Joseph Tomlinson (22 de junio de 1816 - 10 de mayo de 1905) fue un ingeniero y arquitecto angloamericano que construyó puentes y faros en Canadá y Estados Unidos. En 1868, codiseñó y supervisó la construcción del puente Hannibal , el primer cruce permanente del río Misuri . Fue la primera persona en ocupar el cargo de Superintendente General de Faros para el nuevo Dominio de Canadá , cargo que ocupó a partir de enero de 1870. Durante ocho años, trabajó en la construcción de puentes ferroviarios para el gobierno canadiense y diseñó uno de los puentes más impresionantes del Canadian Pacific Railway, donde cruzaba el río Fraser . Diseñó un puente ferroviario sobre el río Ashtabula en Ohio , pero fue despedido del proyecto después de que se negó a realizar cambios ordenados por el supervisor en el diseño que consideraba inseguros. El puente se desplomó el 29 de diciembre de 1876, matando a 92 personas en un descarrilamiento de tren .
Tomlinson nació el 22 de junio de 1816 en Ruskington , Lincolnshire , en el Reino Unido, hijo de Joseph y Ann ( de soltera Shearwood ) Tomlinson. [1] [2] [3] [a] Su padre era terrateniente y granjero , [1] [2] y la familia estaba emparentada con el político canadiense Nicholas Sparks . [4] Joseph fue uno de los 14 hijos. [1] [4]
Tomlinson mostró un fuerte interés por el diseño mecánico cuando era niño, [1] pero sus padres buscaron darle una educación clásica . [4] Cuando demostró desinterés en los clásicos, [2] [4] se le permitió trabajar de aprendiz con un ebanista . [1] Tomlinson pasó siete años como aprendiz, [5] y pronto su trabajo superó incluso al de sus maestros. [2] Durante este tiempo, también se inscribió en el Instituto de Mecánica en Newark, Nottinghamshire . [6] Estudió dibujo y matemáticas [4] y fue considerado un estudiante sobresaliente. [5]
Tomlinson emigró a los Estados Unidos en 1840. [7] Durante el viaje por el océano, conoció a un hombre de New Milford, Connecticut , que lo convenció de establecerse en esa ciudad. [8] Aunque se formó como mecánico, [9] Tomlinson descubrió que la práctica de la construcción mecánica en los Estados Unidos era muy diferente a la del Reino Unido, y se encontró desempleado. [10]
Poco después de su llegada a New Milford, Tomlinson observó que se estaba construyendo un puente cerca de la ciudad. Preocupado porque el puente no había sido diseñado correctamente, informó al constructor, pero su opinión fue desestimada. [8] Tomlinson luego informó a su nuevo amigo, el reverendo Noah Porter (más tarde presidente de la Universidad de Yale ), sobre sus inquietudes. [2] El puente se derrumbó parcialmente por su propio peso como Tomlinson había predicho, y él fue contratado para ayudar a repararlo y reforzarlo. [8] [2]
Tomlinson se dedicó a la ingeniería por consejo del reverendo Porter. [10] Para aprender su nuevo oficio, encontró trabajo como rodman en el ferrocarril Housatonic . [8] [b] También trabajó para varias empresas de construcción de puentes, aprendiendo el oficio y los principios del diseño de puentes estadounidenses. [8] En su tiempo libre, diseñó y redactó puentes para sí mismo, buscando críticas y consejos de los ingenieros de puentes del ferrocarril Housatonic con los que trabajaba. [8] [5] Con el tiempo, el Housatonic le pidió que estudiara los puentes diseñados por otros ingenieros y que hiciera informes sobre ellos. [5] [6] Finalmente fue empleado como trabajador de construcción de puentes y supervisor para el ferrocarril Housatonic, el ferrocarril Harlem en Nueva York y el ferrocarril Rutland y Whitehall en Vermont . [10] Aunque la mayoría de los puentes ferroviarios en ese momento estaban hechos de madera, Tomlinson previó que el hierro y el acero suplantarían rápidamente a la madera como material de construcción principal. [5] Fue un autodidacta de toda la vida que estudió y leyó mucho, [2] aprendió los principios de la construcción y la ingeniería del hierro y el acero. [5]
El primer puente que se construyó según un diseño de Tomlinson fue un puente ferroviario en Pittsfield, Connecticut. Se construyó en 1844 y el propio Tomlinson actuó como contratista general. [10]
