CREACIONES DEL HOMBRE EN EL SIGLO XIX (II)...Young (1773 - 1829) casi con el nacimiento del siglo...
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CREACIONES DEL HOMBRE EN EL SIGLO XIX (II) Invenciones y descubrimientos trascendentes Avances en la óptica y nacimiento de dos nuevas artes. El primer tercio del siglo XIX fue testigo de una revolución en el campo de la óptica. No había transcurrido aún un siglo de la publicación de Opticks cuando el médico y físico inglés Thomas Young (1773 - 1829) casi con el nacimiento del siglo desafiaba la teoría corpuscular de la luz desarrollada por Newton. La teoría de Young sobre la necesidad de aceptar la naturaleza ondulatoria de la luz para explicar el fenómeno de interferencia, a pesar de la relevante posición que ocupó desde 1802 hasta su muerte como secretario externo de la Royal Society, fue acogida con una buena carga de escepticismo por la ciencia británica. A una década de sus trabajos, el físico francés Augustine Jean Fresnel (1788 - 1827) formaliza matemáticamente con gran rigor las leyes que rigen los fenómenos de interferencia y difracción de la luz. Desde el inicio del siglo se suceden los descubrimientos que demuestran la existencia de regiones del espectro de radiación solar invisible para el ojo humano. En 1800 el astrónomo británico de origen alemán William Herschel (1738- 1822) determina experimentalmente la temperatura asociada a cada color del espectro solar y descubre que justamente por encima del rojo en la región del espectro visible existe una radiación que tenía más alta temperatura, que puede ser medida y sentida pero no ser vista: la región infrarroja.
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CREACIONES DEL HOMBRE EN EL SIGLO XIX (II)
Invenciones y descubrimientos trascendentes
Avances en la óptica y nacimiento de dos nuevas artes.
El primer tercio del siglo XIX fue testigo de una revolución en el
campo de la óptica. No había transcurrido aún un siglo de la
publicación de Opticks cuando el médico y físico inglés Thomas
Young (1773 - 1829) casi con el nacimiento del siglo desafiaba la
teoría corpuscular de la luz desarrollada por Newton. La teoría de
Young sobre la necesidad de aceptar la naturaleza ondulatoria de
la luz para explicar el fenómeno de interferencia, a pesar de la
relevante posición que ocupó desde 1802 hasta su muerte como
secretario externo de la Royal Society, fue acogida con una buena
carga de escepticismo por la ciencia británica.
A una década de sus trabajos, el físico francés Augustine Jean Fresnel (1788 - 1827)
formaliza matemáticamente con gran rigor las leyes que rigen los fenómenos de
interferencia y difracción de la luz.
Desde el inicio del siglo se suceden los descubrimientos que
demuestran la existencia de regiones del espectro de radiación
solar invisible para el ojo humano. En 1800 el astrónomo
británico de origen alemán William Herschel (1738-
1822) determina experimentalmente la temperatura asociada a
cada color del espectro solar y descubre que justamente por
encima del rojo en la región del espectro visible existe una
radiación que tenía más alta temperatura, que puede ser
medida y sentida pero no ser vista: la región infrarroja.
Un año después el joven físico alemán, con sólo 25 años de
edad, Johann W. Ritter (1776 - 1810) descubre que hacia el
otro extremo del espectro solar se extiende luego de la
radiación correspondiente al violeta una radiación invisible que
provoca un oscurecimiento más intenso y rápido de las sales de
plata. El espectro de la radiación se ampliaba ahora y "nacía" la
región ultravioleta. Su hallazgo fue impulsado por el
descubrimiento de Herschel que lo llevó a considerar que una
radiación por encima de la radiación roja debía estar
acompañada por una radiación por debajo de la radiación
violeta.
