Faro

Un faro es una torre que sostiene una luz lo bastante alta para verse lejos mar adentro, y señala una costa, un peligro o la entrada de un puerto. En muchos faros grandes una lente reúne la luz de la lámpara en haces que giran y barren el horizonte, y el ritmo de los destellos indica al marino qué luz está viendo. Las torres de faro excavadas más antiguas, en la isla griega de Tasos, son del siglo VI a. C.; el faro de Alejandría, terminado hacia el 280 a. C., fue el mayor y el más célebre de la Antigüedad.

Qué es

Un faro eleva una luz muy por encima del mar para que los barcos la vean desde lejos. Señala un cabo, un arrecife, un banco de arena o la bocana de un puerto. De día la propia torre sirve de marca; de noche la sustituye la luz. El navegante que la avista y la encuentra en la carta sabe dónde está su barco, o al menos qué peligro tiene delante.

Los marinos tienen que poder distinguir una luz de otra, así que cada faro importante tiene su característica: una luz fija o un ritmo determinado de destellos y oscuridad, a veces de color, que se repite cada cierto número de segundos. En lo alto de una torre clásica, dentro de una linterna acristalada, un aparato óptico produce esa característica. Una sola lámpara arde en el centro, una gran lente hecha de anillos y prismas de vidrio reúne su luz en haces estrechos, y un mecanismo de relojería hace girar la lente para que los haces barran el horizonte.

Cómo funciona

Una llama desnuda envía su luz en todas las direcciones, buena parte hacia el cielo o hacia la torre, donde no sirve a ningún barco. Hay dos maneras de reunirla en un haz horizontal. Un espejo de forma parabólica, con la lámpara en su foco, refleja los rayos paralelos entre sí. Una lente, en cambio, los desvía. Una lente maciza lo bastante grande para un faro sería enormemente gruesa y pesada, de modo que Augustin Fresnel conservó una lente central y sustituyó el resto por anillos de vidrio concéntricos, cada uno tallado como la zona correspondiente de la lente grande, pero mucho más delgado. Por encima y por debajo de ese cinturón, anillos de prismas de vidrio recogen los rayos que irían hacia arriba o hacia abajo y los devuelven a la horizontal por reflexión dentro del vidrio. Basta una sola lámpara.

Cada panel envía un haz; al girar la lente, cada haz que pasa sobre un barco se ve como un destello.

En una luz de destellos, el cinturón de lentes se divide en paneles, cada uno con un ojo de buey redondo en el centro, una lente que reúne la luz en un único haz estrecho. Una lente de ocho paneles envía ocho haces como los radios de una rueda. La lámpara permanece quieta en el centro mientras la lente gira a su alrededor, y cada vez que un haz cruza un barco, la guardia en cubierta ve un destello y luego oscuridad hasta el haz siguiente. El número de paneles y la velocidad de giro fijan el ritmo. En la primera lente de este tipo, en Cordouan en 1823, la luz se intensificaba unos segundos una vez por minuto. Una pesa colgada de un cable dentro de la torre movía un tren de engranajes, y el torrero volvía a subir la pesa cada día.

Una lente grande con su armazón puede pesar varias toneladas, y sobre rodillos giraba despacio. Desde 1890 el servicio de faros francés la hizo flotar: la mesa giratoria descansaba sobre un flotador anular metido en una cuba de mercurio, que soportaba el peso casi sin rozamiento. En South Foreland, en el condado de Kent, una óptica que necesitaba ocho minutos por vuelta sobre rodillos dio una vuelta completa en 40 segundos una vez puesta a flotar. Se hicieron habituales destellos de tres décimas de segundo, separados por diez segundos.

Los libros de faros y las cartas describen cada característica con un código corto. Una luz fija brilla sin interrupción. Una luz de destellos muestra menos luz que oscuridad en cada periodo; una luz de ocultaciones, más luz que oscuridad, de modo que parece apagarse un instante; y una luz isofase, tiempos iguales de ambas. Los destellos o las ocultaciones pueden ir en grupos de dos o tres, y el periodo es el número de segundos tras el cual se repite todo el patrón. Plinio el Viejo ya había visto el problema que así se resuelve: un fuego que arde sin pausa de noche puede tomarse por una estrella.

Cómo hacerlo

Una maqueta de mesa muestra cómo una lente que gira produce destellos. Hace falta una pequeña linterna LED de pilas, una lupa o una lupa plana de Fresnel de plástico, cartón rígido, una varilla de madera o un lápiz, una base pesada como un taco de madera, pegamento y, si se quiere, un pequeño motor de pilas con una goma elástica.

La lámpara queda quieta sobre la varilla mientras la lente, a su distancia focal, gira con el disco.

Busque primero la distancia focal de la lente. Sosténgala entre una ventana luminosa y una hoja de papel blanco y muévala hasta ver en el papel una imagen nítida e invertida de la ventana; la distancia de la lente al papel es la distancia focal. Clave la varilla vertical en la base. Recorte un disco de cartón algo más ancho que el doble de la distancia focal, perfórelo en el centro y páselo por la varilla sobre un pequeño collar de cartón, de modo que gire libremente. Fije el LED en lo alto de la varilla, por encima del disco: la lámpara queda quieta mientras el disco gira, como en un faro de verdad. Pegue en el borde del disco un marco de cartón que sostenga la lente de pie, mirando hacia fuera, con su centro a la altura del LED y a la distancia focal de él. Acerque o aleje un poco la lente hasta que el haz sea lo más estrecho posible sobre una pared lejana.

