La respuesta breve: una sola persona no inventó el resorte.
Pero si se busca el nombre más vinculado a la transformación de los resortes, de un recurso mecánico rudimentario a un componente de ingeniería de precisión, ese es Richard Tredwell, inventor británico que obtuvo la Patente N.º 792 en 1763 por el primer diseño de resorte helicoidal.
Y si se busca el nombre asociado a la base científica que hizo posibles los resortes modernos, ese es Robert Hooke, quien en 1676 publicó la ley de la elasticidad que aún hoy rige el diseño de resortes.
La historia completa es más extensa e interesante que cualquiera de esos nombres por separado.
La respuesta breve: depende de lo que se entienda por «resorte»
Los resortes son dispositivos de almacenamiento de energía.
Al deformarse, almacenan energía mecánica y la liberan cuando se les permite recuperar su forma original.
Bajo esa definición, los resortes existen desde tiempos prehistóricos: un arco tensado es un resorte.
Una rama doblada utilizada para accionar una trampa es un resorte.
Sin embargo, el resorte metálico helicoidal que conocemos hoy —como el que se encuentra en la suspensión de un automóvil, en un bolígrafo o en una puerta de garaje— es una invención más reciente y con un origen más definido.
Y el marco científico que permite a los ingenieros diseñar resortes con precisión apareció todavía más tarde.
Así se desarrolla la historia, en orden cronológico aproximado.
Orígenes antiguos: resortes antes de que alguien los llamara así
El arco y la flecha (hace 64.000 años)
El resorte no helicoidal más antiguo que se conoce es el arco.
Las evidencias arqueológicas sitúan el uso del arco y la flecha en el sur de África hace al menos 64.000 años.
Cuando un arquero tensa la cuerda, las palas del arco se flexionan y almacenan energía, que se libera al soltar la cuerda para impulsar la flecha.
Eso es la ley de Hooke en acción, miles de años antes de que Hooke naciera.
Bobinas de la Edad del Bronce (hacia 4.000 a. C.)
Los arqueólogos han hallado objetos de alambre arrollado y helicoidal en los Balcanes y en distintas regiones de Europa, fechados aproximadamente en 4.000 a. C.
No se trataba de resortes en sentido mecánico — probablemente eran elementos decorativos o de sujeción para piezas de joyería —, pero demuestran que el ser humano comprendió muy pronto cómo conformar el metal en forma de espiral.
Antiguo Egipto y carros de combate (hacia 1.333 a. C.)
El carro de época de Tutankamón, datado aproximadamente en 1.333 a. C., incorporaba un sistema de suspensión sofisticado que utilizaba elementos flexibles para absorber los impactos.
Estos elementos, similares a ballestas y sin forma de espira, mejoraban el confort de marcha y el comportamiento estructural del vehículo.
Se trata de uno de los ejemplos más antiguos conocidos de un resorte integrado en un sistema mecánico de mayor complejidad, y no como elemento aislado.
Armas de asedio romanas (desde el siglo III a. C.)
Los ingenieros militares romanos empleaban resortes de torsión —cuerda o tendones retorcidos y enrollados bajo tensión— para impulsar catapultas y ballestas.
La energía almacenada en el material retorcido se liberaba de forma súbita para lanzar proyectiles.
Se atribuye al ingeniero griego Arquímedes el perfeccionamiento de estos mecanismos durante el sitio de Siracusa, entre 214 y 212 a. C.
La Edad Media: resortes planos y los primeros relojes
Cerraduras de puerta y resortes de reloj (siglo XV)
Los primeros resortes arrollados en un sentido mecánico reconocible aparecieron en Europa a comienzos del siglo XV, inicialmente en cerraduras de puertas.
Los resortes planos de metal —fabricados mediante el doblado de acero endurecido— proporcionaban la tensión necesaria para mantener en posición los mecanismos de cierre.
El avance decisivo llegó con los relojes.
Los relojes impulsados por muelle aparecieron en el siglo XV y sustituyeron los pesados contrapesos por un muelle plano arrollado —denominado resorte motor o muelle real— como fuente de energía.
Esto permitió, por primera vez, fabricar relojes portátiles.
Para el siglo XVI, estos muelles de reloj ya se habían miniaturizado lo suficiente como para incorporarse a los primeros relojes de bolsillo de gran tamaño.
Leonardo da Vinci y el muelle de pistola (1493)
En 1493, Leonardo da Vinci incorporó un mecanismo de muelle al diseño de una pistola, lo que permitió disparar el arma con una sola mano.
El muelle mantenía en tensión el mecanismo de disparo y lo liberaba al accionar el gatillo; un concepto que definiría el diseño de las armas de fuego durante siglos.