El médico inglés William Hyde Wollaston (1766 - 1828),
aquejado de una pérdida parcial de la visión debió abandonar
la práctica clínica hacia 1800, y se consagró entonces a la
investigación obteniendo relevantes resultados en diferentes
campos de las ciencias. En particular en 1802 descubrió las
bandas oscuras en el espectro de la luz solar, que más tarde
sería aclaradas por los estudios de Franhoufer. En 1809 inventó el goniómetro de reflexión, instrumento
diseñado para medir los ángulos de los cristales que en
opinión de J. Herschel "cambió la faz de la mineralogía y le
dió todos los caracteres de una ciencia exacta", al permitir la
interpretación de las diferentes estructuras cristalinas.
Wollaston también puso en manos de los artistas de la época un simple
instrumento óptico compuesto por un prisma de cuatro caras sostenido sobre un
pequeño soporte que le ayudaba a obtener la perspectiva de la imagen, la llamada
cámara lúcida (1807).
Entre 1812 y 1814 el alemán Joseph von Fraunhofer (1787-
1826) redescubre las líneas oscuras del espectro solar, e
identifica una gran número de las 500 líneas que podía
observar con el espectroscopio de red, inventado por él, que
más tarde sería desarrollado para su aplicación en la
espectroscopia ultravioleta y de rayos X. Las líneas de
Franhoufer serían utilizadas eventualmente para descubrir la
composición química de la atmósfera solar. En 1821 inventa
la red de difracción construida con 260 alambres dispuestos
juntos paralelamente. Pertenece a la extirpe de talentos desaparecidos
prematuramente, víctima de la tuberculosis, con lo cual la
ciencia perdía ulteriores realizaciones.
En 1818 Agustin-Jean Fresnel (1788 - 1827) presentó en la
Academia de Ciencias de París un informe con un tratamiento
matemático riguroso de los fenómenos de interferencia y
difracción sobre la base de la teoría ondulatoria propuesta
por Young que le merecieron el premio de la Academia del
año siguiente. Anteriormente en 1811 Fresnel junto con el físico François
Arago (1786-1853) habían establecido las bases de las leyes
de la interferencia de la luz polarizada.
Fresnel había mostrado un lento aprendizaje durante la niñez y aún con ocho años
no había aprendido a leer. Luego fue egresado de las instituciones élites de la
ingeniería francesa, la Escuela Politécnica y la Escuela de Puentes y Caminos. Murió
con sólo 39 años, víctima de la tuberculosis, cuando aún muchos de sus trabajos no
habían sido publicados.
Muchas de las innovaciones desarrolladas en el siglo XIX a la
técnica de la microscopía se deben al egresado de ingeniería
de la Universidad de Bolonia, y luego profesor de Matemáticas
de la Universidad de Modena, Giovanni Baptiste Amici (1786 –
1863). En 1827 Amici inventó el primer sistema de lentes
para un microscopio acromático y en 1840 introduce la
técnica de inmersión en aceite que minimiza las aberraciones
ópticas, y luego en 1855 desarrolla el objetivo de inmersión
en agua. Su interés investigativo abarco no solo el universo
microscópico sino también el espacio sideral. Un cráter en el
lado oscuro de la Luna perpetúa su memoria.
Sus invenciones en la óptica permitieron sus descubrimientos
en el campo de la botánica sobre la circulación de la savia y
los procesos de reproducción en las plantas.
En 1869 el físico-matemático alemán Ernest Abbe (1840 -
1905) y el fabricante de material óptico de Jena, Carl Zeiss
(1816 - 1888) inventaron un nuevo aparato para la
iluminación del microscopio y tres años después Abbe
formuló su teoría ondulatoria sobre la imagen microscópica.
De acuerdo con las deducciones de Abbe, Zeiss comenzó a
fabricar 17 nuevos objetivos de microscopios que pronto se
ganaron una reputación universal por la excelente calidad de
las imágenes obtenidas. Como resultado de sus investigaciones con el químico Otto
Schott sobre las formulaciones de nuevos vidrios de grado
óptico en 1886 ellos introdujeron un nuevo tipo de lente
objetivo el apochromat.