Oscurezca la habitación y gire el disco despacio con la mano. A unos metros de distancia se ve un destello cada vez que el haz pasa. Una segunda lente en el lado opuesto del disco da dos destellos por vuelta; dos lentes juntas dan un grupo de dos. Para moverlo, pase una goma elástica desde una pequeña polea montada en un motor de pilas alrededor del borde del disco, y reduzca la velocidad con una polea mayor si las vueltas son demasiado rápidas. Cronometre los destellos y anote la característica de su luz.

Use solo pilas y no conecte nunca la maqueta a la red eléctrica. Ponga las pilas en un portapilas adecuado, no deje que los cables pelados se toquen y saque las pilas al terminar. No aplaste, perfore ni caliente nunca una pila de litio. Mantenga los dedos, el pelo y la ropa holgada lejos del motor y de la goma mientras giran. No mire de cerca el haz del LED. No deje la lupa al sol directo: puede concentrar calor suficiente para provocar un incendio o dañar los ojos.

Historia y evolución

Las candidaturas de marcas más antiguas, como un pilar de piedra en Sigeo, cerca de Troya, que algunos fechan hacia el 1300 a. C., o los fuegos de señales de Homero, son discutidas, porque es difícil demostrar que sirvieran para guiar barcos. Los faros más antiguos cuyos restos se han excavado se alzan en cabos de Tasos, en el norte del Egeo. En 1989 Tony Koželj y Manuela Wurch-Koželj, de la Escuela Francesa de Atenas, publicaron como faros tres torres redondas situadas en los cabos de la isla, entre ellas la torre de Akeratos en el cabo Pirgos, conocida desde hace mucho por la inscripción que lleva. El Centro de Estudios Alejandrinos fecha la torre del cabo Fanari en el siglo VI a. C. Estaba construida con mármol gris de una cantera contigua, y unas losas de arenisca colocadas en su centro sostenían un fuego abierto en lo alto. El faro de Alejandría, terminado hacia el 280 a. C. bajo Ptolomeo II, era mucho mayor y llegó a ser el faro más célebre de la Antigüedad. Estrabón explica por qué hacía falta: a ambos lados del puerto la costa era baja y sin referencias, con arrecifes y bajíos frente a ella. Describe una torre de piedra blanca de muchos pisos, ofrecida por Sóstrato de Cnido «para la salvación de los navegantes». Plinio el Viejo cuenta que costó 800 talentos y que sus fuegos mostraban de noche a los barcos los bajíos y la entrada del puerto. Añade que en su tiempo ardían fuegos parecidos en Ostia y Rávena. Los terremotos dañaron el faro, y a mediados del siglo XIV estaba en ruinas. En 1480 el sultán mameluco Qaitbay levantó un fuerte en su emplazamiento, y buceadores del Centro de Estudios Alejandrinos han sacado después estatuas del mar junto a él.

La torre romana de La Coruña, en el noroeste de España, llamada Torre de Hércules, data del reinado de Trajano (98-117 d. C.) o se reconstruyó entonces. De sus 55 metros, 34 son de fábrica romana, revestida por una restauración dirigida por Eustaquio Giannini desde 1789, y sigue funcionando como faro.

Un fuego de carbón arde en una cesta de hierro en lo alto de una torre.

Durante siglos la mayoría de las luces fueron hogueras de leña o de carbón, o velas y lámparas de aceite tras un vidrio. En 1636 una torre de la isla de May, a la entrada del estuario del Forth, en Escocia, recibió un fuego de carbón en lo alto. El aparato moderno empezó con la lámpara que Ami Argand ideó a comienzos de la década de 1780: su mecha circular, con aire que subía por dentro y por fuera bajo un tubo de vidrio, ardía casi sin humo. Se probaron reflectores parabólicos en Suecia desde 1738, con malos resultados porque las lámparas no estaban en el foco, y en el Mersey, en Inglaterra, desde 1763. En 1790 Cordouan, sobre un arrecife en la desembocadura del Gironda, recibió un aparato giratorio de doce reflectores parabólicos con lámparas de Argand, movido por un mecanismo de relojería. Resultó débil y poco fiable.

El gran cambio llegó con Augustin Fresnel, un ingeniero al que François Arago hizo entrar en la Comisión de Faros francesa en 1819. Ya se habían propuesto lentes escalonadas, Buffon en el siglo XVIII, pero Fresnel las hizo construir con piezas de vidrio separadas, lo que hacía posibles las lentes grandes. En julio de 1823 se encendió en Cordouan la primera de sus lentes: ocho paneles de lentes escalonadas alrededor de una lámpara de cinco mechas concéntricas, con espejos y pequeñas lentes encima para enviar al horizonte los rayos que subían. Más tarde, prismas que reflejaban la luz dentro del vidrio sustituyeron a los espejos, y durante décadas los talleres franceses encabezaron la fabricación de lentes para faros. Estados Unidos encendió su primera lente de Fresnel importada en 1841, pero en 1853 solo tenía cinco; la mayoría de sus faros se equiparon con lentes a lo largo de la década de 1850. Léon Bourdelles, ingeniero jefe del servicio de faros francés, construyó en 1890 el primer flotador de mercurio que funcionó, una idea que Fresnel había planteado en 1825.

El ingeniero sueco Gustaf Dalén creó luces que no necesitaban torrero. Sus lámparas de acetileno tenían un destellador que encendía y apagaba la llama en una fracción de segundo y una válvula solar que encendía el gas al anochecer y lo cortaba al amanecer, de modo que una luz podía funcionar sola durante un año. Recibió el premio Nobel de Física en 1912. Las lámparas eléctricas han sustituido desde entonces al aceite y al gas, y muchas lentes de Fresnel se han mantenido en servicio alrededor de ellas.