William Fairbairn

Nacido en Kelso, hijo de un agricultor, Fairbairn demostró tempranamente aptitudes mecánicas y trabajó como aprendiz de mecánico en un taller en Newcastle upon Tyne, donde entabló amistad con el joven George Stephenson. Se mudó a Mánchester en 1813 para trabajar para Adam Parkinson y Thomas Hewes. En 1817, fundó su propio negocio de maquinaria para talleres con James Lillie con el nombre de Fairbairn and Lillie Engine Makers.

Fairbairn siguió ampliando sus conocimientos a lo largo de su vida, y se unió al Institución de Ingenieros Civiles en 1830. En las décadas de 1820 y 1830, junto con Eaton Hodgkinson, llevó a cabo la búsqueda de una sección óptima para las vigas de hierro. Diseñaron, por ejemplo, el puente sobre Water Street para el Ferrocarril de Liverpool y Mánchester, que se inauguró en 1830. En la década de 1840, cuando Robert Stephenson, el hijo de su amigo George, estaba tratando de desarrollar una forma de cruzar el estrecho de Menai, contrató a Fairbairn y Hodgkinson como consultores. Fue Fairbairn quien concibió la idea de un tubo rectangular o viga cajón para salvar el estrecho existente entre Anglesey y Gales del Norte. Realizó numerosas pruebas de prototipos en su astillero de Millwall y en el emplazamiento del puente, demostrando cómo debía construirse dicho tubo. El diseño se utilizó por primera vez en el puente ferroviario de Conwy (mucho más corto), seguido por el puente Britannia. La viga tubular resultó ser un concepto demasiado costoso para su uso generalizado, debido a la gran cantidad de hierro forjado necesario, un material muy caro por entonces. El propio Fairbairn desarrolló puentes con vigas de hierro forjado de sección abierta, que incorporaban algunas de las ideas que había desarrollado para el puente tubular.

Cuando la industria del algodón entró en recesión, Fairbairn diversificó las actividades de su empresa, iniciando la fabricación de calderas para locomotoras y la construcción naval. Al concebir el casco de los barcos como una viga tubular flotante, criticó las normas de diseño existentes hasta entonces, dictadas hasta entonces por la poderosa compañía aseguradora Lloyd's de Londres.

Fairbairn y Lillie construyeron el vapor de paletas con casco de hierro "Lord Dundas" en Mánchester en 1830. Las dificultades encontradas en la construcción de barcos de hierro en una ciudad del interior como Mánchester llevaron al traslado de esta rama del negocio a Millwall, Londres, entre 1834 y 1835. Allí, Fairbairn construyó más de ochenta buques, incluyendo el "Pottinger" de 1250 toneladas, para la Peninsular and Oriental Steam Navigation Company; el HMS Megaera y otros buques para el gobierno británico, introduciendo la construcción de buques de hierro en el río Támesis. En 1848 se retiró de esta rama de su negocio.^[2]

Fairbairn aprovechó su experiencia en la construcción de barcos con casco de hierro para diseñar el puente ferroviario de Conwy y el puente Britannia.

Fairbairn comenzó a construir locomotoras de ferrocarril en 1839 con un diseño 0-4-0 para el Ferrocarril de Mánchester & Bolton. Hacia 1862, la compañía había construido más de 400 máquinas en Millwall para compañías como el Great Western Railway y el Ferrocarril de Londres y del Noroeste. Sin embargo, como las instalaciones no contaban con acceso ferroviario, las locomotoras debían transportarse por carretera.^[3]

Fairbairn desarrolló la caldera Lancashire en 1844. En 1861, a petición del Parlamento del Reino Unido, realizó las primeras investigaciones sobre la fatiga de los metales, elevando y bajando una masa de 3 toneladas sobre un cilindro de hierro forjado 3.000.000 de veces antes de que se fracturara, demostrando que se necesitaba una carga estática de 12 tonelada para tal efecto.

Experimentó con cilindros de vidrio y demostró que la tensión circunferencial en la pared era el doble de la tensión mecánica. Cuando una caldera cilíndrica fallaba, solía fracturarse longitudinalmente debido a la elevada tensión circunferencial en la pared.

Este conocimiento de cómo la tensión circunferencial aumentaba con el diámetro y cómo las tensiones eran independientes de la longitud del tambor condujo a la invención de la caldera Fairbairn-Beeley, en la que una única carcasa de gran diámetro fue sustituida por múltiples carcasas más pequeñas, sometidas a menores tensiones. Con el tiempo, esto llevaría a la adopción casi universal de calderas acuotubulares con tubos pequeños para altas presiones, reemplazando los antiguos diseños pirotubulares.

