George Westinghouse Jr. (6 de octubre de 1846 – 12 de marzo de 1914) fue un prolífico inventor , ingeniero e industrial emprendedor estadounidense radicado en Pittsburgh , Pensilvania , conocido por su creación del freno neumático para ferrocarriles y por ser pionero en el desarrollo y uso de la distribución de energía eléctrica mediante corriente alterna (CA) . Durante su vida, recibió 362 patentes por sus inventos y fundó 61 empresas, muchas de las cuales todavía existen en la actualidad.
Su invención de un sistema de frenado de trenes basado en el uso de aire comprimido transformó la industria ferroviaria en todo el mundo. Fundó la Westinghouse Air Brake Company en 1869. [1] Él y sus ingenieros también desarrollaron sistemas de conmutación de vías y señalización, lo que llevó a la fundación de la empresa Union Switch & Signal en 1881.
A principios de la década de 1880, su interés y sus inventos para la producción, transmisión y uso seguros del gas natural impulsaron toda una nueva industria energética.
Durante este mismo período, Westinghouse reconoció el potencial de utilizar corriente alterna (CA) para la distribución de energía eléctrica y, en 1886, fundó la Westinghouse Electric Corporation . El negocio eléctrico de Westinghouse competía directamente con el de Thomas Edison , que estaba promoviendo la electricidad de corriente continua (CC). Westinghouse Electric ganó el contrato para demostrar su sistema de CA para iluminar la "Ciudad Blanca" en la Exposición Colombina de 1893 en Chicago. La empresa instaló la primera planta de generación de energía de CA a gran escala del mundo en las Cataratas del Niágara, Nueva York, que se inauguró en agosto de 1895.
Irónicamente, entre muchos otros honores, Westinghouse recibió la Medalla Edison de 1911 del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos "por sus meritorios logros en relación con el desarrollo del sistema de corriente alterna ". [2]
George Westinghouse nació en 1846 en el pueblo de Central Bridge, Nueva York (ver George Westinghouse Jr. Lugar de nacimiento y hogar de la infancia ), hijo de Emeline (Vedder) y George Westinghouse Sr., un granjero y propietario de un taller de maquinaria. [3] Los antepasados de Westinghouse vinieron de Westfalia en Alemania, donde primero se mudaron a Inglaterra y luego emigraron a los EE. UU. El apellido de la familia había sido anglicanizado de Westinghausen.
Desde su juventud, Westinghouse mostró talento con la maquinaria y los negocios. Al estallar la Guerra Civil en 1862, cuando tenía 15 años se alistó en la Guardia Nacional de Nueva York y sirvió hasta que sus padres le imploraron que regresara a casa. Al año siguiente, convenció a sus padres para que lo dejaran volver a alistarse, tras lo cual se unió a la Compañía M del 16.º Regimiento de Caballería de Nueva York y obtuvo el ascenso al rango de cabo. En diciembre de 1864, el joven Westinghouse renunció al Ejército para unirse a la Marina, sirviendo como tercer ingeniero asistente interino en el cañonero USS Muscoota hasta el final de la guerra. [4] Después de su licenciamiento en agosto de 1865, Westinghouse regresó con su familia y se inscribió en el Union College en Schenectady, pero rápidamente perdió el interés y abandonó los estudios durante su primer período.
Westinghouse tenía apenas 19 años cuando recibió su primera patente, para un motor de vapor rotativo . [5] También ideó el motor agrícola Westinghouse . A los 21 años, inventó un sustituto de vagones, un dispositivo utilizado para guiar los vagones descarrilados de nuevo a las vías, y una "rana" reversible , una pieza de unión de rieles utilizada para cambiar trenes entre diferentes vías. [6] En 1868, Westinghouse se mudó con su esposa a Pittsburgh, Pensilvania, para obtener acero mejor y menos costoso para la fabricación de sus ranas de ferrocarril, y allí comenzó a desarrollar su concepto de freno de aire para ferrocarril, recientemente inventado.
Durante sus viajes, Westinghouse fue testigo de las consecuencias de una colisión en la que los ingenieros de dos trenes que se aproximaban por la misma vía se vieron pero no pudieron detener sus trenes a tiempo, utilizando los sistemas de frenos existentes.