Los objetivos de Apochromat eliminaron la aberración cromática y llevaron el
poder de resolución del microscopio al límite que disfruta hoy. Conforme Abbe
había calculado, ningún refinamiento del vidrio o del cálculo teórico sobre la forma
de la lente podría superar el límite de resolución para luz visible que está sobre la
media micra.
En 1842, durante las sesiones de un congreso de ciencias
naturales celebrado en Praga, el profesor del Instituto
Técnico de esta ciudad, el matemático austriaco Christian
Johan Doppler (1803 – 1853) presentó una comunicación en
la cual explicaba el fenómeno observado cuando una fuente
en movimiento emite ondas, que pasaría a la historia como
“el efecto Doppler”. Este efecto consiste en que un observador situado delante de
la fuente registrará la frecuencia de las ondas mayor que la
realmente emitida, mientras que un observador situado
detrás de la fuente observará una menor frecuencia.
Para demostrar su predicción colocó un grupo de músicos en una locomotora y les
indicó que tocaran la misma nota musical mientras que otro grupo de músicos, en
la estación del tren, registraba la nota musical que oían mientras el tren se
acercaba y alejaba de ellos sucesivamente. La demostración de que el efecto
Doppler también era observado en la luz emitida por los astros que se acercaban o
alejaban de nuestro planeta nunca fue demostrado antes de su muerte, provocada
por la tuberculosis que padeció. El primer experimento que reveló el
desplazamiento Doppler en la luz de elas estrellas fue conducido a inicios del siglo
XX.
Hacia mediados de siglo se produce otro descubrimiento
trascendente debido a los experimentos del físico alemán
Gustav Kirchhoff (1824 - 1887) y su compatriota el químico
Robert Bunsen (1811-1899). En 1859, demostraron que cada
elemento cuando se calentaba hasta el estado incandescente
emitía una luz de color característico. Cuando esta luz emitida
es separada en sus componentes por un prisma cada
elemento origina un patrón único. Esto hizo posible el
nacimiento del análisis espectroscópico para identificar la
composición química de las sustancias. Pero más lejos aún
llegaron con el descubrimiento de que los gases de los
elementos absorbían luz de longitudes de onda específicas.
Esto arrojaba luz sobre las misteriosas líneas oscuras (líneas de Franhoufer) del
espectro solar y significó el descubrimiento de un método para identificar la
composición química de remotos astros en el firmamento estelar.
Un problema que desborda la imaginación del hombre fue
inscrito en el orden del día de la investigación científica
justamente en la mitad del siglo XIX. El físico francés Jean
Bernard Leon Foucault (1819 - 1868) registró la velocidad de la
luz en 298 000 km por segundo usando el método del espejo
rotatorio. Un año más tarde descubrió que la velocidad de la luz
depende del medio de propagación al encontrar diferencias en el
agua y en el aire. Quince años después James Clerk Maxwell
determina matemáticamente que las ondas electromagnéticas
viajan a la velocidad de la luz y a partir de este presupuesto
infiere que la luz es una onda electromagnética.
En 1865 James Clerk Maxwell determina matemáticamente que
las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz.
Maxwell no cree que esto sea una simple coincidencia y
concluye que la luz es un tipo de ondas electromagnéticas. Al
respecto escribiría: "Se nos hace difícil evitar la conclusión de
que la luz consiste en ondas transversales del mismo medio que
causa los fenómenos eléctricos y magnéticos". Esta noción no sólo unifica las teorías sobre la electricidad y el
magnetismo sino también de la óptica. La electricidad, el
magnetismo y la luz pueden ser consideradas a partir de ahora
como aspectos de un fenómeno común: las ondas
electromagnéticas.
Maxwell también contribuye en el terreno de la práctica al desarrollo de la
fotografía en colores. En 1861, su análisis sobre la percepción del color condujo a
la invención del proceso tricromático. Mediante el uso de los filtros rojo, verde y
azul creó la primera fotografía en color. El proceso tricromático es la base
moderna de la fotografía en color.
