Robert Willis (ingeniero)

Willis nació en Londres el 27 de febrero de 1800. Su padre fue el Dr. Robert Darling Willis, médico del rey Jorge III. Era nieto de Francis Willis . Su tío paterno fue el contralmirante Richard Willis . ^{[ 2 ] : 13 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

Su salud era delicada, lo que le impedía ir a la escuela, y recibió clases particulares. ^{[ 6 ]} Mostró talento para la música y el dibujo, y a los 19 años patentó un arpa de pedales mejorada. ^{[ 3 ]} En 1820 asistió a una demostración del "Turk" de Wolfgang von Kempelen , un supuesto autómata que jugaba al ajedrez, y al año siguiente publicó Un intento de analizar al autómata que juega al ajedrez , en el que demostró cómo se podía ocultar a un jugador humano dentro del cofre que albergaba la supuesta maquinaria. ^{[ 2 ] : 19–25}

En 1821 estudió con el reverendo Thomas Kidd , un destacado erudito clásico, en King's Lynn . En esta ciudad, con sus iglesias medievales y ayuntamientos, el interés de Willis por la arquitectura se desarrolló y realizó sus primeros dibujos arquitectónicos conocidos. Buchanan (2013) reproduce algunos de estos dibujos y comenta su habilidad no solo para dibujar, sino también para mostrar las relaciones estructurales subyacentes de un edificio, especialmente notable dado que no tenía formación conocida en el oficio. ^{[ 2 ] : 25–29} En 1822 ingresó en el Gonville and Caius College, Cambridge , del que recibió su licenciatura en 1826. ^{[ 4 ]} Fue elegido miembro Frankland del Colegio ese mismo año y en 1827 fue ordenado diácono y sacerdote. Fue ascendido a miembro fundador en 1829 y se convirtió en administrador del Colegio, cargos que ocupó hasta su matrimonio, en 1832, con Mary Anne, hija de Charles Humfrey de Cambridge. ^{[ 6 ] [ 3 ] [ 7 ] [ 2 ] : 36–37} Residieron en Cambridge el resto de sus vidas, pero también tuvieron posteriormente una casa en Londres. ^{[ 2 ] : 221–222}

Cambridge en la década de 1830 fue una época en la que la ciencia adquirió cada vez mayor importancia, y albergó a un grupo de académicos conocido como la "Red de Cambridge". ^{[ 2 ] : 38} Dos de estos hombres fueron de particular importancia: Charles Babbage y William Whewell . Babbage estaba construyendo su máquina diferencial en ese momento, un precursor mecánico de la computadora digital. Willis dibujó bocetos detallados de partes de la maquinaria. ^{[ 2 ] : 62–64} Whewell compartía intereses con Willis en ciencia, historia de la arquitectura y matemáticas, y fue su colega de por vida. ^{[ 2 ] : 78–80}

En 1828 y 1829, Willis presentó dos trabajos sobre la producción de sonidos vocálicos a la Sociedad Filosófica de Cambridge , que se publicaron en 1830 como Sobre los sonidos vocálicos y sobre los tubos de órgano de lengüeta . En 1830 fue nombrado miembro de la Royal Society , en parte gracias a ese trabajo. ^{[ 2 ] : 56} En su trabajo sobre los sonidos vocálicos, siguiendo el de von Kempelen y Kratzenstein , rechazó una imitación demasiado fiel del aparato vocal humano, señalando que la boca tiene funciones importantes además del habla, y que los loros, con partes bucales muy diferentes, pueden producir un habla reconocible. Su aparato generalmente utilizaba una lengüeta, impulsada por un flujo de aire para producir una nota, y un tubo cuya longitud podía variar. A diferentes longitudes, se producían diferentes sonidos vocálicos. Su teoría de que el sonido vocálico dependía de una sola frecuencia armónica además del tono principal se considera hoy demasiado simple, pero su trabajo fue la primera investigación sistemática en el campo y proporcionó una base valiosa para estudios posteriores. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 2 ] : 45–51} En 1833 publicó un artículo Sobre el mecanismo de la laringe . Este trabajo utilizó tanto análogos mecánicos como análisis anatómicos de la laringe para proporcionar un modelo mecánico de su funcionamiento. Willis observó que una banda de cuero o caucho colocada a lo largo de una superficie de madera podía actuar como una caña, y que el tono cambiaría a medida que la banda se estiraba. Argumentó que los ligamentos vocales (cuerdas vocales en el uso moderno) funcionaban de esta manera. Identificó correctamente los músculos que actuaban para estirar y relajar las cuerdas vocales en la producción del sonido, y de igual importancia aquellos que abrían y cerraban las vías respiratorias, permitiendo tanto la producción del sonido como la respiración normal, cuando el aire pasa por las cuerdas vocales sin producir un sonido. Un cuarto de siglo después, Gray utilizó el diagrama de la laringe de Willis en su Anatomía (1858). ^{[ 11 ] [ 2 ] : 56} Hart (1966) afirma que estas observaciones son "fundamentales para las leyes de la fisiología laríngea actual". ^{[ 12 ]}