En 1849, el Ferrocarril de Saratoga y Washington decidió construir un túnel a través de una colina en el pueblo de Whitehall, Nueva York . [12] [13] El túnel debía llevar una línea secundaria del ferrocarril, que terminaría en las orillas del lago Champlain . Esto le daría al ferrocarril una conexión con los barcos de vapor de pasajeros de los Grandes Lagos y conectaría el lago por ferrocarril con el río Hudson . [13] Varios intentos anteriores de excavar un túnel habían fracasado debido a la presencia de arenas movedizas . Cuando Tomlinson recibió el encargo de diseñar la excavación y completó el túnel, trabajó en sus planes durante 72 horas sin descanso ni sueño. [10] El túnel, que corría en parte por debajo de Church Street en Whitehall, tenía 682 pies (208 m) de largo, [13] con paredes de piedra y arcos de ladrillo. [14] [c]
Tomlinson aceptó un trabajo como ingeniero de puentes con el gobierno de la colonia británica (ahora provincia canadiense) de Nuevo Brunswick en 1854. [10] Tomlinson estimó más tarde que construyó 13 o 14 puentes al año durante sus ocho años en Nuevo Brunswick. [9] Casi todos los puentes que construyó en Nuevo Brunswick estaban hechos de madera. Sus diseños eran tan resistentes que la mayoría de los puentes todavía estaban en pie medio siglo después. [10] El primer puente que diseñó y construyó [16] fue una estructura de 250 pies (76 m) de largo sobre el río Hammond , [9] terminado en 1855. [17] Al año siguiente construyó un puente levadizo de 100 pies (30 m) de largo con un tramo levadizo de 40 pies (12 m) sobre el río Musquash en Musquash, Nuevo Brunswick . [17]
El primer puente diseñado por Tomlinson que se derrumbó fue un puente de celosía lenticular sobre las Grand Falls del río Saint John en la ciudad recientemente fundada de Grand Falls . La Junta de Obras de Nuevo Brunswick se opuso a un puente colgante , [d] y obligó a Tomlinson a diseñar un puente lenticular. El puente se inauguró el 1 de diciembre de 1858. A las 7 a. m. del 18 de diciembre, el puente se derrumbó después de que la cadena de barras de tensión se rompiera en dos lugares. Dos hombres murieron. [18] La causa del derrumbe fue un hierro defectuoso, que se volvía quebradizo con el clima frío. [10] [18] La Junta de Obras asumió la responsabilidad completa por el colapso del puente, y Tomlinson se negó a cobrar al gobierno por su trabajo. [19] Diseñó un puente colgante de 630 pies (190 m) [9] como reemplazo; ese puente permaneció en pie durante décadas y se convirtió en el más conocido de sus puentes. [19]
Después de comprar una granja en el río Cedar en Putnam Township [20] cerca de Cedar Rapids, Iowa , Tomlinson se mudó allí en 1862 y se dedicó brevemente a la agricultura. [5] Se mudó a Cleveland , Ohio , más tarde ese año y comenzó a diseñar puentes para Lake Shore and Michigan Southern Railway (LS&MS). [16] Diseñó y construyó entre 12 y 15 puentes al año para el ferrocarril. [21] Tomlinson también se dedicó a la arquitectura, diseñando varios edificios en Cleveland. [16] [e] Entre los encargos más importantes de Tomlinson estaba el Mercado Central, [16] un espacio de mercado interior ubicado en Ontario Street y Eagle Avenue. [23] Construido en 1867 [23] a un costo de $20,000 ($436,000 en dólares de 2023), [24] la instalación contenía espacio para 200 vendedores. [23] Tomlinson también ganó el contrato para construir todos los puestos de carne y verduras con cubierta de mármol dentro del mercado. [25] [f] Tomlinson también diseñó el puente levadizo Central Way sobre el río Cuyahoga , que se construyó en 1866. [26]
Sus esfuerzos en nombre de la LS&MS le valieron un amplio reconocimiento en la industria ferroviaria y firmó varios contratos para construir puentes ferroviarios en Indiana . Vendió estos contratos a otros cuando los ferrocarriles no pudieron financiar la construcción. [5] De 1848 a 1849, trabajó para Schuyler Bros., [5] diseñando y supervisando algunas de las primeras construcciones del Ferrocarril Central de Illinois durante este tiempo también. [6] Dejó este trabajo después de que el ferrocarril atravesó dificultades financieras. [5]