En aquella época, los guardafrenos tenían que correr por pasarelas situadas en la parte superior de los vagones y aplicar los frenos manualmente. Coordinar esa tarea era complicado y peligroso. También implicaba que los trenes no podían tener más de diez vagones y miles de guardafrenos morían o quedaban mutilados cada año. [7]
En 1869, a los 23 años, Westinghouse hizo una demostración pública por primera vez de su revolucionario sistema de frenos para ferrocarriles en Pittsburgh. Detenía los trenes mediante un sistema de aire comprimido. Ese mismo noviembre se fundó la Westinghouse Air Brake Company .
Su primer sistema de frenado utilizaba un compresor de aire en la locomotora, con un depósito de aire y una válvula especial en cada vagón, y una única tubería de vapor comprimido que recorría todo el tren con conexiones flexibles entre vagones. Esa línea rellenaba los depósitos y controlaba los frenos, lo que permitía al maquinista aplicar y liberar los frenos simultáneamente en todos los vagones.
Aunque el sistema tuvo éxito, como se demostró al evitar un grave accidente frente a testigos reunidos, [8] no era precisamente infalible: cualquier rotura o desconexión en la línea de aire dejaba al tren sin frenos.
Durante los dos años siguientes, Westinghouse y sus ingenieros solucionaron el problema invirtiendo el proceso y diseñando válvulas de modo que la presión constante en las líneas mantuviera los frenos desconectados. Con el diseño mejorado, cualquier interrupción o rotura en la línea haría que el tren se detuviera automáticamente.
Durante la década siguiente, siguiendo con sus primeros inventos, Westinghouse también extendió su interés a los sistemas de señalización ferroviaria y de cambio de vías. Anteriormente, la señalización se hacía con lámparas de aceite y el cambio de vías se hacía manualmente. Los diseños de Westinghouse cambiaron todo eso. En 1882, Westinghouse fundó la Union Switch and Signal Company para fabricar, comercializar, instalar y mantener sus innovadores sistemas de control, que también fueron adoptados por los ferrocarriles de todo el mundo. [9] [10]
En 1883, Westinghouse se interesó por el gas natural. Recientemente se había descubierto gas en el pozo Haymaker, en la cercana Murrysville , Pensilvania, y atrajo mucha atención, en parte debido a una espectacular explosión en llamas en un pozo. Después de visitar el pozo y reconocer su potencial comercial, emprendió la perforación en busca de gas en su finca Solitude (hoy Westinghouse Park ) en Pittsburgh.
A primera hora de la mañana del 21 de mayo de 1884, el equipo de perforación encontró una bolsa de gas a 1500 pies de profundidad, y la explosión de tierra y agua resultante hizo volar la parte superior de la torre de perforación. Westinghouse tardó una semana en encontrar una forma de tapar el flujo de gas. Se le animó a desarrollar un sistema para suministrar gas para calentar e iluminar las casas y los negocios de la zona. [12] Con el tiempo, varias torres de perforación de gas natural se alzaron sobre los jardines de la época victoriana de su finca. [11] En la época moderna no queda ningún rastro sobre el suelo de estas torres.
Ese año, Westinghouse obtuvo una licencia de servicios públicos inactiva para "The Philadelphia Company" y, durante los tres años siguientes, desarrolló dispositivos y obtuvo más de 30 patentes para esta tecnología. Utilizó a la Philadelphia Company para desarrollar pozos de gas y promover su uso tanto para fines comerciales como residenciales. En 1886, la Philadelphia Company poseía 58 pozos y 184 millas de tuberías de distribución en el área de Pittsburgh y, en 1887, prestaba servicio a más de 12 000 hogares privados y 582 clientes industriales en todo el estado. [13]
En 1889, cuando su participación en la generación y distribución de electricidad estaba en pleno auge, Westinghouse renunció como presidente de la Philadelphia Company, pero permaneció en su junta directiva. El crecimiento del negocio del gas natural se desaceleró en la década de 1890, obstaculizado por problemas de suministro y preocupaciones constantes sobre la seguridad en la distribución de gas en hogares y empresas. Pero la Philadelphia Company continuó creciendo y generó empresas como Equitable Gas y Duquesne Light .