Fairbairn fue uno de los primeros ingenieros en realizar investigaciones sistemáticas sobre fallos estructurales, incluyendo el colapso de las naves de los talleres textiles y la explosión de calderas. Su informe sobre el colapso de una fábrica textil en Oldham mostró los métodos de diseño deficientes utilizados por los arquitectos al especificar vigas de hierro fundido para soportar pisos con cargas pesadas, por ejemplo. En otro informe, condenó el uso de vigas de hierro fundido con cerchas y aconsejó a Robert Stephenson no usar el concepto en un puente que se estaba construyendo sobre el río Dee en Chester en 1846. El puente se derrumbó en mayo de 1847, matando a 5 personas que viajaban en el tren local que pasaba por encima de la estructura en ese momento. El desastre del puente del Dee planteó preocupaciones sobre la integridad de muchos otros puentes ya construidos o a punto de construirse en la red ferroviaria.

Realizó algunos de los primeros estudios serios sobre los efectos de la carga repetida en vigas de hierro forjado y fundido, demostrando que la fractura podía producirse por el crecimiento de grietas a partir de defectos incipientes, un problema que ahora se conoce como fatiga. Construyó aparatos de prueba a gran escala para estos estudios, financiados en parte por el Ministerio de Comercio.

También realizó experimentos con cilindros de vidrio presurizados y demostró que el valor más alto de la tensión en la pared se produce alrededor del perímetro. Se conoce como tensión circunferencial y es el doble del valor de la tensión longitudinal que se produce en el cilindro. El valor preciso depende únicamente del espesor de la pared y de la presión interna. Su trabajo se publicó en las Actas de la Royal Society y fue de gran ayuda para analizar fallos en calderas y tuberías de vapor. En 1854 fundó el Asociación de Usuarios de Vapor de Mánchester (MSUA), que rápidamente se convirtió en la entidad que establecía las normas nacionales para calderas de vapor de alta presión.^[4] Como "Comité Técnico de Oficinas Asociadas" de las aseguradoras británicas, la MSUA sigue siendo una autoridad nacional de certificación.^[5][6]

• Miembro de la Royal Society elegido en 1850 (Medalla de Oro en 1860)
• Presidente de la Institución de Ingenieros Mecánicos, 1854-1855.^[1][7]
• Presidente de la Sociedad Filosófica y Literaria de Mánchester (1855-1859)^[8]
• Elegido en febrero de 1860 para la Sociedad Smeatoniana de Ingenieros Civiles^[9]
• Nombrado Baronet de Ardwick el 2 de noviembre de 1869;^[10] había declinado el título de caballero en 1861^[11]
• Cuenta con una estatua en el Ayuntamiento de Mánchester
• Se le concedió la Membresía Honoraria de la Institución de Ingenieros y Constructores Navales de Escocia en 1859 (Relación de miembros honorarios aquí
• Presidente de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia 1861^[12]
• Miembro Honorario Extranjero de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias 1862^[13]
• Ingresado en la Salón de la Fama de la Ingeniería Escocesa en 2017 (Perfil de Fairbairn)

Fairbairn es uno de los ingenieros notables enterrados en el cementerio de la iglesia de Santa María de Prestwich. Se estimó que el número de personas presentes en su funeral fue de entre 50.000 y 70.000.^[14]

• Remarks on Canal Navigation. London: Longman, Rees, Orme, Brown & Green. 1831. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• An Account of the Construction of the Britannia and Conway Tubular Bridges. London: John Weale. 1849. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• Fairbairn, William (1851). Two Lectures: The Construction of Boilers, and on Boiler Explosions, with the means of prevention. 
• On Tubular Girder Bridges. London: William Clowes & Sons. 1851. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• On the Application of Cast and Wrought Iron to Building Purposes (1st edición). London: John Weale. 1854. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• Useful Information for Engineers. London: Longmans. 1856. 
• Iron, Its History, Properties, and Processes of Manufacture. Edinburgh: Adam and Charles Black. 1861. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• Treatise on Mills and Millwork, Part I. London: Longmans, Green & Company. 1863. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• Treatise on Mills and Millwork, Part II. London: Longmans, Green and Company. 1871. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• Experimentos para determinar el efecto del impacto, la acción vibratoria y los cambios prolongados y continuos de carga en vigas de hierro forjado, (1864) «Philosophical Transactions of the Royal Society of London», vol. 154, pág. 311
• Treatise on Iron Ship Building: Its History and Progress (1st edición). London: Longmans, Green and Co. 1865. Consultado el 4 de junio de 2009. 
• The Principles of Mechanism and Machinery of Transmission. Philadelphia: Henry Carey Baird. 1871. Consultado el 4 de junio de 2009. 

• Puente Britannia
• Grúa Fairbairn (Puerto de Sevilla)