Robert Hooke: el científico que dio fundamento científico al muelle
Los muelles existían mucho antes de Robert Hooke.
Sin embargo, Hooke —nacido en 1635 en la Isla de Wight, Inglaterra— fue la primera persona en describir matemáticamente su comportamiento.
En 1676, Hooke publicó su ley de la elasticidad, inicialmente en forma de anagrama latino: "ceiiinosssttuv".
Dos años después, en su obra de 1678 Lectures de Potentia Restitutiva (Sobre el muelle, explicando la fuerza de los cuerpos elásticos), reveló la solución: "ut tensio, sic vis" — "a mayor extensión, mayor fuerza".
En términos sencillos: cuanto más se estira o se comprime un muelle, mayor es la fuerza de reacción, y esa relación es lineal, hasta el límite elástico del muelle.
En notación moderna:
F = −kx
Donde F es la fuerza de restitución, k es la constante elástica y x es el desplazamiento.
Esta ecuación sigue utilizándose hoy en todos los cálculos de muelles, desde el espiral de un reloj mecánico hasta los muelles de suspensión de un camión.
Hooke también aplicó su ley de forma práctica al diseñar espirales reguladoras para relojes de bolsillo, lo que los hizo significativamente más precisos que cualquier modelo anterior.
Su trabajo sentó las bases de la balanza de resorte, el galvanómetro y el volante regulador del reloj mecánico.
→ Referencia externa: Encyclopædia Britannica — Robert Hooke
Richard Tredwell: la primera patente de un resorte helicoidal (1763)
Si Hooke proporcionó a los resortes su base científica, Richard Tredwell les dio su forma moderna.
En 1763, Tredwell — inventor británico de Rotherham, Yorkshire — obtuvo la Patente de Gran Bretaña N.º 792, titulada "Springs For Carriages".
La patente, de cuatro páginas, incluía nueve variantes de un sistema de suspensión helicoidal, con una redacción que dejaba clara su novedad: "my new method of making and constructing springs for the hanging of coaches."
El resorte helicoidal supuso una mejora importante frente a los resortes de hojas que sustituyó.
Los resortes de hojas requerían separación y lubricación periódicas para evitar ruidos y agarrotamiento.
El diseño helicoidal de Tredwell no requería ninguna de esas operaciones.
Además, era más compacto, ofrecía una respuesta de fuerza más uniforme y resultaba más fácil de sustituir cuando se desgastaba.
De hecho, Tredwell había presentado en 1762 una patente anterior para un resorte de hojas para carruajes; la Patente N.º 792 del año siguiente refleja una clara evolución de su planteamiento hacia la forma helicoidal.
El resorte helicoidal de acero y la Revolución Industrial
1857: el acero lo cambia todo
El resorte de Tredwell fue una invención importante, pero las limitaciones de los materiales de la época condicionaban su desempeño.
El resorte helicoidal de acero — más duro, más elástico y más duradero — se patentó por primera vez en Estados Unidos en 1857, inicialmente para su uso en asientos de sillas.
La mayor resistencia a la tracción del acero permitió que los resortes almacenaran más energía sin deformación permanente, lo que abrió un rango de aplicaciones mucho más amplio.
1871: El colchón de muelles interiores
El inventor alemán Heinrich Westphal incorporó muelles helicoidales al primer colchón de muelles interiores en 1871.
Su invento transformó la industria del mobiliario y la ropa de cama, aunque Westphal murió en la pobreza y nunca obtuvo beneficios de él.
La producción en serie y la era del automóvil
La Revolución Industrial no solo generó demanda de muelles; también creó la infraestructura de fabricación necesaria para producirlos a gran escala.
A comienzos del siglo XX, el bobinado manual dio paso al bobinado mecánico, y una serie de patentes consecutivas consolidó el arrollamiento automático, la producción de muelles cónicos y las máquinas para muelles de torsión.
En menos de cinco años, la industria de los muelles pasó de la manufactura artesanal a la producción industrial.
El automóvil convirtió los muelles de precisión en una necesidad de uso masivo.
Los muelles de suspensión, los muelles de válvula y los muelles de retorno aparecieron en prácticamente todas las partes móviles de un automóvil.
A mediados del siglo XX, se estimaba que más del 90% de todo lo fabricado mecánicamente requería algún tipo de muelle.