En 1867, Tomlinson se enteró de que el ingeniero civil Octave Chanute estaba intentando construir un puente ferroviario (el puente Hannibal ) sobre el río Misuri en Kansas City, Misuri . Se comunicó con Chanute y le expresó su interés en trabajar en el puente. Chanute lo contrató como uno de los codiseñadores del puente [g] en octubre de 1867. [7] Tomlinson se mudó a Kansas City desde Cleveland para trabajar en el puente. [16] Tomlinson diseñó la superestructura del puente [16] y supervisó la construcción general del puente. [6] Cuando los pilares del río fueron arrastrados por el agua, Chanute le pidió a Tomlinson que los reconstruyera. Tomlinson creó diseños completamente nuevos para los pilares y sus cimientos, y luego supervisó su construcción. [16] El puente se inauguró el 4 de julio de 1869, con una ceremonia en la que Chanute le entregó a Tomlinson un reloj de oro. [28] El puente fue el primer cruce permanente del río Misuri. [28]
En 1863, los funcionarios del ferrocarril Cleveland, Painesville y Ashtabula (CP&A; uno de los predecesores del ferrocarril Lake Shore y Michigan Southern ), [h] decidieron reemplazar el puente de madera sobre el río Ashtabula, justo al este del pueblo de Ashtabula, Ohio, con una estructura de hierro. [30] Amasa Stone era presidente de la CP&A. [31] [32] Su empresa de construcción había construido la línea principal de la CP&A entre 1850 y 1852, [33] y Stone había comprado los derechos de patente del puente de celosía de su cuñado William Howe [34] en 1842. [35] Stone decidió construir un puente de celosía Howe , un tipo de puente ferroviario de uso común, [36] y diseñó personalmente el nuevo puente. [30] [31] Con 154 pies (47 m) de largo y 20 pies (6,1 m) de alto, [37] sería el puente de celosía Howe más largo y más alto del país. [38] [i] Stone también decidió adjudicar el contrato para la herrería a Cleveland Rolling Mills , una empresa de hierro y acero con sede en Cleveland, Ohio, dirigida por su hermano mayor, Andros Stone. [30] [41]
El puente de Amasa Stone fue, según admitió él mismo, experimental. [42] Solo había construido un puente de celosía Howe de hierro antes, un puente ferroviario de 5 pies (1,5 m) de alto y 30 pies (9,1 m) de largo sobre el canal de Ohio y Erie en Cleveland. [j] Tomlinson desarrolló el diseño del puente para Stone. Se alarmó cuando Stone exigió que el puente se construyera completamente de hierro, en lugar de una combinación de madera y hierro. [k] Un puente de hierro tendría un peso muerto mucho mayor, lo que reduciría la carga viva del puente (su capacidad para transportar trenes). [38] También concluyó que las vigas que Stone pretendía utilizar eran de tamaño insuficiente. [31] [l] Stone exigió que Tomlinson hiciera los cambios que necesitaba. Tomlinson se negó y fue despedido. [31] [38] Luego, Stone ordenó al ingeniero jefe de CP&A, Charles Collins, que hiciera los cambios deseados en el diseño del puente. Collins se negó y fue despedido. [43] El propio Stone realizó los cambios en el diseño. [44] [m] [n]
El puente del río Ashtabula se construyó en 1865 siguiendo el diseño de Stone y en parte bajo su supervisión. [39] [o] Cuando se quitó el caballete de madera temporal que sostenía el nuevo puente [40] , el puente se pandeó donde las cuerdas se conectaban a la plataforma. [44] [41] Para corregir este problema, Stone añadió más vigas en I de hierro para apuntalar las cuerdas. [48] Esto empeoró el problema del peso muerto del puente. [39] Debido a que los bloques de ángulo no estaban diseñados para acomodar los tirantes, Stone ordenó a los trabajadores que cortaran partes de las vigas en I para que encajaran. Esto debilitó aún más los tirantes. [39] Durante el trabajo de reparación, los trabajadores instalaron inadvertidamente los tirantes de las vigas en I de lado en lugar de verticalmente, lo que debilitó la capacidad de los tirantes para reforzar el puente. [44] Hay evidencia de que algunas vigas en I se instalaron correctamente, pero que los bloques de ángulo se dañaron en el proceso. [49] Además, en todas las demás uniones, las cuerdas diagonales se ajustaron a los bloques angulares utilizando calzas en lugar de apretar las vigas verticales y poner las diagonales bajo compresión. En lugar de confiar en el diseño de la armadura para soportar cargas vivas, las calzas soportaron este peso por sí mismas. [50] [p] En los extremos del puente, donde Stone utilizó solo una diagonal, solo la mitad del bloque angular recibió carga. Esto puso una enorme tensión de corte en el bloque angular. [52]