Desde 1837 hasta 1875 Willis fue profesor jacksoniano de filosofía natural en Cambridge, y desde 1853 en adelante fue profesor de mecánica aplicada en la escuela gubernamental de minas. ^{[ 4 ]} En 1837 leyó un artículo Sobre los dientes de las ruedas , y al año siguiente lo publicó con más detalle, proponiendo el odontógrafo (también llamado "odontógrafo"), un dispositivo que permitía a un artesano determinar la forma adecuada de los dientes en ruedas de diferentes diámetros. Este fue ampliamente utilizado durante muchos años. ^{[ 13 ] [ 14 ]} En 1841 publicó sus Principios de Mecanismo , y en 1851 Un Sistema de Aparatos para el Uso de Profesores y Experimentadores en Filosofía Mecánica .

Principios de Mecanismo , la obra de ingeniería más importante de Willis, proporcionó un análisis matemático de las "relaciones de los movimientos". Se diferenciaba de los enfoques anteriores en que no se centraba en la utilidad: una manivela se define como una máquina para convertir el movimiento alternativo en circular, o viceversa , ya sea que se use para elevar agua, moler harina o serrar madera. Clasificó las máquinas de dos maneras, primero en términos del tipo de contacto: rodadura, deslizamiento, envoltura, enlace y duplicación; y segundo, según si la relación entre los movimientos conectados era fija o variable. ^{[ 15 ]} Sus ejemplos no se limitaban a máquinas hechas por el hombre. Demostró que las articulaciones de la pinza de un cangrejo funcionaban de la misma manera que la junta universal de Hooke . ^{[ 16 ] [ 17 ] : 410–422} La clasificación de Willis fue influyente, siendo adoptada por otros autores, entre ellos William Whewell . ^{[ 18 ] [ 17 ] : 424} Para 1870, trece obras sobre mecanicismo habían utilizado el esquema de clasificación de Willis. ^{[ 17 ] : 433}

La primera obra publicada de Willis sobre arquitectura fue Observaciones sobre la arquitectura de la Edad Media, especialmente de Italia, basada en material recopilado durante el viaje de luna de miel de 1832-3, y publicada en 1835. ^{[ 19 ] : 20} El libro era tanto un análisis del estilo gótico en general como una obra sobre edificios italianos en particular. Su enfoque del estilo arquitectónico reconocía una diferencia entre la estructura real y la aparente de un edificio, a las que se refería como los aspectos mecánicos y decorativos, respectivamente. En un templo griego, el peso del entablamento es soportado por las columnas; tanto la fuerza como la columna son verticales y no hay diferencia entre la estructura real y la aparente. Con estructuras arqueadas como bóvedas y arcadas, esto ya no es así. Un arco parece estar sostenido por el capitel del que arranca, pero las fuerzas reales pueden ejercerse en un punto diferente, como se ilustra en la figura de la derecha. Las nervaduras de una bóveda a menudo se prolongan hacia abajo en fustes separados de una columna agrupada, que parecen soportar las cargas individuales de las nervaduras. En realidad, la estructura es la columna completa, complementada por el contrafuerte lateral necesario para soportar el empuje transversal de la bóveda. Para que el resultado sea estéticamente agradable, es la estructura aparente (decorativa) la que debe satisfacer a la vista en cuanto a la estabilidad y armonía del edificio ^{[ 20 ] [ 2 ] : 84–86} Willis también consideró el origen del arco apuntado. Whewell había apoyado la idea de que las formas apuntadas derivaban de técnicas para bóvedas de crucería en espacios rectangulares. ^{[ 21 ]} Willis no estuvo de acuerdo, argumentando que el arco en sí mismo era una característica estilística clave, y que el gótico introdujo varias innovaciones relacionadas, incluyendo el arco apuntado, la foliación y la tracería. ^{[ 22 ] [ 2 ] : 84}

