Datos técnicos

Salvo un caso especial (Faro de Porto Pí) todos los Faros Históricos tienen instaladas ópticas catadióptricas con lentes de Fresnel desde el origen o con motivo de sustituciones y mejoras. Las modificaciones más habituales a lo largo de los años afectan a los sistemas de rotación y a las lámparas y combustibles empleados. En las fichas elaboradas aparecen datos de estas modificaciones intentando identificar el estado de la señalización en diferentes épocas.

En otras secciones y apartados de este trabajo se ha hecho alusión a los grandes avances tecnológicos que han intervenido en el funcionamiento de un faro a partir de principios del siglo XIX. Se han descrito las lentes de Fresnel, las ópticas catadióptricas, los mecanismos de giro rápido sobre cubeta de mercurio, el aerofaro y las sirenas de niebla, en un conjunto de elementos que queda incompleto. Queda pendiente describir la luz, sin la que el faro no existe, dando lugar a grandes avances tecnológicos, incluyendo la concesión de un Premio Nobel. Este apartado trata sobre un elemento que es imprescindible para comprender la hazaña tecnológica ya comentada: una llama de unos `pocos centímetros de altura se hace visible a 40 mn de distancia.

El hito fundamental en la evolución de la intensidad con la que emite la luz del faro es la fecha de su electrificación que permite el empleo de lámparas/bombillas eléctricas que solucionan las necesidades impuestas a la luz: producen destellos/relámpagos, sustituyen mediante motores eléctricos al motor de peso y pueden aumentar su intensidad según conveniencia. La acometida de las compañías productoras de electricidad no llegó a España hasta las primeras décadas del siglo XX mediante la creación de centrales hidroeléctricas o de carbón de ámbito local. Suministraban fluido eléctrico a viviendas, industrias y vías urbanas con un reducido alcance geográfico con respecto a su lugar de generación. El emplazamiento de los faros, lugares aislados e islas en muchos casos, dificultaba su conexión a los tendidos existentes produciendo situaciones dispares. Incluso en lugares cercanos a entornos urbanos la electrificación tuvo dos fases, una primera suministrando fluido eléctrico a las viviendas de los fareros/torreros y una segunda que llegó a atender a todos los elementos constitutivos del faro. Hasta dos décadas posteriores a la guerra civil no se dispone en España de una red eléctrica en entornos rurales que garantice una calidad aceptable del suministro. Los cortes y caídas de tensión eran habituales por lo que en muchos casos la luz obtenida de acometidas era inoperante para su empleo en los faros que requieren una luz continuada y estable en la noche. Mientras llegaba la electrificación se instalaron grupos electrógenos alimentados por petróleo o gasolina en una gran cantidad de faros buscando le excelencia en la señalización.

Combustibles con anterioridad a la electrificación

Los primeros faros del Plan del año 1847 emplearon como combustible de la llama el aceite de oliva de la mejor calidad. A principios del año 1870 se comenzó a utilizar un aceite mineral obtenido por refinado de tierras bituminosas que coexistió durante la siguiente década con la Parafina de Escocia. Los cambios de combustible se debieron a los costos de los consumos, a la mejora de la capilaridad de las mechas y al nivel de intensidad luminosa producido. A partir del año 1880 se introduce el petróleo refinado en una gran cantidad faros y, en menor medida, la gasolina. Posteriormente, desde el año 1900 aproximadamente, se utiliza el vapor de petróleo y poco tiempo después el acetileno disuelto en acetona; en ambos casos las lámparas así alimentadas han llegado en activo hasta hace pocos años en nuestros faros como sistema de alumbrado de reserva. El vapor de petróleo y el acetileno se acompaña del empleo de capillos que entran en incandescencia potenciando la intensidad de la luz a niveles anteriormente desconocidos. La práctica totalidad de los faros encendidos dentro del Plan del año 1902 y los modificados en el siglo XX del Plan del año 1847, incluyen alguno de estos dos combustibles.   

