Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen (3 de marzo de 1797 - 3 de febrero de 1884) fue un ingeniero civil alemán que hizo importantes contribuciones a la dinámica de fluidos , la ingeniería hidráulica y la teoría de la probabilidad .
Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen | |
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Fallecido | 3 de febrero de 1884 | (86 años)
Vida y obra
Hagen nació en Königsberg , Prusia Oriental ( Kaliningrado , Rusia ) hijo de Friedrich Ludwig Hagen y Helene Charlotte Albertine Hagen. [1] Su padre era un funcionario del gobierno y su madre era la hija de Christian Reccard, profesor de Teología en la Universidad de Königsberg , consejero consistorial y astrónomo. Se mostró prometedor en matemáticas en la escuela secundaria y pasó a estudiar en la Universidad de Königsberg, donde su tío, Karl Gottfried Hagen, era profesor de física y química . [1]
En 1816, Hagen comenzó a estudiar matemáticas y astronomía con Friedrich Wilhelm Bessel , [2] pero en 1818 pasó a estudiar ingeniería civil, ya que se sentía más atraído por las ciencias aplicadas que por las teóricas. [3] Sin embargo, permaneció en estrecho contacto con Bessel durante toda su vida. [4] En 1819 realizó el examen para agrimensores (Landvermesserprüfung) y después de graduarse tomó un trabajo como ingeniero junior (Baukondukteur) en la administración pública. Su principal responsabilidad era la ingeniería hidráulica y la gestión del agua. En 1822 tomó el examen estatal en Berlín para calificar como maestro constructor (Baumeister). Se dio a conocer a través de sus publicaciones sobre diversas construcciones hidráulicas que había visitado durante sus viajes por Europa.
En 1824 fue nombrado director de construcción (Baukondukteur) por la comunidad mercantil en Königsberg y en 1825 se convirtió en oficial de construcción adjunto del gobierno (stellvertretender Regierungs- und Baurat) para Danzig ( Gdańsk ). Un año más tarde se trasladó para convertirse en inspector de construcción del puerto (Hafenbauinspektor) en Pillau , donde fue responsable de la construcción del puerto y el dique. [1] Los métodos que desarrolló siguen siendo relevantes para la gestión portuaria actual en la región. [5]
El 27 de abril de 1827 contrajo matrimonio con su sobrina Auguste Hagen (1806-1884), con quien tuvo dos hijas y cinco hijos. [1] Su hijo Ludwig Hagen también se convirtió en un notable ingeniero civil. [4]
En 1830, Hagen se unió a la autoridad suprema de construcción (Oberbaudeputation) en Berlín y se convirtió en jefe de inspección de edificios del gobierno (Oberbaurat) en 1831. De 1834 a 1849 enseñó como profesor de ingeniería hidráulica en la Bauakademie y en la Escuela Unida de Artillería e Ingeniería de Berlín. Hagen fue inusual al enfatizar los aspectos matemáticos y teóricos de la ingeniería hidráulica. En particular, estaba interesado en usar el cálculo de probabilidades para la topografía y este interés lo llevó a sus contribuciones a la teoría de la probabilidad. En una carta a Bessel fechada el 2 de agosto de 1836, Hagen presentó su hipótesis de errores elementales y dedujo una distribución gaussiana para errores de observación. [6] Esta idea se desarrolló aún más en un libro publicado en 1837 Grundzüge der Wahrscheinlichkeitsrechnung mit besonderer Anwendung auf die Operationen der Feldmeßkunst ("Fundamentos del cálculo de probabilidad con aplicación especial a las operaciones de agrimensura") que aplicó la teoría de la probabilidad y técnicas de mínimos cuadrados a la construcción y la topografía [7] y dedujo una ley de error que no se basaba en argumentos de probabilidad inversa. [6]
Ecuación de Hagen-Poiseuille
En 1839 Hagen llevó a cabo cuidadosos experimentos en tubos de latón que le permitieron descubrir la relación entre la caída de presión y el diámetro del tubo en condiciones de flujo laminar de líquidos viscosos homogéneos . [8] Hagen observó una relación empírica de la ley de potencia entre la caída de presión (ΔP) y el radio (R) de un tubo correspondiente a ΔP ∝ 1 / R −4.12 , pero sugirió en vista de posibles errores de medición que se suponga un valor de 4.0 . Esta relación también fue descubierta de forma independiente aproximadamente al mismo tiempo por el físico y fisiólogo francés Jean Poiseuille [9] y, por lo tanto, ahora se conoce como la ecuación de Hagen-Poiseuille o ley de Poiseuille.