A las 7:30 p. m. del 29 de diciembre de 1876, el puente del río Ashtabula se derrumbó en lo que se conoció como el desastre ferroviario del río Ashtabula . Dos locomotoras que transportaban 11 vagones de pasajeros del ferrocarril Lake Shore and Michigan Southern se hundieron 150 pies (46 m) en el río obstruido por el hielo. Los vagones de madera estallaron en llamas cuando sus estufas de calefacción alimentadas con queroseno y lámparas de aceite volcaron, [36] y el personal de rescate no hizo ningún intento de extinguir el fuego. [34] El accidente mató a 92 personas e hirió a 64. [49] [34] [36]
Se inició inmediatamente una investigación para determinar la causa del colapso del puente, que duró dos meses. [53] La causa inmediata del colapso del puente fue la falla de los dos bloques angulares en el extremo oeste del puente debido a la fatiga (causada por la flexión y el esfuerzo cortante), la fricción , el esfuerzo de empuje de los cordones y las vigas verticales mal ajustados y las bajas temperaturas (que hicieron que el hierro fundido se volviera quebradizo). Esto provocó que las vigas horizontales de la plataforma se doblaran y el puente colapsara. [51] Los investigadores estatales concluyeron más tarde que el puente había sido diseñado incorrectamente. [54] Sin embargo, también se utilizaron materiales defectuosos en su construcción. [51] [q] También hubo amplia evidencia de que el puente había sido mal construido: las vigas verticales no estaban en el lugar correcto, los cordones no estaban unidos, los apoyos se habían colocado incorrectamente, [54] y las vigas horizontales no se encontraban con los bloques angulares de manera recta. [55] El ferrocarril también había inspeccionado y mantenido inadecuadamente el puente. [54] [53] [r] Stone negó categóricamente que hubiera fallas de diseño o construcción, [54] y culpó del colapso al descarrilamiento de una de las dos locomotoras que tiraban del tren. [49]
Culminando un esfuerzo de casi 17 años, la Ley de la América del Norte Británica confederó las colonias británicas de Canadá , Nuevo Brunswick y Nueva Escocia en un nuevo dominio autónomo y autónomo, Canadá, el 1 de julio de 1867. [56] [s] Los departamentos de la provincia de Canadá se convirtieron en ministerios en el nuevo gobierno federal. Dado que la provincia de Canadá no tenía departamentos de pesca o marinos, el nuevo gobierno del dominio absorbió y fusionó los de Nuevo Brunswick y Nueva Escocia. [63] Peter Mitchell , el ex primer ministro de la colonia de Nuevo Brunswick, fue nombrado para el Senado inaugural de Canadá y designado ministro de Marina y Pesca . [64]
Mitchell conocía bien el trabajo de Tomlinson en Nuevo Brunswick y le pidió que se uniera al nuevo Departamento de Marina y Pesca. [16] Tomlinson estuvo de acuerdo y comenzó a trabajar para el departamento el 1 de enero de 1870. [65] Fue nombrado formalmente Superintendente General de Faros e Ingeniero Constructivo el 5 de mayo de 1871. [66] [65] Sus deberes con respecto a los nuevos faros eran seleccionar sitios, visitar los sitios antes de la construcción, preparar planos y especificaciones, visitar los sitios durante la construcción y examinar e informar sobre los faros una vez terminados. También debía inspeccionar los faros existentes, informar sobre su estado y recomendar las reparaciones necesarias. [66] [t] Tomlinson inicialmente enfrentó la difícil tarea de integrar las políticas y prácticas de más de una docena de juntas de faros locales, provinciales y regionales en un código común. Luego tuvo que desarrollar diseños para faros. Este proyecto fue especialmente difícil, ya que casi no existían planes para los faros existentes que ayudaran a informar las mejores prácticas en la construcción de faros. [16] Para 1872, el departamento había erigido 93 faros y otros 43 bajo contrato. Todas las estructuras eran de madera y cada una costaba menos de 10 000 dólares canadienses . [68] El número de faros se expandió tan rápidamente en los primeros cinco años del trabajo de Tomlinson que en 1876 el Departamento de Marina y Pesca estableció seis agencias regionales para asumir la responsabilidad de su operación y mantenimiento. [69] Entre los cientos de faros diseñados por Tomlinson, el faro East End y el faro West End en Sable Island y Greenly Island son ejemplos de su mejor trabajo. [70] [u]