El trabajo histórico y descriptivo de Willis sobre arquitectura incluyó trabajos sobre edificios individuales, incluyendo ( Catedral de Hereford , 1842; Sextry Barn, Ely , 1843; Catedral de Canterbury , 1845; Catedral de Winchester , 1846; Catedral de Chichester , 1861; Catedral de Worcester , 1863; Sherborne Minster , 1865; Abadía de Glastonbury , 1866) así como análisis de bóvedas (1842) y el estilo Flamboyán (1842). La mayoría de sus estudios sobre catedrales se presentaron inicialmente como conferencias, a menudo acompañadas de visitas guiadas a los edificios. ^{[ 23 ] [ 2 ] : 169–171} Muchos, pero no todos, fueron posteriormente escritos para su publicación.

Los análisis de Willis se basaron tanto en pruebas documentales como en un examen detallado del edificio. Como lo expresó en su Historia arquitectónica de la catedral de Canterbury : «Mi plan, por lo tanto, ha sido, primero, recopilar todas las pruebas escritas y luego, mediante una comparación minuciosa de las mismas con el edificio mismo, realizar la mejor identificación posible entre ambas». ^{[ 24 ]} Se destacó por su habilidad para distinguir diferentes períodos de construcción tanto por criterios estilísticos como por el uso de discontinuidades en la estructura. ^{[ 25 ] [ 2 ] : 171–185} Su publicación de 1845 sobre Canterbury fue, como señaló Buchanan, la primera obra en lengua inglesa titulada «historia arquitectónica». ^{[ 2 ] : 115} Canterbury es la mejor documentada de todas las catedrales medievales de Inglaterra, ^{[ 26 ] : 172} con dos relatos contemporáneos detallados de Edmer (c. 1060 – c. 1126) y Gervasio (c. 1141 – c. 1210), ambos monjes de Canterbury. Willis cita extensamente las fuentes, incluyendo su propia traducción completa del relato de Gervasio, que abarca el incendio de 1174 y la posterior reconstrucción. El incendio destruyó el coro normando, pero no la cripta, que permanece hasta nuestros días. Así, se pudieron rastrear las diferencias en la disposición de la nueva obra de finales del siglo XII. Willis señaló visibles consecuencias, en particular columnas que se habían insertado en la cripta para dar soporte a las de la estructura superior, que ya no correspondían al antiguo diseño. ^{[ 27 ]}

Las conferencias de Willis de 1860 y 1861 al Instituto Arqueológico sobre las catedrales de Gloucester y Peterborough no fueron publicadas. Para Gloucester, Freeman (1883) ofrece una descripción histórica de la catedral basada en la conferencia de Willis, ^{[ 28 ]} y Buchanan ha resumido las notas manuscritas de Willis sobre el tema. ^{[ 2 ] : 211–214} En el trabajo sobre Gloucester, Willis inició por primera vez una excavación, investigando posibles trabajos sajones en la cripta. Su examen de la obra posterior del siglo XIV, particularmente del transepto sur, mostró que Gloucester representaba el uso más antiguo del estilo perpendicular (no más tarde de 1337). ^{[ 2 ] : 212} Willis había identificado previamente las bóvedas del claustro de Gloucester como el ejemplo más antiguo de bóveda de abanico en Inglaterra. ^{[ 29 ]} En el caso de Peterborough, Willis ofrece descripciones de varias de las bóvedas e ilustraciones de la bóveda de abanico en Sobre la construcción de las bóvedas de la Edad Media . Buchanan (2019) relata la reunión de Peterborough de 1861, contrastando los roles de los anticuarios locales y los expertos nacionales como Willis. ^{[ 30 ]}