Fechas clave en la historia de los muelles
Fecha | Hito |
|---|---|
~64.000 a. C. | Arco y flecha — primera aplicación conocida de un elemento elástico |
~4.000 a. C. | Objetos de alambre enrollado hallados en los Balcanes (uso decorativo y de fijación) |
~1.333 a. C. | Un carro de la época de Tutankamón utiliza elementos flexibles de suspensión |
Siglo III a. C. | Las catapultas de resorte de torsión romanas fueron perfeccionadas por Arquímedes |
Siglo XV | Los primeros resortes planos para relojes hacen posible la relojería portátil |
1493 | Leonardo da Vinci incorpora el resorte en el diseño de una pistola |
1676 | Robert Hooke publica la ley de la elasticidad (en forma de anagrama) |
1678 | Hooke publica la explicación completa: ut tensio, sic vis |
1763 | Richard Tredwell patenta el primer resorte helicoidal (GB Patent No. 792) |
1857 | En Estados Unidos se patenta un resorte helicoidal de acero para asientos de sillas |
1861 | Julien Belleville patenta el resorte de disco (French Patent No. 52399) |
1871 | Heinrich Westphal inventa el colchón de muelles interiores |
Principios del siglo XX | Las máquinas automáticas de enrollado de resortes permiten la producción en masa |
1968 | Smalley desarrolla el primer resorte ondulado enrollado de canto |
Década de 1970 | Los resortes de gas nitrógeno comienzan a adoptarse a escala industrial, primero en aplicaciones automotrices |
En la actualidad | La fabricación de resortes por CNC permite producir desde resortes microscópicos hasta componentes de escala industrial |
¿Quién inventó cada tipo de resorte?
La historia de los resortes no responde a una única invención, sino a una sucesión de desarrollos, cada uno destinado a resolver un problema distinto.
Se presentan aquí en orden cronológico aproximado.
Resortes reguladores / espirales del volante (década de 1670)
En la década de 1670, Robert Hooke aplicó su ley de elasticidad al diseño de resortes reguladores para relojes, una de las primeras aplicaciones prácticas de su trabajo teórico.
Estos resortes espirales de torsión controlan la oscilación del volante en un reloj mecánico y determinan de forma directa su precisión.
La mayoría de los movimientos modernos operan a 3–4 Hz, o 21,600–28,800 vibraciones por hora.
Ballestas (siglo XVIII)
Los fabricantes franceses de carruajes introdujeron en el siglo XVIII la ballesta de lámina arqueada para soportar mejor el peso de la carrocería y absorber los impactos de la calzada.
El propio Richard Tredwell patentó un diseño de ballesta en 1762, un año antes de su célebre patente del resorte helicoidal, lo que demuestra que ambas tecnologías evolucionaron en paralelo.
Las ballestas siguen siendo un elemento estándar en las suspensiones de camiones pesados y remolques en la actualidad.
Resortes de compresión (1763)
Deriva directamente de la patente de Tredwell de 1763.
Cuando la mayoría de las personas imagina un resorte, piensa precisamente en este: una espiral helicoidal que se acorta bajo carga y ejerce fuerza de retorno.
La versión de acero apareció en 1857 y, para el siglo XX, los resortes de compresión ya se habían convertido en el tipo de resorte más común en aplicaciones industriales y de consumo en todo el mundo.
Resortes de extensión (siglo XIX)
Resortes de extensión se desarrollaron junto con los resortes de compresión a lo largo del siglo XIX.
Mientras un resorte de compresión empuja, un resorte de extensión tira: almacena energía al estirarse y la utiliza para acercar de nuevo dos componentes.
Las puertas mosquiteras, los trampolines y los equipos de ejercicio dependen todos de este principio.
Las máquinas de bobinado, en la década de 1950, permitieron producirlos con mayor rapidez y a menor coste, consolidando su presencia en la fabricación en serie.
Resortes de disco (1861)
En 1861, el ingeniero francés Julien François Belleville, de Dunkerque, presentó la Patente francesa n.º 52399 para un resorte cónico en forma de disco — el diseño que todavía lleva su nombre.
El resorte Belleville de disco resuelve un problema específico: ofrecer una capacidad de carga muy elevada en un espacio axial mínimo, algo que un resorte helicoidal no puede անել con la misma eficiencia.
A comienzos de la década de 1930, los ingenieros Almen y Laszlo formalizaron la teoría de diseño y establecieron las normas DIN 2092 y DIN 2093, que hoy siguen siendo la referencia mundial para la especificación de arandelas elásticas cónicas.
Las aplicaciones actuales abarcan desde la industria aeroespacial y los monoplazas de Fórmula 1 hasta los sistemas de precarga de rodamientos y los conjuntos de válvulas de alta presión.
Muelles de torsión (principio antiguo, forma moderna)
El principio de torsión se remonta a las catapultas romanas, que utilizaban cuerdas y tendones retorcidos para almacenar y liberar energía.
El resorte helicoidal de torsión moderno —un alambre enrollado que almacena energía mediante rotación y no por compresión lineal— se consolidó como un componente estándar de ingeniería en el siglo XIX y a comienzos del XX, impulsado por los mismos avances en la fabricación de alambre de acero que favorecieron el desarrollo de los resortes de compresión.