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A principios de la década de 1880, el interés de Westinghouse en la conmutación de vías férreas y la distribución de gas natural lo llevó a involucrarse en el entonces nuevo campo de la distribución de energía eléctrica. La iluminación eléctrica de calles con arcos eléctricos ya era un negocio en crecimiento y muchas empresas construían sistemas alimentados por corriente continua (CC) o corriente alterna (CA) generada localmente . Al mismo tiempo, Thomas Edison estaba lanzando la primera empresa eléctrica de CC diseñada para iluminar hogares y negocios con su bombilla incandescente patentada .
En 1884, Westinghouse comenzó a desarrollar su propio sistema de iluminación doméstica de CC y contrató al físico William Stanley para que lo ayudara a trabajar en él. En 1885, al leer la revista técnica británica Engineering . [14] , Westinghouse se enteró de un nuevo transformador eléctrico desarrollado por Lucien Gaulard y John Gibbs. Habían descubierto que la electricidad de CA podía ser "elevada" en voltaje por un transformador para su transmisión y luego "reducida" por otro transformador para uso del consumidor de menor voltaje. Esto hizo posible que las grandes plantas de energía centralizadas generaran electricidad y la suministraran a largas distancias tanto a ciudades como a lugares con poblaciones más dispersas. Esta fue una gran ventaja sobre los sistemas de CC de bajo voltaje que comercializaba la empresa eléctrica de Edison , lo que significaba que las estaciones generadoras tenían un rango de transmisión limitado de solo una milla debido al bajo voltaje y las altas corrientes utilizadas. Westinghouse reconoció el potencial de la corriente alterna para lograr mayores economías de escala como una forma de crear un sistema eléctrico verdaderamente competitivo, en lugar de simplemente armar otro sistema de iluminación de corriente continua apenas competitivo, sólo lo suficientemente diferente como para eludir las patentes de Edison. [15]
En 1885, Westinghouse importó varios transformadores Gaulard-Gibbs y un generador de CA Siemens para comenzar a experimentar con redes de CA en Pittsburgh . Stanley, con la ayuda de los ingenieros Albert Schmid y Oliver B. Shallenberger , mejoró drásticamente el diseño del transformador Gaulard-Gibbs hasta convertirlo en el primer transformador práctico y fabricable. [16] En 1886, con el respaldo de Westinghouse, Stanley instaló el primer sistema de energía de CA de voltaje múltiple en Great Barrington, Massachusetts . El sistema de iluminación de demostración era impulsado por un generador hidroeléctrico que producía 500 voltios de CA reducidos a 100 voltios para encender bombillas incandescentes en hogares y empresas. Ese mismo año, Westinghouse formó la " Westinghouse Electric & Manufacturing Company "; [17] en 1889 la rebautizó como "Westinghouse Electric Corporation".
La compañía Westinghouse instaló treinta sistemas de iluminación de corriente alterna más en un año y, a finales de 1887, contaba con 68 centrales eléctricas de corriente alterna, en comparación con las 121 centrales basadas en corriente continua que Edison había instalado en siete años. [18] Esta competencia con Edison condujo, a finales de la década de 1880, a lo que se ha denominado la " guerra de las corrientes ". Thomas Edison y su compañía se unieron a la percepción pública cada vez más extendida de que los altos voltajes utilizados en la distribución de corriente alterna eran inseguros y mortales. Edison incluso sugirió que se utilizara un generador de corriente alterna de Westinghouse en la nueva silla eléctrica del estado de Nueva York .
Westinghouse también tuvo que lidiar con otro rival de CA, la Thomson-Houston Electric Company , que había construido 22 centrales eléctricas a fines de 1887 [18] y en 1889 había comprado a otro competidor, la Brush Electric Company . Thomson-Houston estaba expandiendo su negocio mientras intentaba evitar conflictos de patentes con Westinghouse, organizando acuerdos como llegar a acuerdos sobre el territorio de la compañía de iluminación, pagar regalías por usar la patente del transformador Stanley y permitir que Westinghouse usara su patente de bombilla incandescente Sawyer-Man .
