La historia del carpintero que acabó diseñando cronómetros marinos

Hubo un señor llamado John Harrison (creo que no fue pariente de los Beatles), que tuvo un papel muy importante en el desarrollo de los cronómetros marinos (no confundir el cronómetro con el cronógrafo. Este último sólo mide tiempos parciales). Y de este señor nos hablará esta semana mi compañero de la UDC Carlos Álvarez, a quien dedico la noticia de esta semana, principalmente porque es el autor de esta. Espero que os guste:

Cronómetro marino
Cronómetro marino

El problema de la situación de un barco en la superficie del mar depende del tipo de navegación. En la navegación costera podemos determinar nuestra posición por demoras a dos puntos conocidos de la costa. Si contamos con radar podemos conocer demora y distancia a un solo punto y situarnos sobre una carta náutica. Para la navegación oceánica necesitamos determinar la longitud y la latitud. Quiero recordar que la actual ayuda de sistemas GPS, aunque muy cómoda y fácil de usar, puede fallar en caso de conflicto bélico, baja cobertura de satélites, etc.

La historia de la navegación oceánica está íntimamente unida al desarrollo de instrumentos capaces de proporcionar datos fiables sobre la altura de las estrellas –sextante- a una hora determinada del día -cronómetro-. A mediados del siglo XVIII se inventó el sextante que permitía una observación de la altura de los astros mucho más precisa que con la ballestilla o el astrolabio.

Para la navegación oceánica es necesario disponer aparte de un almanaque náutico actualizado (fruto de los avances en telescopios y desarrollo de la Astronomía a finales del siglo XVIII), de un reloj que tenga determinadas características: que funcione correctamente bailando sobre las olas (quedan excluidos los de péndulo y los que tengan soporte rígido). Para la latitud el problema se resuelve, midiendo la altura de la polar o la del Sol al mediodía. Para obtener la longitud necesitamos, aparte de la latitud antes estimada, saber a una hora concreta la altura con la que deberíamos ver un determinado astro (de las disponibles en almanaque náutico), para poder realizar el cálculo de la longitud. El problema se reduce a tener un dato de tiempo lo más preciso posible.

Pero la historia del desarrollo de los cronómetros marinos también tiene su picaresca.

Aunque la necesidad de la determinación de la longitud era clara para viajes oceánicos, no se tomaron decisiones concretas hasta el naufragio de 4 navíos ingleses que en 1707 embarrancaron en las islas Sorlingas (Scilly Island) al suroeste de Cornwall, con gran pérdida de vidas humanas. A raíz de esta tragedia en 1714 se constituyó el Commissioners for the Discovery of the Longitude at Sea, popularmente conocida como Board of Longitude. Nació formada por 24 comisionados entre políticos, la armada británica y matemáticos.

Esta Comisión estableció unos premios millonarios para aquel que diseñara un sistema para determinar la longitud, tras un viaje de seis semanas en el mar, con un error menor de 60 NM (10.000 libras), 40 NM (15.000 libras) o 30 NM (20.000 libras). Para darse cuenta de su importancia, actualizando su valor el premio mayor supondría más de 2,5 millones de libras del 2015. La exigencia de error de 60 millas supone el saber la hora con una precisión de cuatro minutos de tiempo después de seis semanas de viaje. Esta precisión puede parecer pequeña hoy día, pero para aquella época en que el tiempo entre guardias se medía virando un reloj de arena, era un fin muy ambicioso.

John Harrison, el fabricante inglés de relojes
John Harrison, el fabricante inglés de relojes

Hasta 23 años más tarde de su constitución, nadie aportó ninguna idea digna de tenerse en cuenta. En el año 1730 el fabricante inglés de relojes John Harrison se interesó por este reto de construir un reloj preciso y robusto y presenta un plan ante el Board of Longitude. Antes de esto, los primeros 30 años de su vida, John Harrison fue un humilde carpintero y no se sabe qué y donde adquirió los conocimientos para que antes de cumplir 20 años acabara su primer reloj de péndulo. Es curioso porque está totalmente construido en madera de roble y boj, normal si era fundamentalmente carpintero. En la segunda decena del siglo XVIII, Harrison inventa los péndulos de parrilla (varias tiras paralelas para compensar los cambios de temperatura) y el escape saltamontes.

Pronto pudo observar Harrison que poco podía aumentar la precisión un péndulo en los vaivenes de un buque sometido a tormentas, tenía que olvidar la idea de péndulos.

 La serie más famosa de relojes

Harrison diseño hasta 5 modelos diferentes, desde el H1 (Harrison primero), hasta el H5, ya próximo a su muerte con 83 años.

El H1 en el que invirtió 5 años, tenía piñones y ruedas de madera, con un peso de 34 kg y encerrado en una vitrina de cristal de 122 cm de lado. El reloj posee cuatro esferas: una para las horas, otra para los minutos, la tercera para los segundos y la cuarta para el día de la semana. Se puso a prueba en 1736 en un viaje a Lisboa. Actualmente está en el Museo Marítimo Nacional de Londres y funciona correctamente, dándole cuerda a diario.

En el año 1741 presenta otra maquinaria al Consejo H-2. Era de bronce con 39 kg de peso, pero de menores dimensiones y superó las rigurosas pruebas realizadas por la Royal Society en 1741-1742. Sin embargo, el propio Harrison convence a los miembros de que su trabajo no está acabado, y esta maquinaria no se hace a la mar. Harrison regresa a sus trabajos intentando desarrollar una versión mejorada de H-2.