El 8 de noviembre de 1895, el físico alemán Wilhelm Conrad
Roentgen (1845 – 1923) descubre unos extraños rayos que
exhiben un alto poder de penetración. Ante el desconocimiento
de su naturaleza, los llama rayos X, como en álgebra se designa
a la incógnita. En diciembre él los había usado para tomar fotos
de los huesos humanos, y al año era bien comprendido su
extraordinario valor práctico. La rápida difusión de los rayos X a
través del mundo, demostró la forma en que científicos,
ingenieros, e inventores podrían convertir descubrimientos
fundamentales en revolucionarias tecnologías en el entrante
siglo XX.
El crecimiento demográfico de las urbes industrializadas y las
invenciones en los procedimientos de impresión y en las
máquinas productoras del papel, condicionaron la apertura de
un nuevo mercado, el mercado de la información cotidiana. En
1800 se editaban 20 periódicos diarios en Estados Unidos y la
cifra creció vertiginosamente según se propagaba la
revolución industrial. Similar tendencia experimentaba la prensa plana en los
centros industrializados europeos. Se iniciaba el desarrollo del
tercer poder. La fotografía iba a representar un excelente
medio para acompañar la información.
A los 61 años, el innovador francés Joseph Nicéphore
Niépce (1765-1833) en la París de la tercera década del
XIX, expone una placa de estaño recubierta con un betún
(derivado del asfalto) durante unas ocho horas en la
cámara obscura enfocada hacia el patio de su casa y
obtiene la imagen que es considerada por los expertos
como la primera fotografía obtenida. Este proceso fue
bautizado por Niépce como Heliografía o "grabado con la
luz solar".
Desde otro frente francés, Louis Jacques Mandé Daguerre (1787-1851) fijaba la
imagen mediante largas exposiciones, en la cámara obscura, con placas de cobre
recubiertas con plata pulida y sensibilizadas con vapor de yodo hasta que la
imagen aparecía en ellas.
Dos años después de la muerte de Niépce, Daguerre logra
solucionar el principal problema del Daguerrotipo: el prolongado
tiempo de exposición. Cualquiera comprende que el permanecer
completamente estático durante unos minutos exigió el desarrollo
de fijadores para la cabeza y otros elementos auxiliares que
implicaban una determinada molestia para el fotografiado. La
operación de revelado de "la imagen latente" en una placa
subexpuesta con vapor de mercurio, que fue casualmente
descubierta, iba a reducir a 10 minutos el intervalo de exposición.
En la foto el propio Daguerre se sostiene la cabeza para la
Historia.
Mientras en Francia tenían lugar los estudios de Daguerre, en
Londres el científico William Henry Fox Talbot (1800 - 1887) iba
por un camino diferente hacia el objetivo común. Talbot
introducía en una pequeña cámara obscura un papel humedecido
con una solución de cloruro de plata y bastaba una media hora de
exposición para la obtención de la imagen invertida del objeto
enfocado. La superficie era entonces fijada con sal común y
sometida a contacto con otro papel sensible se obtenía la copia
de la imagen original.
Se discute si el descubrimiento de la imagen latente y
posterior revelado es obra de Daguerre o de Talbot,
pero se conoce que fue Talbot el primero en emplear
como sustancia fotosensible el yoduro de plata, como
revelador el ácido gálico y como fijador el tiosulfato
sódico. El calotipo, que así le llamó a su técnica, fue
reemplazado a los pocos años por otros procedimientos,
pero sentó las bases de la fotografía moderna y
produjo la más decisiva revolución en el dominio de la
imagen: el negativo que permite sucesivas copias.
Talbot publicó en 1844 el primer libro ilustrado con
fotografías, "The pencil of Nature", el cual contiene
una detallada explicación de sus trabajos.