Tomlinson fue transferido al Departamento de Ferrocarriles el 9 de febrero de 1880, asumiendo el puesto de inspector de puentes en los ferrocarriles. [65] Durante su tiempo en el departamento, creó diseños estandarizados para puentes de madera y caballetes para aquellas partes del Ferrocarril del Pacífico Canadiense que estaba construyendo el gobierno federal. [76] En 1882, [76] el departamento envió a Tomlinson a Newcastle upon Tyne en Inglaterra [77] para supervisar la fabricación y prefabricación de la metalistería [78] del Puente Cisco . [79] El puente de celosía en voladizo de 535 pies (163 m) de largo [80] sobre el río Fraser , fue el primer puente de celosía en voladizo equilibrado del mundo que se construyó con una plataforma de acero. [81] Tomlinson también se desempeñó como superintendente de construcción [82] [6] para el contratista general John McMullen. [77] Este puente, finalizado en 1884, ha sido llamado "una de las obras de ingeniería más imponentes de la línea principal transcontinental del Canadian Pacific Railway" por el historiador ferroviario Michael Batten. [83] [v]
Tomlinson dejó el empleo en el Departamento de Ferrocarriles el 16 de octubre de 1886 [85] o el 9 de febrero de 1888. [65] [w]
Tomlinson se retiró a una casa en 217 North 13th Street en Cedar Rapids, Iowa, [82] dejando el Departamento de Ferrocarriles. Después de la Guerra Civil Estadounidense , compró otras 1280 acres (520 ha) de tierras agrícolas por $800 ($16,600 en dólares de 2023). [4] Tomlinson vendió una parte de su tierra en algún momento, porque en 1878 solo conservaba alrededor de 816 acres (330 ha). [20] Su hijo mayor administraba la granja por él. [86]
En los últimos años de su vida, Tomlinson sufrió un deterioro de su salud, que incluyó una enfermedad cerebrovascular . [5] Sin embargo, conservó sus facultades mentales. En los meses previos a su muerte, Tomlinson comenzó a trabajar en el diseño de un puente colgante extremadamente largo. Recibió tres patentes por su diseño. [86] Joseph Tomlinson murió de un derrame cerebral el 10 de mayo de 1905, mientras trabajaba en el jardín de su casa. [5] Fue enterrado en el cementerio Woodland en Cleveland , Ohio. [4]
Tomlinson era bastante fuerte y, cuando era más joven, solía realizar trabajos manuales y de construcción. Era un supervisor tranquilo y amable, y sus equipos de trabajo lo admiraban mucho. [87] Cuando otros todavía construían puentes basándose principalmente en su experiencia y reglas empíricas, Tomlinson calculaba los límites de carga y la tensión utilizando matemáticas avanzadas. [86]
Tomlinson era un carpintero experto y construyó muebles para su propia casa durante toda su vida. De su padre agricultor, Tomlinson aprendió el amor por la agricultura y la jardinería. Hasta el final de su vida, siguió siendo un ávido jardinero doméstico y tenía una profunda afición por las flores. [5] Influenciado por el movimiento cartista , Tomlinson se convirtió en socialista en la adolescencia y continuó abogando por objetivos políticos socialistas durante toda su vida. [10] Tomlinson también fue masón , partidario del Partido Republicano y miembro de toda la vida de la Iglesia Episcopal . [82] Era miembro de la Iglesia Episcopal Grace en Cedar Rapids en el momento de su muerte. [5]
Joseph Tomlinson se casó con Ann R. Northrop de New Milford [8] el 10 de diciembre de 1843. [88] [x] La pareja tuvo tres hijas: Ida (esposa de George Venable Smith), Ione y Maria (que murió en la infancia). Los Tomlinson se mudaron a Iowa City, Iowa , en 1852, donde Ann Tomlinson enfermó y murió [8] el 15 de enero de 1853. [88] Se mudó a Brooklyn, Nueva York , poco después de la muerte de su primera esposa. Se casó con Sarah A. Wyles (también emigrante de Lincolnshire) el 10 de septiembre de 1853. La pareja tuvo cinco hijos: Ann (esposa de Robert Nicholas Slater), Joseph, Alfred, Fannie (que murió a la edad de cinco años) y Frances. [8]
El periódico Engineering Record calificó a Tomlinson como "un diseñador y constructor pionero de puentes de acero en este país". [6] El periódico Cedar Rapids Gazette lo calificó como uno de los diseñadores de puentes más destacados de la segunda mitad del siglo XIX. [5]
Tomlinson fue nombrado miembro honorario de la Sociedad Científica Pi Eta . [89]