Harrison, que por entonces tenía 48 años y vivía en Londres, se encierra en su taller y no se supo casi nada de él en los veinte años que tardó en construir la H-3. Nadie se explica que tardara solo dos años en construir un reloj de torre, cuando apenas poseía experiencia, en nueve años construyó dos innovadores relojes y que en el H-3 empleara cerca de 20 años. Durante esta época de construcción del H-3 su hijo William, un adolescente, trabajaba como su ayudante.

Hubo un reloj más en la serie, el penúltimo, el H-4 (1760) el más pequeño de la serie y el Consejo determinó en ese mismo año hacer las pruebas marítimas de ambos relojes, el H-3 y el H-4 en una travesía marítima en la que iría su hijo William y los dos relojes rumbo a Jamaica, el H-4 se retrasó solo cinco segundos tras ochenta días de navegación por alta mar. A la vuelta del viaje el reloj cumplió con las expectativas fijadas por el Consejo, pero le pusieron problemas que ponían en duda las comprobaciones realizadas en Jamaica por su hijo William.

Sin embargo, John Harrison no quiso finalizar su trabajo y se puso a la ardua tarea de miniaturizar su diseño acabando el H3 que es el más ligero de los cronómetros marinos, pesa cerca de 27 kg (siete menos que el H-1) y posee 753 piezas internas.

Finalmente, el H4. Reloj diminuto comparado con los anteriores, de 127 milímetros de diámetro y muy ligero (1360 g), representa uno de los primeros relojes portátiles con una precisión aceptable para la época (1 s por día). Comparativamente los mejores relojes de bolsillo de la época retrasaban varias docenas de minutos al día. Está firmado por John Harrison y su hijo, y él mismo lo data en 1759. En este reloj empleó como asegurador de ejes una misteriosa combinación de rubíes y diamantes. El H-4 en la actualidad reside inmóvil en las vitrinas del Museo Marítimo de Londres por los excesos cometidos durante las exhaustivas pruebas a las que se sometió. El H5 fue el segundo reloj marino miniaturizado.

Cronómetro marino diminuto H3
Cronómetro marino diminuto H3
H4 reloj marino miniaturizado
H4 reloj marino miniaturizado

 A pesar de todo el trabajo realizado y de los buenos resultados obtenidos en las diferentes navegaciones en los que se probaron entre las que se puede encontrar al capitán James Cook, el Board of Longitude se resistía a entregar el premio, que sin duda había ganado con su esfuerzo y dedicación de tantos años. Parece como si hubieran sido reacios a dar el premio a una persona no vinculada directamente con la actividad naval, que durante los primeros 30 años de su vida fue humilde carpintero, pero metido a relojero por afición. Todo esto a pesar de que fue el único que resolvió el problema inicialmente planteado por el Consejo de la Longitud y con mayor precisión que la requerida.

El rey Jorge III se entrevistó con su hijo William que le explicó la situación de su padre (ya enfermo) y de sus relojes y el rey afirmó «esta pobre gente se ha tratado con crueldad» «yo haré justicia, Harrison», poco después activó las investigaciones de la comisión, logrando finalmente que el 24 de abril de 1773 (36 años más tarde desde la presentación del primer modelo y a 3 años de su muerte) se le concediera finalmente el premio. Cerca de su casa hay una placa reconociendo su trabajo.

Con este acto se dio justo premio a un trabajo desarrollado durante decenas de años. Es un deber reconocer y divulgar este importante trabajo que facilitó -entre otras cosas- las grandes expediciones y navegaciones oceánicas, como las de James Cook.

 ¡Gracias Sr. Harrison!

Placa de John Harrison, inventor del cronómetro marino, en su casa familiar.
Placa de John Harrison, inventor del cronómetro marino, en su casa familiar.

¡HASTA DENTRO DE DOS SEMANAS! (Más detalles de la historia de John Harrison en  Wikipedia)

Raúl Villa Caro

En el año 1999 me licencié en Marina Civil (sección Náutica) en la Universidad del País Vasco. En 2001 obtuve el empleo de A.N. del Cuerpo General de la Armada y en 2005 la patente del Cuerpo de Ingenieros de la Armada. En el año 2001 obtengo el título de Ingeniero Técnico Naval (Estructuras Marinas) en la Universidad de A Coruña y posteriormente el título de Ingeniero Naval y Oceánico y el Diploma de Estudios Avanzados. En 2003 obtuve el título profesional de Capitán de la Marina Mercante. Desde Octubre de 2010 estoy contratado por parte de la UDC como profesor asociado. Actualmente además de realizar tareas de investigación en el Grupo Integrado de Ingeniería, y desde octubre 2010, imparto docencia en la Escuela Politécnica de Ingeniería de Ferrol (Grado y Máster en Ingeniería Naval y Oceánica), en el Master de PRL de la FCT, y en la Universidad Senior de Coruña. Mi actividad principal, y fuera de la UDC, se desarrolla en la Ingeniería de Construcciones de Buques (Arsenal de Ferrol) como Jefe de la Ingeniería de Plataforma. Desde abril de 2012 hasta diciembre de 2013 fui Secretario de la Delegación Territorial en Galicia del COLEGIO OFICIAL DE INGENIEROS NAVALES, y desde enero 2013 soy Secretario de EXPONAV (Fundación para el Fomento del Conocimiento de la Construcción Naval y de las Actividades Marítimas).En 2015 obtuve el título de Doctor por la Universidad de A Coruña. En 2021 fui nombrado Académico Correspondiente de la Academia de Ciencias y Artes Militares (ACAMI), y de la Real Academia de la Mar (RAM). Poseo más de 250 publicaciones repartidas entre artículos de Revistas, Libros, Capítulos de Libros, y Comunicaciones en Congresos.

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