Una nueva era en la fotografía fue introducida por el fotógrafo
aficionado británico Frederick Scott Archer (1813-1857), quien
desarrolló el proceso de placas húmedas de Collodion. Este
proceso abrió los horizontes de la fotografía por varias razones:
era mucho más rápido que el método convencional; redujo el
tiempo de exposición a 2 segundos; combina las características
del Daguerrotipo (detalles) con las del Calotipo (reproducción a
partir de un negativo); y por último nunca fue patentado lo que
permitió su amplio uso. Su única dificultad radicaba en el hecho
de que estas placas debían ser reveladas mientras aún
permanecían húmedas, lo que obligaba al fotógrafo a tener un
cuarto oscuro cerca.
En 1871 el médico y fotógrafo aficionado inglés Richard Leach
Maddox (1816-1902) baja el tiempo de exposición a una
centésima de segundo, utilizando placas de bromuro de plata
disperso en gelatina como medio de fijación. Apenas ocho años
más tarde George Eastman (1854-1932), inventor y filántropo
estadounidense, patentó en Inglaterra una máquina que
aplicaba la mezcla de gelatino-bromuro, ideada por Maddox de
forma homogénea, sobre las placas de cristal. Nació así la
producción masiva de placas secos para los fotógrafos.
En el año 1884 Eastman patentó la primera película en forma de carrete que
empezó a ser práctica. Se habían superados las principales barreras para la
inauguración de la era fotográfica.
Ya en tiempos de la Grecia antigua se conoció el fenómeno de
la persistencia de la imagen en la retina. Pero su cabal
comprensión sólo fue posible a partir de los estudios del físico
belga Joseph Antoine Plateau (1801 -1883) quien no sólo
condujo los experimentos demostrativos de los factores
influyentes en la persistencia retiniana sino que inventó en
1832 un dispositivo precursor del cine. El disco mágico de
Plateau era capaz de rodar las imágenes a una velocidad
superior a 10
cuadros por segundo, condición necesaria para dar la impresión de animación de
las imágenes según su estimación del tiempo de conservación de la imagen en la
retina, aproximadamente una décima de segundo. La pasión de Plateau por sus
experimentos le hicieron perder la vista y de esta forma trágica no puede contribuir
a la ulterior invención del cine.
En 1888 Eastman perfeccionó la cámara Kodak, la primera
cámara pensada para película en forma de carrete. Al año
siguiente el rollo de papel fue sustituido por uno de celuloide
flexible y transparente inventado por Eastman. Con él nacía el
carrete de película para fotografía conforme lo exigía el
desarrollo inicial del cine. En 1892, fundó la compañía Eastman
Kodak Company, en Rochester (Nueva York), convertida años
después en una gigante empresa multinacional. Eastman fué uno de los filántropos más destacados de su época,
entregando más de 75 millones de dólares a diversos proyectos.
Entre ellos a la educación medicinal, a la fundación de una Escuela de Música, y de
colegios afro-americanos. En 1932, a los 78 años decidió quitarse la vida dejando
una nota en la que ponía: " Mi trabajo está hecho, ¿por qué esperar? "
El genio de Thomas Alva Edison (1847 - 1931)
incursionó en la solución de los problemas técnicos
para que la cámara de cine se hiciera realidad. De su
mente y manos nació el kinetógrafo, cámara que
resolvía mediante el obturador la necesaria detención
de la película frente al lente una fracción de segundo y
la sincronización en el paso de la cinta. No obstante el
kinetógrafo no era portátil reduciendo su labor a
filmaciones en estudio, y por su parte la máquina
reproductora que inventó, el kinestoscopio, sólo
permitía la visión individual de la película.
De cualquier modo hacia 1894 existían salas en las urbes de París, Londres y
Nueva York dónde se instalaron kinestoscopios operados por monedas.
63 años después de la invención del disco mágico de Plateau los
hermanos Lumière, Louis (1864-1948) y Auguste (1862-1954),
patentaron el cinematógrafo, un dispositivo que funcionaba
como cámara de cine, proyector e impresor de copias. Se
cumplía en este ingenio el principio establecido por Plateau:
una manivela se ocupaba del arrastre intermitente de la
película a una velocidad de 16 imágenes por segundo.
