Gotthilf Hagen
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.
Vida y obra
Hagen nació en Königsberg, Prusia Oriental (Kaliningrado, Rusia) de Friedrich Ludwig Hagen y Helene Charlotte Albertine Hagen. Su padre era un funcionario del gobierno y su madre era 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 luego estudió en la Universidad de Königsberg, donde su tío, Karl Gottfried Hagen, era profesor de física y química.
En 1816, Hagen comenzó a estudiar matemáticas y astronomía con Friedrich Wilhelm Bessel, pero en 1818 cambió a estudiar ingeniería civil porque le atraía más la ciencia aplicada que la teórica. Sin embargo, permaneció en estrecho contacto con Bessel durante toda su vida. En 1819 realizó el examen para agrimensores (Landvermesserprüfung) y después de graduarse tomó un trabajo como ingeniero junior (Baukondukteur) en el servicio civil. Su principal responsabilidad era la ingeniería hidráulica y la gestión del agua. En 1822 tomó el examen estatal en Berlín para obtener el título de maestro de obras (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 subdirector de construcción gubernamental (stellvertretender Regierungs- und Baurat) para Danzig (Gdańsk). Un año más tarde pasó a ser inspector de construcción del puerto (Hafenbauinspektor) en Pillau, donde fue responsable de la construcción del puerto y el dique. Los métodos que desarrolló siguen siendo relevantes para la gestión portuaria actual en la región.
El 27 de abril de 1827 se casó con su sobrina Auguste Hagen (1806–1884), con quien tuvo dos hijas y cinco hijos. Su hijo Ludwig Hagen también se convirtió en un notable ingeniero civil.
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En 1830, Hagen se unió a la autoridad suprema de construcción (Oberbaudeputation) en Berlín y se convirtió en jefe topógrafo 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. en Berlín. Hagen fue inusual al enfatizar los aspectos matemáticos y teóricos de la ingeniería hidráulica. En particular, estaba interesado en el uso del cálculo de probabilidades para la agrimensura y este interés lo llevó a sus contribuciones a la teoría de probabilidades. 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 los errores de observación. 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 probabilidades con aplicación especial a las operaciones de agrimensura") que aplicaba la teoría de la probabilidad y técnicas de mínimos cuadrados para la construcción y topografía y dedujo una ley de error que no estaba basada en argumentos de probabilidad inversa.
Ecuación de Hagen-Poiseuille
En 1839, Hagen realizó 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. Hagen observó una relación de ley de potencia empírica 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 un valor de 4.0 se supone. Esta relación también fue descubierta de forma independiente aproximadamente al mismo tiempo por el físico y fisiólogo francés Jean Poiseuille. y por lo tanto ahora se conoce como la ecuación de Hagen-Poiseuille o la 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 que describía y explicaba dos aspectos fundamentales del material granular: la saturación de la presión con la profundidad en un sistema granular estático confinado, generalmente conocido como efecto Janssen; y la dinámica del flujo granular fuera de un contenedor, a veces llamada ley de Beverloo, la base de la teoría del reloj de arena.
Hagen desempeñó 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 cumplió 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 centro de la ciudad.
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 guía para la ingeniería costera en Alemania.
En 1866, Hagen fue ascendido a director 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 construcción (Oberlandesbaudirektor). Este papel implicaba la responsabilidad de grandes obras hidráulicas y portuarias 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. 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 Prusiana de Ciencias de Berlín por recomendación de Alexander von Humboldt. En 1843, Hagen recibió un doctorado honorario de la Universidad de Bonn. En 1881 fue nombrado Liberto de Pillau El 2 de mayo de 1883 recibió una medalla de oro por servicios extraordinarios a la industria de la construcción.
Monumentos y memoriales
Tras su muerte se construyó un monumento a Hagen en Pillau. El monumento se encuentra actualmente en Baltijsk y ahora lo mantiene 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" fue nombrado después de él
Publicaciones
- Beschreibung neuer 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 in 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 in 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 in Strömen 1868
- Über den Seitendruck der Erde 1871
- Geschwindigkeit des strömenden Wassers in verschieden Tiefen 1883