El último de los estudios históricos que apareció en vida de Willis fue el trabajo sobre los edificios monásticos de Canterbury. Se publicó en 1868, aunque se basó en un examen de los edificios 20 años antes. Christ Church Canterbury era el monasterio más grande de Inglaterra, con alrededor de 150 monjes. ^{[ 26 ] : 214} Los edificios monásticos planteaban un conjunto de problemas bastante diferente al de las iglesias. Si bien ha habido cambios en la forma en que se han utilizado las iglesias a lo largo de los siglos, las funciones principales continuaron, y las diversas partes de una iglesia son fácilmente identificables. Los monasterios fueron suprimidos en el siglo XVI, lo que implicó una destrucción considerable. Lo que quedó se adaptó a nuevas funciones, a menudo con muchos cambios estructurales. Por lo tanto, identificar las diversas partes del complejo monástico era una tarea importante. ^{[ 2 ] : 322–333} Para Canterbury, nuevamente, la documentación era inusualmente completa. En particular, el famoso "plano de obras hidráulicas" muestra el sistema de tuberías y cisternas instalado en el siglo XII. Pero, igualmente importante para el historiador, también muestra los edificios que existían en ese momento. ^{[ 26 ] : 214} Willis reproduce un grabado del siglo XVII del plano, y también su propia versión que alinea el plano con las posiciones de las estructuras existentes conocidas. ^{[ 31 ]} Demuestra su habilidad habitual para explicar las diversas etapas de los edificios que examina, pero también presta más atención a aspectos de la vida cotidiana. Por ejemplo, al hablar del edificio conocido como necessarium, es decir, letrina, cita las instrucciones dadas por el arzobispo Lanfrance al vigilante para que revisara todas las sedilia por la noche en caso de que alguno de los monjes se hubiera quedado dormido. Willis sugiere que este podría haber sido el origen del otro nombre para esta instalación, el "Tercer Dormitorio". ^{[ 32 ] [ 2 ] : 336–339}

Como ayuda para su trabajo descriptivo, inventó el cimágrafo para copiar las formas de las molduras arquitectónicas (1842). ^{[ 3 ]}

En 1839, la Cambridge Camden Society fue fundada por estudiantes de pregrado de la Universidad de Cambridge para promover "el estudio de la arquitectura gótica y de las antigüedades eclesiásticas", y Willis se convirtió en vicepresidente. Si bien Willis estaba de acuerdo en que el gótico medieval era la forma apropiada para las nuevas iglesias, se oponía a la creciente preocupación de la sociedad por los rituales prerreformistas y a la insistencia en formas propias de la alta iglesia, como presbiterios largos, de los que se excluía a los laicos, y altares de piedra. En 1841, él y otros firmaron una protesta contra el deseo de "convertir la Sociedad en un instrumento de teología polémica" y renunció a su cargo. ^{[ 33 ] : 25 [ 34 ] : 16 [ 35 ]} También en 1841, Willis diseñó su único edificio completo, una capilla de cementerio en Wisbech . Este fue un ejemplo temprano de gótico históricamente preciso en Inglaterra, y en este sentido Willis estaba de acuerdo con las prescripciones de la Sociedad. ^{[ 34 ] : 16–17} Sin embargo, la Sociedad no aprobó la restauración de la Catedral de Ely , para la cual Willis brindó asesoramiento y dibujos, incluyendo un diseño para una arcada de piedra para la mesa de comunión. George Peacock , deán de Ely, era un reformador y deseaba abrir la parte oriental de la catedral a la congregación. La revista de la Sociedad describió los cambios como una «profanación». ^{[ 2 ] : 301–306}

Willis fue uno de los primeros miembros de la Asociación Arqueológica Británica y presentó su ponencia sobre la Catedral de Canterbury en su primera reunión en 1844. ^{[ 36 ]} Poco después, la Asociación se dividió, dando lugar a la formación del Instituto Arqueológico (más tarde Real). Willis se trasladó al nuevo Instituto y presentó su ponencia sobre la Catedral de Winchester en su primera reunión al año siguiente. ^{[ 37 ] [ 3 ]} En 1849 se creó una Comisión Real para investigar el uso del hierro en las estructuras ferroviarias. Willis fue uno de los comisionados y llevó a cabo experimentos para determinar los efectos de las cargas móviles en las estructuras de hierro. ^{[ 4 ] [ 38 ]} Fue uno de los jurados de la Gran Exposición de 1851, y su conferencia Sobre máquinas y herramientas para trabajar el metal, la madera y otros materiales se publicó al año siguiente. En 1855 fue vicepresidente de la Exposición de París y en 1862 recibió la Medalla de Oro Real de arquitectura. ^{[ 3 ]}

En 1870, falleció su esposa Mary Ann. Tras completar la segunda edición de Principios de Mecanismo ese mismo año, Willis dejó de escribir. ^{[ 39 ]} En 1872, vendió su biblioteca, que constaba de 1458 ejemplares. Pevsner (1970) enumera algunos de los libros, entre los que se incluían 26 ediciones de Vitruvio, obras sobre Palmira y edificios chinos, así como sobre arquitectura alemana, francesa, italiana y británica ^{[ 34 ] : 24–26} . Falleció de bronquitis en 1875 en Cambridge, donde sus documentos se conservan en la Biblioteca de la Universidad de Cambridge . ^{[ 40 ]} Legó su manuscrito sobre la Historia Arquitectónica de la Universidad de Cambridge a su sobrino John Willis Clark, quien lo completó (publicado en 1886). ^{[ 3 ] [ 41 ]} Le sobrevivieron cuatro hijos y una hija. ^{[ 2 ] : 432}