Combustión e incandescencia

La llama en el extremo de una mecha impregnada del combustible líquido empleado se origina al aplicarle externamente calor (cerilla) facilitando la transformación de líquido a gas. Éste, mezclado con el oxígeno del aire entra en combustión. En los primeros años de existencia de los faros la llama se producía de ese modo (se denomina de llama desnuda) hasta la introducción de la incandescencia a principios del siglo XX en España. Sobre la llama y a unos pocos centímetros de distancia se colocan unos pequeños dispositivos semiesféricos en forma de rejilla, denominados capillos, que entran en incandescencia. Estos dispositivos aumentan drásticamente la intensidad de la luz emitida e incluso se podría afirmar que el capillo sustituye a la llama como desencadenante de la luz del faro. A partir de su desarrollo y hasta la electrificación, se introducen en la práctica totalidad de los faros de España las lámparas de incandescencia por vapor de petróleo a presión, por acetileno inyectado a una determinada presión fabricado en el faro mediante pequeñas estaciones de producción in situ y por acetileno suministrado en acumuladores (depósitos cilíndricos metálicos similares a lo que hoy en día se suministra a presión el oxígeno, propano o butano doméstico) a presión disuelto en acetona. Actualmente se dispone en una gran cantidad de nuestros faros de este tipo de iluminación como sistema de reserva o como vestigio de su historia. 

 Lámparas de mechas

Una llama en sí misma es inservible en la función del faro, sólo es visible a pocos metros de distancia, por lo que desde principios del siglo XIX se idearon y patentaron dispositivos (lámparas) de gran ingenio potenciando la intensidad de la luz. Se podría definir la lámpara como el dispositivo que aumenta la intensidad de la llama que va a propagarse a través y mediante la óptica, dicho de otro modo la luz del faro va a ser la lámpara. En su interior se ubica una mecha en cuyo extremo superior se produce la llama generada por la combustión del fluido (combustible) empleado. Sería un funcionamiento tipo “quinqué” en el que la mecha se encuentra parcialmente sumergida en el depósito de un combustible que asciende hasta su extremo por capilaridad. Mediante llaves de acción manual se controla el flujo de combustible que llega a la mecha y el del aire que rodea a la llama que se dispone dentro de un tubo cilíndrico de cristal (chimenea) y, en su parte superior, de un fumívoro que facilitan la combustión y la protegen. A pesar de lo escueto de esta definición, se puede comprender que las necesidades impuestas a los faros han dado lugar a importantes e imaginativas soluciones para aumentar el alcance luminoso.

Las lámparas Maris han sido empleadas masivamente desde mediados del siglo XIX e incluso hasta hace pocos años se han utilizado también como lámparas de repuesto en el caso de fallos del sistema principal. Su funcionamiento es básicamente el descrito anteriormente. El torrero/farero que debe permanecer en la cámara de servicio durante el tiempo de funcionamiento del faro, atendía la cantidad de combustible disponible y la longitud de la mecha. Variante de ésta fue la denominada lámpara Argand de mecha circular reforzando en su interior la corriente de aire y con un dispositivo que permite alargar la mecha. A lo largo de los años se han desarrollado otro tipo de lámparas denominadas de nivel constante (el extremo de la mecha se dispone a la misma altura que el nivel superior del depósito de combustible), de aire comprimido (denominadas tipo Lizárraga), mecánicas o de relojería accionadas mediante resorte (muelle) y la instalación de dispositivos de extensión de la mecha. A principios del siglo XX se patentaron las lámparas Chance que mejoran la circulación del aire e incluyen dos depósitos independientes de combustible; uno de ellos recarga al otro mediante una pequeña bomba de resorte conforme se vacía, manteniendo la llama encendida toda la noche.

Lámparas de incandescencia alimentadas por vapor de petróleo y acetileno disuelto en acetona

Hasta la entronización del fluido eléctrico el principal desarrollo se ha basado en el empleo de combustibles y procedimientos que generan incandescencia. En este caso la inflamación del gas mezclado con el oxígeno del aire es el que produce la incandescencia del capillo. En el desarrollo del Plan del año 1902 se cita textualmente la recomendación del empleo del sistema de incandescencia por vapor de petróleo a presión, tanto en los nuevos faros como en la modificación/mejora de los existentes. Esta recomendación se complementa con la instalación del giro rápido mediante cuba de mercurio, sistema ya comentado en otra sección (Apartado 2.1 de la sección El Proyecto).