En 1849 fue nombrado asesor experto (Sachverständiger) de la Asamblea Nacional de Frankfurt y en 1850 fue nombrado consejero experto (Vortragenden Rat) en el Ministerio de Comercio de Prusia .
En 1852, Hagen publicó un artículo notable [10] que describía y explicaba dos aspectos fundamentales del material granular : saturación de presión con profundidad en un sistema granular estático confinado, generalmente conocido como efecto Janssen ; y la dinámica del flujo granular que sale de un contenedor, a veces llamada ley de Beverloo , es la base de la teoría del reloj de arena . [11]
Hagen jugó un papel decisivo en la planificación del desarrollo de numerosos ríos y puertos alemanes. El Almirantazgo de Prusia lo nombró para supervisar la planificación de Wilhelmshaven en 1855. Hagen se despidió de su puesto en el Ministerio de Comercio y se convirtió en presidente de la Comisión para la construcción del puerto en Jade Bight . Después de rechazar los diseños de dos expertos de renombre internacional, propuso su propio diseño al Almirantazgo de Prusia el 29 de mayo de 1856. Este diseño de puerto cumplía con los requisitos del Almirantazgo de Prusia, pero también permitió ampliaciones y adiciones posteriores. El diseño fue aprobado por orden del gabinete el 25 de junio de 1856. Después de completar la planificación, regresó al Ministerio de Comercio de Prusia el 12 de agosto de 1856. La implementación del plan se llevó a cabo en la década siguiente y, a pesar de muchos cambios, todavía determina el trazado actual del casco urbano.
En 1863 Hagen publicó su manual enciclopédico sobre ingeniería hidráulica . Esto representó el estado del arte para la protección costera y sirvió durante décadas como la guía para la ingeniería costera en Alemania. [12]
En 1866, Hagen fue ascendido a director en jefe (Oberbaudirektor) en el Departamento de Ingeniería Hidráulica y presidente (Vorsitzenden) de la sección de obras públicas del Ministerio de Comercio (Baudeputation).
En 1869 fue nombrado director nacional senior de edificios (Oberlandesbaudirektor). Este papel implicaba la responsabilidad de grandes obras portuarias y de agua en Prusia y otros estados alemanes. Ocupó este cargo hasta su jubilación en 1875.
En 1872 sufrió un accidente en un viaje de negocios y no pudo caminar en el período posterior. [1] Hagen murió en 1884, su tumba se encuentra en Invalidenfriedhof Berlin , Scharnhorststraße cerca de la estación principal de trenes.
Honores y premios
El 7 de abril de 1842, Hagen fue elegido miembro de la Real Academia de Ciencias de Prusia de Berlín por recomendación de Alexander von Humboldt . En 1843, Hagen recibió un doctorado honorario de la Universidad de Bonn . En 1881 fue nombrado Freeman de Pillau. El 2 de mayo de 1883 recibió una medalla de oro por sus servicios extraordinarios a la industria de la construcción.
Monumentos y memoriales
Después de su muerte, se construyó un monumento a Hagen en Pillau . El monumento se encuentra actualmente en Baltijsk y ahora es mantenido por la Armada rusa.