La Historia de Cambridge fue la obra magna de Willis , aunque debe mucho a su sobrino. ^{[ 2 ] : 342} Se extiende a cuatro volúmenes, los tres primeros de los cuales son más largos que cualquiera de sus otras obras publicadas. Incluye descripciones detalladas de cada uno de los colegios y de los principales edificios de la Universidad, así como capítulos sobre cada una de las partes principales de un colegio. Al igual que en sus estudios sobre catedrales, hizo un uso extensivo de material documental, incluidos los estatutos de la Universidad y los Colegios y los libros de contabilidad. A partir de estas fuentes pudo demostrar que los primeros colegios no tenían capillas inicialmente, ya que los estudiantes utilizaban la iglesia parroquial local. Esto contradecía algunas creencias victorianas sobre la centralidad de la capilla en la vida universitaria. ^{[ 2 ] : 346–349} En términos arquitectónicos, enfatizó la relación entre los colegios de Oxford y Cambridge, por un lado, y las fundaciones monásticas, y también las similitudes en la distribución de las casas privadas. Willis utilizó Haddon Hall en Derbyshire como ejemplo. ^{[ 42 ]} La Historia de Cambridge sigue vigente, ya que fue republicada por la Editorial Universitaria en 1988. ^{[ 43 ]}

La teoría de Willis sobre la producción de vocales presuponía una estrecha correspondencia entre la producción de vocales y la producción de notas musicales mediante un órgano: el pulmón actuaba como fuelle, las cuerdas vocales como lengüeta y la cavidad bucal como tubo de órgano. Diferentes vocales correspondían a cavidades bucales (o tubos de órgano) de diferentes longitudes, independientes de las propiedades o vibraciones de las cuerdas vocales (o lengüeta). El artículo de Willis de 1830, «Sobre los sonidos vocálicos y los tubos de órgano de lengüeta», se suele citar como referencia para esta teoría y a menudo se contrasta con la teoría «armónica» de Wheatstone sobre la producción de vocales. ^{[ 44 ] [ 45 ]} Russell dedica dos capítulos a la discusión de estas dos teorías en su libro de 1928 sobre La Vocal , ^{[ 46 ]} y Willis y Wheatstone figuran prominentemente en la discusión de las teorías vocálicas presentada por Tsutomu Chiba y Masato Kajiyama. ^{[ 47 ]}

Willis es ahora más conocido por su trabajo arquitectónico. Pevsner , en un artículo de 1959 que corrige una omisión en la descripción de la Catedral de Winchester realizada por Willis, escribe: «Su trabajo se realizó hace más de cien años y, sin embargo, independientemente del edificio o grupo de edificios que decidiera abordar, sus resultados han permanecido válidos hasta el día de hoy. En ningún lugar ha sido superado hasta el punto de que un estudioso actual pueda permitirse el lujo de ignorar sus escritos». ^{[ 48 ]} Bony (1983) escribe que la publicación de Willis de 1845 sobre la Catedral de Canterbury «sigue siendo la monografía fundamental». ^{[ 49 ]} Más recientemente, Huerta describe el trabajo de Willis sobre bóvedas como «aún hoy la mejor exposición del tema, una obra que debe ser estudiada con atención por cualquiera que desee conocer en profundidad cómo se trazaron y construyeron las bóvedas de crucería de la Edad Media». ^{[ 50 ]} De Andrés y Álvarez (2015) han enfatizado la contribución de Willis a la elucidación del estilo flamígero, en un momento en que la mayoría de los historiadores se centraban en los orígenes del estilo gótico o en el período central de Chartres y Bourges. ^{[ 51 ]} Una evaluación exhaustiva de la vida de Willis y su obra sobre historia de la arquitectura se puede encontrar en Buchanan (1994) ^{[ 19 ]} y (2013), ^{[ 2 ]} siendo esta última la única monografía completa sobre Willis.

A menudo se atribuye erróneamente el trabajo de Willis sobre acústica a Robert Willis (1799-1878). Este es el caso, por ejemplo, en Sounds of Our Times (1998) de Beyer. En ocasiones, ocurre al revés, y en Entre raison et utopie: l'Histoire de l'architecture d'Auguste Choisy (2008) de Thierry Mandoul se dan las fechas (1799-1878) de nuestro Willis que trabajó en arquitectura.