En la actualidad los muelles de torsión se encuentran en puertas de garaje, pinzas para la ropa, trampas para ratones, mecanismos de reclinación de asientos automotrices y cientos de otros sistemas que requieren un par de giro controlado.
Resortes ondulados / Resortes ondulados lineales (1968)
Smalley Steel Ring Company desarrolló el primer resorte ondulado de enrollado lateral en 1968, inicialmente para resolver un problema de tolerancia de carga en los conectores de bayoneta.
La principal ventaja del resorte ondulado es el ahorro de espacio: ofrece una fuerza comparable a la de un resorte helicoidal, pero ocupa aproximadamente la mitad de la altura axial.
Esto resulta decisivo en conjuntos de precisión, donde cada milímetro cuenta.
Desde entonces, los resortes ondulados se han incorporado a instrumentos médicos, equipos aeroespaciales e incluso al rover de Marte.
Resortes de gas nitrógeno (década de 1970)
El concepto de resorte de gas se patentó en Estados Unidos a finales del siglo XIX, pero no alcanzó un uso industrial generalizado hasta la década de 1970, cuando los ingenieros automotrices adoptaron los resortes de gas nitrógeno para los capós y las tapas del maletero.
A diferencia de los muelles metálicos, un resorte de gas utiliza nitrógeno comprimido en el interior de un cilindro sellado: un pistón se desplaza contra la presión del gas y genera una fuerza uniforme, prácticamente constante, a lo largo de todo su recorrido.
Por ello, resultan especialmente útiles en aplicaciones en las que el movimiento controlado y predecible es más importante que la capacidad de almacenamiento de energía.
En la actualidad resortes de gas con nitrógeno se utilizan en prensas para máquinas-herramienta, camas hospitalarias, sillas de oficina, escotillas aeroespaciales y equipos de estampación con troquel.
Preguntas frecuentes
¿Quién inventó el resorte?
No hubo un único inventor.
Si se refiere al resorte helicoidal, Richard Tredwell obtuvo la primera patente en 1763.
Si se refiere a los principios científicos del diseño de resortes, Robert Hooke publicó su ley de elasticidad entre 1676 y 1678.
Si se incluyen los resortes no helicoidales, el ser humano los utiliza al menos desde 64.000 a. C., en forma de arco.
¿Quién inventó el resorte helicoidal?
Richard Tredwell, inventor británico de Rotherham, Yorkshire, recibió la Patente de Gran Bretaña N.º 792 en 1763, la primera patente documentada de un resorte helicoidal, diseñado para la suspensión de carruajes.
¿Qué es la ley de Hooke y por qué es importante?
La ley de Hooke establece que la fuerza ejercida por un resorte es proporcional a su desplazamiento: F = −kx.
Publicada por Robert Hooke en 1678, constituye la base matemática de todos los cálculos de resortes en ingeniería.
Sin ella, no sería posible diseñar ni especificar resortes de forma fiable.
¿Cuándo se inventó el resorte helicoidal de acero?
El primer resorte helicoidal de acero se patentó en Estados Unidos en 1857, inicialmente para su uso en asientos de sillas.
La mayor elasticidad y resistencia del acero, en comparación con materiales anteriores, transformó el rendimiento de los resortes y abrió el camino a aplicaciones a escala industrial.
¿Cuál fue el primer uso práctico de un resorte?
El arco y la flecha, utilizados para la caza y la protección, constituyen la aplicación más antigua conocida de un resorte, con una antigüedad de al menos 64.000 años.
El primer uso de un resorte como componente dentro de un sistema mecánico más amplio suele atribuirse a elementos similares a ballestas en los carros del Antiguo Egipto, hacia 1333 a. C.
Resumen
Los resortes no tienen un inventor único, ya que evolucionaron a lo largo de miles de años, y cada época aportó una nueva forma o una nueva comprensión.
Las dos figuras clave son Robert Hooke, quien entre 1676 y 1678 sentó las bases matemáticas de los resortes con su ley de elasticidad; y Richard Tredwell, quien en 1763 convirtió ese conocimiento en un diseño patentado y práctico de resorte helicoidal que dio impulso a la industria moderna de los resortes.
Desde las pinzas de bronce del 4000 a. C. hasta los resortes de precisión bobinados por CNC de hoy, el resorte ha sido una de las invenciones mecánicas más útiles de manera constante en la historia de la humanidad.
Almacena energía y la libera, una idea engañosamente simple que sustenta desde un resorte de torsión en una puerta de garaje hasta un puente colgante.
Si está evaluando distintos tipos de resortes para su próxima aplicación, consulte nuestra guía sobre resortes de torsión frente a resortes de extensión.
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