En 1890, la compañía Edison, en connivencia con Thomson-Houston, consiguió que la primera silla eléctrica fuera alimentada por un generador de corriente alterna de Westinghouse. Westinghouse intentó bloquear esta iniciativa contratando al mejor abogado del momento para que defendiera (sin éxito) a William Kemmler , el primer hombre que iba a morir en la silla eléctrica.
La Guerra de Corrientes terminó en 1892 cuando el financiero JP Morgan obligó a Edison General Electric a cambiar a la energía CA y luego expulsó a Edison de la compañía que había fundado. [19] La compañía Edison General Electric se fusionó con Thomson-Houston Electric Company para formar General Electric , un conglomerado con el directorio de Thomson-Houston en control. [20]
Durante este período, Westinghouse continuó invirtiendo dinero y recursos de ingeniería en el objetivo de construir un sistema de CA completamente integrado: obtuvo la lámpara Sawyer-Man comprando Consolidated Electric Light y luego desarrolló componentes como un medidor de inducción , [21] y obtuvo los derechos para el motor de inducción de CA sin escobillas del inventor Nikola Tesla junto con patentes para un nuevo tipo de distribución de energía eléctrica, la corriente alterna polifásica . [22] [23] La adquisición de un motor de CA factible le dio a Westinghouse un elemento patentado clave para su sistema, pero la tensión financiera de comprar patentes y contratar a los ingenieros necesarios para construirlo significó que el desarrollo del motor de Tesla tuvo que suspenderse por un tiempo. [24]
En 1891, la empresa de Westinghouse estaba en problemas. El casi colapso del Barings Bank en Londres desencadenó el pánico financiero de 1890 , lo que provocó que los inversores exigieran el reembolso de sus préstamos. [25] La repentina escasez de efectivo obligó a la empresa a refinanciar sus deudas. Los nuevos prestamistas principales exigieron que Westinghouse redujera lo que les parecía un gasto excesivo en la adquisición de otras empresas, investigación y patentes. [25] [26]
En 1891, Westinghouse construyó una planta de energía hidroeléctrica de corriente alterna, la Planta Generadora Hidroeléctrica Ames, cerca de Ophir, Colorado, que suministraba energía de corriente alterna a la mina Gold King, a 3,5 millas de distancia. Esta fue la primera demostración exitosa de transmisión de energía de corriente alterna de grado industrial a larga distancia y utilizó dos alternadores Westinghouse de 100 hp, uno que funcionaba como generador y producía corriente alterna monofásica de 3000 voltios y 133 hercios, y el otro como motor de corriente alterna. [27]
En mayo de 1892, Westinghouse Electric ganó la licitación para alimentar e iluminar la Exposición Universal Colombina de 1893 en Chicago con corriente alterna, pagando una oferta sustancialmente inferior a la de General Electric para obtener el contrato. [28] [29] [30] Luego también tuvo que desarrollar rápidamente un nuevo tipo de bombilla incandescente basada en la patente de Sawyer-Man que había obtenido, una que no infringiera el diseño de la patente de Edison.
A principios de 1893, el ingeniero de Westinghouse, Benjamin Lamme, había logrado grandes avances en el desarrollo de una versión eficiente del motor de inducción de Tesla. Westinghouse Electric comenzó a denominar su sistema de CA polifásico completo como "Sistema polifásico Tesla", anunciando que las patentes de Tesla les otorgaban prioridad sobre otros sistemas de CA y sus intenciones de demandar a cualquier infractor de patentes. [31]
Esta Feria Mundial dedicó un edificio a exposiciones eléctricas. Fue un evento clave en la historia de la energía alterna, ya que Westinghouse demostró la seguridad, confiabilidad y eficiencia de un sistema de corriente alterna totalmente integrado al público estadounidense. [32]
La demostración de Westinghouse de que podían construir un sistema de CA completo en la Exposición Colombina fue fundamental para que la empresa consiguiera el contrato para construir un sistema de generación de CA de dos fases, la Planta de Energía Adams , en las Cataratas del Niágara en 1895. La empresa fue subcontratada para construir diez generadores de CA de 5000 caballos de fuerza (3700 kW) de 25 Hz [33] en esta planta.