La lámparas de incandescencia por vapor de petróleo a presión contienen un depósito de petróleo que se encuentra a una presión determinada y un quemador donde se inflama la mezcla de petróleo, ya en estado vapor, y el oxígeno de un aire inyectado también a presión. De este modo se origina una corriente en chorro de la mezcla que produce el mayor nivel posible de incandescencia del capillo. El aporte del gas de petróleo al quemador se realiza desde los vaporizadores que alcanzan la temperatura necesaria mediante calentadores. Desde la primera década del XX se ha instalado en la mayoría de los faros de España una variante de este tipo de lámparas denominadas Chance de calefacción interior (debajo del capillo manteniendo elevada la temperatura del vaporizador). En este tipo de lámparas los depósitos de petróleo y de aire se suministran a diferente presión pero conectados a voluntad de tal modo que la presión del que contiene el aire mantiene la del petróleo conforme se consume.            

A finales del siglo XIX se comenzó a explorar la utilización del acetileno como combustible. Es un gas muy inflamable que puede dar lugar a explosiones incontroladas. Una primera solución consistió en disolverlo en acetona, reduciendo su carácter incontrolado, y confinarlo en recipientes (acumuladores) a presión que llegan a contener 2500 kilogramos de acetileno en situaciones habituales comercializadas. La transmisión de la presión de suministro de los acumuladores a los oportunos dispositivos mecánicos es el desencadenante de la iluminación del faro. Este tipo de combustible llega a una lámpara que incluye de entrada un recinto que acoge una “llama piloto” de muy bajo consumo en un ambiente de aire y acetileno refinado (gas Dalén) tomado de los acumuladores. La llama piloto que puede estar encendida varios meses, activa la llama de la mecha cuando se requiere que el faro entre en funcionamiento activando los calentadores. Otra función que demuestra lo imaginativo de este tipo de lámparas es la activación, manipulando la presión de los acumuladores, del giro de la óptica sobre cubeta de mercurio prescindiendo del motor de peso. Este sistema se ha instalado en España en faros aislados o de difícil acceso y sobre todo en balizas de enfilación o de puerto haciendo innecesaria la presencia continuada de torreros. 

Válvula solar Dalén

Este dispositivo se emplea en combinación con el sistema de alumbrado por incandescencia de acetileno disuelto en acetona a presión. El mecanismo de las válvulas Dalén se basa en la dilatación/contracción de los materiales en función de la temperatura. Consisten en un recipiente cilíndrico, conectado con el acumulador, construido con un material muy sensible al fenómeno de dilatación/contracción, en función de las temperaturas diurna y nocturna, al que se le adhiere un vástago que activa o desactiva la entrada de combustible a la lámpara. Durante la noche el depósito se contrae, aumentando la presión interior del combustible, por lo que el vástago activa la entrada de combustible encendiendo la llama. A partir de las primeras horas del día el recipiente se dilata produciendo el efecto contrario. El depósito se confina entre tubos cilíndricos muy poco sensibles a efectos térmicos obligando a que el proceso de dilatación/compresión se produzca en una sola dirección (la del eje del depósito cilíndrico).

Tanto las lámparas de incandescencia de acetileno como las válvulas solares Dalén fueron desarrolladas y patentadas por la empresa sueca AGA Aktiebolaget Gasaccumulator bajo la dirección del ingeniero sueco Gustaf Dalén. El descubrimiento de las aplicaciones industriales del acetileno dirigidas por este ingeniero mereció el Premio Nobel de Física del año 1913. El espaldarazo a nivel internacional del empleo de estos sistemas fue el contrato para la señalización del acceso y enfilación del Canal de Panamá en el año 1911. Inmediatamente esta solución fue comercializada con pequeñas variantes por otras compañías europeas. En España se introdujeron estos avances en los faros en activo partir del año 1916 convirtiéndose en habitual a partir del año 1925. Como es obvio, estas novedades produjeron un aumento del alcance luminoso de los faros donde fue posible instalarlas.

Nota. El texto ha sido confeccionado por Santiago Sánchez Beitia