La lente Fresnel: una revolución para los faros del mundo


El siglo XVIII vio nacer el primer gran avance técnico del Servicio de Faros y Balizas, que configuró el futuro mundial de la seguridad de la navegación. Esta innovación de Fresnel propulsaría a Francia a la cima de la ingeniería marítima.

Cuando la Comisión de Faros decidió construir faros a lo largo de la costa francesa, sentó las bases de la innovación técnica que redefiniría la señalización marítima. La lente de Fresnel fue el primer gran avance del Servicio de Faros y Balizas. Fruto del ingenio de Augustin Fresnel, se convirtió en el modelo estándar para la construcción de faros, impulsando a Francia a la vanguardia en este campo.

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Creación de una Comisión de Faros

En el siglo XVIII, los faros eran escasos en Francia, con apenas quince repartidos por la costa. La gestión de estos puntos de señalización luminosa cruciales para la navegación estaba dividida entre dos autoridades. Por un lado, la Marina vela por los grandes puertos estratégicos como Rochefort, con el faro de Chassiron en la isla de Oléron, o el faro de Baleines en la isla de Ré. Por otro, las Cámaras de Comercio también tienen algo que decir, como la de Normandía, que erige los faros de Hève y Gatteville.

Ancien phare des Baleines transformé en musée consacré aux phares et balises  © CC BY-SA 4.0 Patrick Despoix
Antiguo faro de Baleines transformado en museo dedicado a faros y balizas © CC BY-SA 4.0 Patrick Despoix

Al otro lado del Canal de la Mancha, Inglaterra estaba iluminada por 35 faros, que demostraban su poderío marítimo y sus elaborados sistemas de señalización. La situación dio un giro importante tras las guerras napoleónicas, cuando Napoleón confió la gestión exclusiva de los faros al Ministerio del Interior y a los ingenieros de Ponts et Chaussées. Francia, debilitada por los conflictos, vio cómo se agotaban sus presupuestos, se descuidaban sus puertos y su flota militar era casi inexistente, mientras que Inglaterra reinaba como potencia marítima dominante.

En 1814 se crea la Comisión de Faros, que reúne a marinos, ingenieros, administradores y científicos. Esta variopinta coalición se encargó de replantear por completo el panorama de la señalización marítima francesa. Fue el comienzo de una nueva era para los faros franceses, simbolizando un renacimiento en su gestión y marcando un prometedor capítulo en la historia de la navegación francesa.

Descubrimiento de la teoría ondulatoria de la luz

Fresnel, distinguido ingeniero de la École Polytechnique y de Ponts et Chaussées, hizo historia con su desarrollo de la teoría ondulatoria de la luz. Al demostrar que la luz se comporta como una onda cuando atraviesa aberturas muy estrechas, echó por tierra las ideas preconcebidas de la teoría clásica de Newton.

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Ya en 1815, Fresnel atrajo la atención de los eminentes científicos de la Académie des Sciences. Fresnel, que entonces residía en Bretaña como ingeniero de Ponts et Chaussées, solicitó continuar sus trabajos en París. Su destino dio un giro decisivo cuando fue nombrado secretario de la Comisión de Faros, con la responsabilidad de experimentar con dispositivos productores de luz.

Inspirado por el trabajo pionero del Conde de Buffon, Fresnel exploró el enfoque de la luz a través de varios tipos de lentes, incluidas las lentes escalonadas.

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En colaboración con el óptico Soleil, desarrolló paneles de lentes experimentales. El punto culminante de sus esfuerzos llegó en 1822, cuando Fresnel presentó su Mémoire sur un nouveau système d'éclairage des phares a la Académie des Sciences, destacando estos innovadores dispositivos lenticulares.

Creación del Servicio de Faros

Tras la muerte de Augustin Fresnel en 1827, su hermano Léonor asumió el cargo de secretario de la Comisión de Faros. Continuando la labor de su hermano, Léonor se lanzó al desarrollo de diversos dispositivos. Supervisó la construcción de faros para albergarlos y creó literalmente el Servicio de Faros, hasta que cedió las riendas al ingeniero Léonce Reynaud. Durante casi dos décadas, Léonor se dedicó a recopilar los escritos de su hermano, perpetuando así el legado de Fresnel.

Una lente escalonada

Fresnel revolucionó el diseño de las lentes utilizadas para enfocar los faros. En lugar de optar por una lente abultada y pesada, se le ocurrió reducir su grosor, lo que facilitaba su uso, transporte e instalación.

En comparación con una lente simple, la lente de Fresnel reduce la cantidad de vidrio que hay que utilizar cortándolo en un conjunto de anillos concéntricos de sección prismática. El espesor de cada una de estas zonas geométricas se reduce, de modo que la superficie global de la lente ya no es lisa, sino que está formada por varias superficies de la misma curvatura, separadas por discontinuidades. La lente de Fresnel se distingue así por sus escalones, que redirigen el haz luminoso extraído de la lámpara hacia el horizonte.

Principe de fonctionnement d'une lentille de Fresnel par rapport à une lentille classique
Funcionamiento de una lente Fresnel en comparación con una lente convencional

Hoy en día, en el campo de los faros y las balizas, la técnica Fresnel sigue utilizándose, pero el método de producción de luz ha evolucionado. Mientras que las primeras lámparas utilizaban aceite, seguidas de lámparas de gas y luego de electricidad de filamento con una vida útil de unos 6 meses, ahora hemos pasado a los LED, que pueden proporcionar iluminación hasta 10 años.

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Distribución mundial

En aquella época, un faro de carbón podía verse a una distancia de 17 a 20 km. Gracias a la lente de Fresnel, la iluminación podía alcanzar hasta 40 km.

En 1823, el ingeniero presentó su primera lente escalonada en faro de Cordouan, en la desembocadura del estuario de la Gironda . Es el prototipo del sistema anunciado por la Comisión de Faros. Esta pieza innovadora se ha conservado y se expone actualmente en el Museo del Faro de la isla de Ushant, en Finistère.

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El impacto de esta innovación, que duplica el alcance de la iluminación en comparación con los conocimientos anteriores, ha sido mundial.

Sri Lanka, phare de Dondra Head © SGMer
Sri Lanka, faro de Dondra Head © SGMer
Norvège, phare d'Andenes © SGMer
Noruega, faro de Andenes © SGMer
USA, phare d'Heceta Head © SGMer
EE UU, faro de Heceta Head © SGMer
Brésil, phare de Santa Marta © SGMer
Brasil, faro de Santa Marta © SGMer

A partir de entonces, tres empresas pasaron a primer plano, produciendo el 80% de las lentes instaladas en los faros hasta los años treinta: Henry-Lepaute; Barbier, Bénard y Turenne; y Louis Sautter.

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La lente de Fresnel revolucionó los faros del mundo al remodelar las normas de balizamiento oceánico, haciendo más segura la navegación por los océanos del mundo. En la actualidad, Cerema continúa su larga tradición en el campo de los faros y las balizas. Comprometida con la perpetuación del legado de Fresnel, sigue innovando y desarrollando nuevas fuentes LED.

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