La época del séptimo arte había nacido y con él una nueva
industria generalmente dominada por las leyes del mercado.
Casi al finalizar el 1895, un 28 de diciembre, se
estrenaba en París las primeras películas rodadas
cada una con un minuto de duración. El tremendo
impacto que tuvieron estas primeras proyecciones en
el nuevo público espectador anunciaron las
potencialidades de la nueva técnica naciente. La
primera cinta filmada por los hermanos Lumiere:
"Salida de los obreros de la fábrica Lumière"
constituyó un importante documento social antecesor
de los primeros documentales.
La alianza de la ciencia con la técnica en el nacimiento de la
fotografía se expresa en un primer plano por las contribuciones
de John W. Herschel (1792 - 1871) en el escenario inglés y el
apoyo al desarrollo de la técnica en Francia por el eminente
físico y profesor François Arago (1786-1853).
El polivalente científico británico, publica ya en 1819 sus
estudios sobre la impresión fotoquímica de las imágenes y
durante los siguientes 20 años establece los fundamentos
científicos, los términos básicos de la fotografía, descubre la
acción del tiosulfato de sodio sobre las sales de plata y brinda
valiosa ayuda privada a Fox Talbot.
En París la autoridad de Arago fertiliza los trabajos de Daguerre al presentar
personalmente sus resultados en la Academia de Ciencias y allanar el camino para
que el propio inventor presentara en 1839 los aspectos técnicos de su
descubrimiento frente a la Cámara de Diputados de la capital francesa.
El siglo cierra con resonantes éxitos de la ciencia y la técnica en el arte de atrapar
las imágenes de las cosas sobre materiales fotosensibles. No sólo se hará a partir de
ahora perdurable la reproducción en imagen del acontecimiento o del personaje
para todos los tiempos, sino que el hombre ha aprendido a captar las señales de
lejanos confines del universo, contribuyendo a descifrar su composición mediante
una nueva técnica que ha sido llamada espectroscopia.
Desarrollo de la Termodinámica y revolución en el transporte.
Imagen: von Mayer www.mdp.edu.ar/ rectorado/secretarias/ investigacion/nexos/14/ images/mmpmayer.JPG
Julius Robert von Mayer (1814 – 1878) estableció, en 1842, que
si la energía, en sus formas de energía cinética y potencial, se
transformaba en calor, este debía poder transformarse en esas
dos formas de la energía. Mayer fue capaz de encontrar una
relación cuantitativa entre el calor y el trabajo basándose en los
resultados de las mediciones de las capacidades caloríficas de los
gases. Unos años más tarde Hermann von Helmholtz pretende
publicar un trabajo "Sobre la conservación de la fuerza" que
defiende la conservación de la energía como un principio
universal de la naturaleza así como la posibilidad de conversión
de la energía cinética y potencial en "formas químicas,
electrostáticas, voltaicas y magnéticas". La lectura de su trabajo en la Sociedad Física de Berlín fue considerado por sus
miembros más viejos como demasiado especulativo y rechazada su publicación en la
Revista alemana Annalen der Physik.
Imagen: ingo.exphysik.uni- leipzig.de/energie/ img/joule.jpg
Pero la confirmación experimental vino dada por los trabajos de
James P. Joule (1818-1889) realizados entre 1849 y 1850. Se
formula entonces la ley de conservación y transformación de la
energía, que se constituyó en principio de capital importancia.
Las implicaciones de esta ley en el desarrollo ulterior de los
conocimientos físicos tuvo tal alcance que algunos autores
consideran al periodo que le sucedió como una segunda etapa en
el desarrollo de las ciencias físicas, basada en la aplicación de
los principios de conservación. Joule, hijo de un cervecero
acomodado, fue discípulo de John Dalton en Manchester.