Al mismo tiempo, se adjudicó a General Electric un contrato para construir el sistema de distribución de corriente alterna trifásica que necesitaba el proyecto. [34] A principios y mediados de la década de 1890, General Electric, respaldada por el financista JP Morgan , se vio envuelta en costosos intentos de adquisición y batallas de patentes con Westinghouse Electric. La competencia era tan costosa que en 1896 se firmó un acuerdo de reparto de patentes entre las dos empresas. [35]
La central eléctrica nº 1 de Westinghouse en Niágara, como se la llamaba entonces, siguió funcionando en la sala de transformadores de Niágara hasta que la planta cerró en 1961. [36]
A pesar del éxito continuo en sus otros negocios, el principal interés de Westinghouse fue la energía eléctrica. Al principio, las fuentes de generación disponibles eran turbinas hidráulicas donde había agua cayendo y máquinas de vapor alternativas donde no la había. Westinghouse pensaba que las máquinas de vapor alternativas existentes eran torpes e ineficientes, y quería desarrollar máquinas rotativas que fueran más elegantes. Su primera patente había sido una máquina de vapor rotativa, pero había demostrado ser poco práctica en ese momento.
En 1884, el ingeniero británico Charles Algernon Parsons comenzó a experimentar con turbinas de vapor , comenzando con una turbina de 10 caballos de fuerza (7,5 kW). En 1895, Westinghouse compró los derechos de la turbina Parsons y sus ingenieros mejoraron su tecnología y aumentaron su escala. En 1898, Westinghouse demostró una unidad generadora de 300 kilovatios, reemplazando los motores alternativos en su fábrica de frenos de aire. Al año siguiente, instaló una unidad de 1,5 mW a 1200 rpm para la Hartford Electric Light Company .
Westinghouse también desarrolló turbinas de vapor para la propulsión marítima. El problema básico era que las turbinas grandes funcionaban con mayor eficiencia a unas 3000 rpm, mientras que una hélice eficiente funcionaba sólo a unas 100 rpm. Eso requería engranajes reductores, pero diseñar engranajes reductores que pudieran funcionar tanto a altas rpm como a alta potencia era difícil, ya que cualquier desalineación leve haría temblar el tren de potencia en pedazos. Westinghouse y sus ingenieros inventaron un sistema de autoalineación automática que finalmente hizo que la energía de las turbinas fuera práctica para los grandes buques. [37]
En 1889, Westinghouse compró varias concesiones mineras en las montañas de la Patagonia , en el sureste de Arizona , y formó la Duquesne Mining & Reduction Company. Esperaba inventar una mejor manera de extraer cobre de minerales "pobres" que no eran particularmente ricos en el metal. Esto lo habría ayudado a competir en los negocios eléctricos que utilizaban mucho cobre. [38] No tuvo éxito en este proyecto: no se encontró ningún nuevo proceso de reducción de cobre y la mina no era rentable. Fundó Duquesne para utilizarla como sede de su empresa; ahora es un pueblo fantasma. Duquesne creció hasta tener más de 1000 residentes y la mina alcanzó su pico de producción a mediados de la década de 1910. [39] [40]
Westinghouse también comenzó a trabajar en bombas de calor que pudieran proporcionar calefacción y refrigeración. Cuando Westinghouse afirmó que buscaba una máquina de movimiento perpetuo , el físico británico William Thomson ( Lord Kelvin ), uno de sus muchos corresponsales, le dijo que eso violaría las leyes de la termodinámica . Westinghouse respondió que podría ser así, pero que no había diferencia. Si no podía construir una máquina de movimiento perpetuo, aún tendría un sistema de bomba de calor que podría patentar y vender.
Después de la introducción más amplia del automóvil , Westinghouse inventó un amortiguador de aire comprimido para sus sistemas de suspensión. [41] El amortiguador fue la última de las 362 patentes que recibió, y fue otorgada cuatro años después de su muerte.
Westinghouse fue el primer empleador industrial en dar a los trabajadores una semana laboral de cinco días y medio, a partir de 1881. Los sábados se convirtieron en medio día feriado para promover la participación comunitaria y el desarrollo personal. [42] [43] Westinghouse había observado la práctica en visitas a Inglaterra.
La comunidad planificada de Wilmerding , Pensilvania, fue el hogar de muchos empleados de Westinghouse y también fue la sede de varias empresas, en particular Westinghouse Air Brake . Westinghouse Electric and Manufacturing estaba ubicada una milla más arriba del valle de Turtle Creek, al este de Pittsburgh.