La plaza Gotthilf Hagen se inauguró en Wilhelmshaven en 2007. En la plaza se colocó una escultura en honor a Gotthilf Hagen. Fue creado por el artista Hartmut Wiesner. En 1959, un barco de la estación piloto, el "Gotthilf Hagen" recibió su nombre
Ver también
- Ecuación de Hagen-Poiseuille
Otras lecturas
- E. Neumann-Redlin von Meding: Der Baudirektor Gotthilf Hagen zu Königsberg und Berlin. Zum 200. Geburtstag des Urhebers des Hagen-Poiseuille´schen Gesetzes. En: Königsberger Bürgerbrief 49 (1997), S. 38–41
- E. Neumann-Redlin von Meding, A. Klemens: Gotthilf Hagen (1797–1884) - der Reformator der Wasserbaukunst. En: Rudolf Fritsch ua (Hrsg.): Franz Ernst Neumann (1798-1895). Zum 200. Geburtstag des Mathematikers, Physikers und Kristallographen. Verlag Terra Baltica, Kaliningrad / Ludwig-Maximilians-Universität, München 2005, S. 196–219
- Kathryn M. Olesko , El significado de la precisión: la sensibilidad exacta en la Alemania de principios del siglo XIX. En: MN Wise (Ed.): Los valores de la precisión. Prensa de la Universidad de Princeton, Princeton 1994, S. 103-134
- Ernst Ottmann: Gotthilf Hagen: Der Altmeister der Wasserbaukunst . Verlag Wilh. Ernst u. Sohn, Berlín 1934
- Ralph Schröder (1966), "Hagen, Gotthilf Heinrich Ludwig" , Neue Deutsche Biographie (en alemán), 7 , Berlín: Duncker & Humblot, p. 472; ( texto completo en línea )
- Hans-Joachim Uhlemann: Gotthilf Hagen (1797-1884) , en: DWhG-Mitteilungen , Nr. 14 de abril de 2009, Anhang, S. 1–33
Publicaciones
- Beschreibung neuerer Wasserbauwerke en Deutschland, Frankreich, den Niederlanden und der Schweiz 1826
- Untersuchungen über den Druck und die Reibung des Sandes 1833
- Grundzüge der Wahrscheinlichkeitsrechnung (publicado en 3 ediciones) 1837
- Über die Bewegung des Wassers en engen zylindrischen Röhren 1839
- Handbuch der Wasserbaukunst (3 partes) 1841-1863
- Über die Oberfläche der Flüssigkeiten 1845
- Über den Einfluß der Temperatur auf die Bewegung des Wassers en Röhren 1854
- Über Flut und Ebbe in der Ostsee 1857
- Zur Theorie der Meereswellen 1859
- Die neueren Theorien der Bewegung des strömenden Wassers. Über die Bewegung des Wassers en Strömen 1868
- Über den Seitendruck der Erde 1871
- Geschwindigkeit des strömenden Wassers en verschiedenen Tiefen 1883
Referencias
- ^ a b c d e Schroeder, Ralph, "Hagen, Gotthilf Heinrich Ludwig" en: New German Biography 7 (1966), p 472 [Versión en línea]; URL: http://www.deutsche-biographie.de/ppn118719874.html
- ^ de: Gotthilf Hagen
- ^ Eckhard MS Hitzer. Los primeros trabajos sobre el flujo Hagen-Poiseuille. Mem Fac Eng Fukui Univ 2001; 49 (1): 45
- ↑ a b Willi Hager, Hydraulicians in Europe 1800-2000, Volume 2, CRC Press, 21 de marzo de 2014.
- ^ Žaromskis, Rimas. Impacto de los topes portuarios y los canales de acceso en la zona costera del Sureste del Báltico Geografija 2007; 43 (1): 12-20.
- ^ a b Hans Fischer (8 de octubre de 2010). Una historia del teorema del límite central: de la teoría de la probabilidad clásica a la moderna . Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-87857-7.
- ^ Olesko, Kathryn M. (1994). "El significado de la precisión: la sensibilidad exacta en la Alemania de principios del siglo XIX" . El significado de la precisión . Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 0-691-01601-1.
- ^ Hagen, G. (1839). "Ueber die Bewegung des Wassers in engen cylindrischen Röhren" . Annalen der Physik und Chemie . 122 (3): 423–442. Código bibliográfico : 1839AnP ... 122..423H . doi : 10.1002 / yp.18391220304 . ISSN 0003-3804 .
- ^ Sutera, SP; Skalak, R. (1993). "La historia de la ley de Poiseuille" . Revisión anual de mecánica de fluidos . 25 (1): 1–20. Código Bibliográfico : 1993AnRFM..25 .... 1S . doi : 10.1146 / annurev.fl.25.010193.000245 . ISSN 0066-4189 .
- ^ GHL Hagen, Bericht ̈uber die zur Bekanntmachung geeigneten Verhandlungen der Koniglich Preussischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. 1852: 35–42.
- ^ Tighe, Brian P .; Sperl, Matthias (2007). "Presión y movimiento de arena seca: traducción del papel de Hagen de 1852". Materia granular . 9 (3-4): 141-144. arXiv : física / 0610201 . doi : 10.1007 / s10035-006-0027-x . ISSN 1434-5021 . S2CID 16398110 .
- ^ Nicholas C. Kraus (1 de enero de 1996). Historia y Patrimonio de la Ingeniería Costera . Publicaciones de ASCE. ISBN 978-0-7844-7414-3.