Elevator Company en 1895.
La experiencia de Sprague con ascensores eléctricos le llevó a idear un sistema de unidades múltiples de operación ferroviaria eléctrica, que aceleró el desarrollo de la tracción eléctrica . En el sistema de unidades múltiples, cada vagón del tren lleva motores de tracción eléctricos. Por medio de relés energizados por los cables de la línea del tren, el maquinista (o maquinista ) ordena a todos los motores de tracción del tren que actúen juntos. Para los trenes más ligeros no se necesitan locomotoras , por lo que cada vagón del tren puede generar ingresos. Cuando se utilizan locomotoras, una persona puede controlarlas todas.
El primer pedido de unidades múltiples de Sprague fue del Ferrocarril elevado del lado sur (el primero de varios ferrocarriles elevados conocidos localmente como "L" ) en Chicago, Illinois . Este éxito fue seguido rápidamente por importantes contratos de unidades múltiples en Brooklyn, Nueva York y Boston, Massachusetts .
De 1896 a 1900, Sprague sirvió en la Comisión para la Electrificación de Terminales del Ferrocarril Central de Nueva York , incluida la Estación Grand Central en la ciudad de Nueva York , donde diseñó un sistema de control automático de trenes para garantizar el cumplimiento de las señales en la vía. Fundó Sprague Safety Control & Signal Corporation para desarrollar y construir este sistema. Junto con William J. Wilgus , diseñó el sistema de tercer carril de contacto inferior Wilgus-Sprague utilizado por los ferrocarriles que conducen a Grand Central Terminal. [13]
Durante la Primera Guerra Mundial , Sprague sirvió en la Junta Consultiva Naval. Luego, en la década de 1920, ideó un método para hacer funcionar con seguridad dos ascensores independientes, local y expreso, en un solo hueco, para conservar espacio. Vendió este sistema, junto con sistemas para activar los sistemas de seguridad de las cabinas de ascensor cuando la aceleración o la velocidad eran demasiado grandes, a Westinghouse Company .
Los desarrollos de Sprague en tracción eléctrica permitieron que las ciudades crecieran, mientras que su desarrollo del ascensor permitió una mayor concentración en sus secciones comerciales y aumentó la rentabilidad de los edificios comerciales. Los inventos de Sprague hicieron posibles los sistemas modernos de tren ligero y tránsito rápido , que hoy todavía funcionan según los mismos principios.
El icónico material rodante Sprague-Thomson del Metro de París , en servicio desde 1908 hasta 1983, todavía hoy se conoce como les rames Sprague (" trenes Sprague ").
Los motores de Sprague se utilizaron en lugares tan lejanos como el puerto de Sydney en Australia. Un motor eléctrico Lundell de cinco caballos de fuerza utilizado en el Astillero de Cockatoo Island entre 1900 y 1980 se encuentra ahora en la colección del Museo Nacional de Australia en Canberra . [14]
,_D.R.B._Owens,_J_(2287c3af58e542258439dd02790c0303).jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Sprague recibió la medalla de oro en París en la Exposición Internacional de Electricidad de 1889, [15] el gran premio en la Exposición de Compra de Luisiana en 1904, [15] la Medalla Elliott Cresson en 1904, [15] y la Medalla Edison de la Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos (ahora Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos ), por "logros meritorios en ciencias, ingeniería y artes eléctricas, como lo ejemplifican sus contribuciones a las mismas" en 1910. [1]
Además, recibió la Medalla Franklin en 1921 y recibió póstumamente la Medalla de Oro John Fritz en 1935. [15]
Sprague estuvo casado dos veces, primero con Mary Keatinge, [ se necesita aclaración ] y luego con Harriet Chapman Jones. [1] Frank y Mary tuvieron un hijo, Frank Desmond. [ ¿OMS? ] [16] Frank y Harriet tuvieron dos hijos y una hija: Robert C. Sprague (también inventor), Julian K. y Frances A. [17] [ cita necesaria ] Recordando a su padre, Robert escribió en 1935:
A lo largo de su vida y hasta su último día, Frank Sprague tuvo una capacidad de trabajo prodigiosa... Y una vez decidido sobre un nuevo invento o una nueva línea de trabajo, era incansable y siempre luchaba por mejorar. Tenía una mente brillantemente alerta y estaba impaciente por cualquier compromiso a mitad de camino. Su interés por su trabajo nunca cesó; Sólo unas horas antes del final, pidió que le llevaran a su cabecera un modelo recién diseñado de su último invento. [ Esta cita necesita una cita ]
Sprague murió el 25 de octubre de 1934. [1] Fue enterrado con todos los honores de la Marina de los EE. UU. en el Cementerio Nacional de Arlington en Virginia. [1] [18] Su esposa Harriet fue enterrada con él después de su muerte en 1969. Después de la muerte de Sprague, Harriet entregó una cantidad sustancial de material de su colección a la Biblioteca Pública de Nueva York , donde hoy permanece accesible al público a través de la división de libros raros. [19] Otros artículos, incluidos seis volúmenes de cartas de felicitación y fotografías presentadas a Sprague con motivo de su 75 cumpleaños, se conservan en la Biblioteca Chapin, Williams College . [20]
En 1959, Harriet Sprague donó fondos para el edificio Sprague en el Museo Shore Line Trolley en East Haven, Connecticut , no lejos de la casa de la infancia de Sprague en Milford. El museo es el museo de tranvías en funcionamiento más antiguo de los Estados Unidos y tiene una de las colecciones más grandes de artefactos de tranvías de los Estados Unidos.
El hijo de Frank, Robert C. Sprague, fundaría y dirigiría Sprague Electric Company como presidente (1926-1953) y director ejecutivo (1953-1987). En su apogeo, Sprague Electric empleó a 12.000 personas en todo el mundo con plantas en Escocia, Francia, Italia y Japón, además de múltiples ubicaciones en los Estados Unidos, para convertirse en un fabricante líder de condensadores y otros componentes electrónicos. Sprague Electric fue finalmente adquirida por General Cable en 1979 y luego por Vishay Intertechnology en 1992. [21]
El nieto de Frank y Harriet, Peter Sprague, un empresario, se convertiría en director ejecutivo de National Semiconductor (1965-1995).
En 1999, sus nietos, John L. Sprague y Peter Sprague, cortaron la cinta y pusieron en marcha un motor Sprague de 1884 en una nueva exposición en el Shore Line Trolley Museum , donde se encontraba una exposición permanente, "Frank J. Sprague: Inventor, Científico, Ingeniero". cuenta la historia del papel del "padre de la tracción eléctrica" y el papel de la electricidad en el crecimiento de las ciudades.
En 2012, el Museo del Tranvía de Pensilvania adoptó un gato callejero y le puso el nombre de Sprague: Frank the Trolley Cat. [22]
En 2017, Sprague fue objeto de un episodio de la temporada 29 de American Experience , una serie documental que se transmitió por las estaciones de televisión PBS . Titulado The Race Underground , narraba en parte los inicios de la red de tranvías de la MBTA del área de Boston y describió a Sprague como "El héroe olvidado del metro estadounidense". [23]
Los ingenieros eléctricos de todo el país estaban al tanto de lo que estaba sucediendo en Boston, incluidos los miembros de AlEE. El Manual AlEE de 1900 informó que la Asamblea General de 1890 celebrada en Boston incluyó un recorrido por las instalaciones del West End. El Secretario en ese momento escribió: "Este era el sistema más extenso de obras de ferrocarril eléctrico propuesto entonces y, al otorgarse todas las facilidades para su inspección minuciosa, la ocasión resultó ser uno de los grandes intereses". Sorprendentemente, el proyecto avanzó muy rápidamente, sin vacilaciones ni comienzos en falso. Cada línea de la empresa fue reconstruida, electrificada y luego puesta en servicio. El último caballo fue finalmente retirado en algún momento de 1897.