Westinghouse era ampliamente admirado por sus trabajadores. En privado, se referían a él como "El Viejo". [44] Una indicación de su actitud progresista fue que cuando los ingenieros de Westinghouse inventaban cosas, se les permitía mantener sus propios nombres en las patentes, en lugar de ponerlas en el nombre de la empresa, como era la regla en las empresas Edison. [ cita requerida ]
Westinghouse no estaba a favor de la sindicalización de los trabajadores, pues no creía que fuera beneficiosa para sus trabajadores. [44] Cabe destacar que nunca hubo una huelga en ninguna empresa de Westinghouse mientras él estuvo al frente de la empresa. Se dice que el organizador sindical y laboral estadounidense Samuel Gompers dijo que "si todos los líderes empresariales y magnates trataran a sus empleados tan bien como George Westinghouse, no habría necesidad de sindicatos". [45] [46]
En 1867, Westinghouse conoció a Marguerite Erskine Walker en un tren y se casaron en agosto de ese año. Estuvieron casados durante 47 años [47] y tuvieron un hijo, George Westinghouse III, que a su vez tuvo seis hijos [48] .
Desde 1871, George y Marguerite Westinghouse mantuvieron una gran casa en Pittsburgh llamada Solitude, construida a partir de una casa existente y un terreno comprado por George en 1871. Formaban parte de una clase social de industriales locales muy ricos y administradores de dinero, incluidos los vecinos y asociados Henry Clay Frick , Henry J. Heinz , William Thaw , Andrew Mellon y Richard Beatty Mellon , y los hermanos Andrew Carnegie y Thomas Carnegie . [49] Entre sus invitados se encontraban Nicola Tesla , Lord Kelvin y el congresista (y futuro presidente) William McKinley . En 1893, habían construido Erskine Park en Lenox, Massachusetts , que usaban como casa de verano, en parte como un respiro del duro entorno industrial de Pittsburgh. Recibió su nombre de la familia de los abuelos de Marguerite. [50] En 1989 alquilaron y luego en 1901 compraron la mansión Blaine House en Washington DC. Marguerite Westinghouse tenía fama de organizar allí frecuentes y lujosos entretenimientos. [51] En 1918, su antigua casa de Pittsburgh, Solitude, fue demolida y el terreno se entregó a la ciudad de Pittsburgh para establecer Westinghouse Park . La casa en Erskine Park fue vendida por la familia en 1917 y posteriormente demolida.
Westinghouse siguió siendo un líder de la industria estadounidense hasta 1907, cuando el pánico financiero de ese año lo obligó a renunciar a la dirección de la empresa Westinghouse Electric . En 1911, ya no estaba activo en los negocios y su salud estaba empeorando. [52]
George Westinghouse murió el 12 de marzo de 1914 en la ciudad de Nueva York a los 67 años. Inicialmente fue enterrado en el cementerio de Woodlawn, Bronx, NY, y luego fue retirado el 14 de diciembre de 1915. Como veterano de la Guerra Civil, fue enterrado en el Cementerio Nacional de Arlington , junto con su esposa Marguerite, quien lo sobrevivió por tres meses. Ella también había sido enterrada inicialmente en Woodlawn y retirada y reenterrada al mismo tiempo que George. [53]
George Westinghouse era muy apreciado por sus colegas y empleados. Por ejemplo, Nicola Tesla , con quien desarrolló el sistema polifásico de corriente alterna para la distribución de energía eléctrica, habló de él en 1938 de la siguiente manera: "George Westinghouse era, en mi opinión, el único hombre en este mundo que podía tomar mi sistema de corriente alterna en las circunstancias existentes en ese momento y ganar la batalla contra los prejuicios y el poder del dinero. Era un pionero de estatura imponente, uno de los verdaderos nobles del mundo, del que Estados Unidos puede estar orgulloso y con quien la humanidad tiene una inmensa deuda de gratitud". [54]
Lista de honores y premios adaptada de la referencia [55]
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(Adaptado de la Biblioteca del Congreso [58] )
El acuerdo permaneció en vigor hasta 1911
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