Al igual que Faraday, Joule fue un excepcional experimentador. Sus primeros
trabajos fueron sobre electricidad, pues perseguía como propósito estudiar las
eventuales ventajas del motor eléctrico sobre la máquina de vapor. Fundó en su
ciudad natal la "Manchester Literary and Philosophical Society".
Imagen: www.gap-system.or g/~history/PictDispl y/ aCarnot_Sadi.html
En 1824 el joven ingeniero francés Sadi Carnot (1796 - 1832) el
mismo año del nacimiento de Lord Kelvin y 2 años después de
nacido Clausius, quienes más tarde establecerían el segundo
principio de la Termodinámica, publica su famosa memoria
"Reflexiones sobre la potencia motriz del calor y sobre las
máquinas apropiadas para desarrollar esta potencia", en donde
se dedicó a razonar sobre la pregunta general de cómo producir
trabajo mecánico (potencia motriz) a partir de fuentes que
producen calor. Carnot, en momentos en que se trabaja en el perfeccionamiento
de estas máquinas, demuestra que no puede concebirse
una
máquina térmica más eficiente operando entre dos temperaturas prescritas que la
suya y anuncia una de sus proposiciones fundamentales: La fuerza motriz del calor
es independiente de los agentes usados en producirla; su cantidad está determinada
unívocamente por las temperaturas de los dos cuerpos entre los cuales ocurre,
finalmente, el transporte del calórico. Su temprana desaparición víctima de la
epidemia del cólera que asoló a París en 1832 privó a la Termodinámica de uno de
sus inspiradores.
En 1854 aparece la expresión del llamado segundo principio de
la Termodinámica en forma de dos enunciados que se
complementan. El enunciado del irlandés William Thomson, Lord
Kelvin (1824 - 1907) establece que no existen las máquinas
térmicas perfectas pues no es posible construir un motor
térmico que operando cíclicamente convierta en trabajo todo el
calor absorbido. Imagen:www.energyquest.ca.gov/scientists/kelvin.html
Por su parte, en la visión complementaria del alemán Rudolf
Clausius (1822 - 1888) para un ciclo refrigerante queda
establecido la imposibilidad de extraer calor a una baja
temperatura para entregar a una temperatura más alta sin que
se suministre una determinada cantidad de trabajo al sistema.
Imagen: www.gap-system.org/~history/PictDisplay/Clausius.html
Imagen: www-gap.dcs.st-and.ac.uk /~history/Biographies/ Boltzmann.html
Gracias a Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) se unieron dos
mundos: el de las propiedades macroscópicas, tales como la
presión y la temperatura con los parámetros del movimiento de
los átomos y moléculas. Hacia 1866, en forma independiente de
Maxwell, había formulado las bases de la teoría cinética de los
gases. Filosóficamente su teoría significó un cambio de un
concepto de certidumbre (el calor visto como un flujo de lo
caliente hacia lo frío) hacia una noción estadística del
movimiento de las moléculas. Pero las ideas vanguardistas de
Boltzmann chocaron con los que defendían la dirección
descriptiva en la Ciencia. En particular su violenta polémica
con el físico y filósofo austriaco Ernest Mach (1838 - 1936),
profesor titular a fines del siglo XIX de la Cátedra de Historia y
Filosofía de las Ciencias de la Universidad de Viena lo lleva a
Leipzig, donde comienza a padecer
de trastornos síquicos. Un día festivo, mientras su esposa e hija nadaban, termina
con su vida. Poco después los experimentos confirmaban sus ideas.
El primer buque accionado por vapor
www.uh.edu/ engines/epi1674.htm
El ingeniero norteamericano Robert Fulton (1765 -
1815) atrapado por la realidad londinense de la
Revolución Industrial en el fecundo período de 1786 -
1793, diseñó el primer buque accionado por la
energía del vapor que en 1807 hace el recorrido de
420 kilómetros por el apacible Hudson entre New
York y Albany en 32 horas. Once años más tarde el
buque de vapor Savanna invierte 27 días en cruzar el
Atlántico de New York a Liverpool, y ya a fines de los
treinta, mientras las metrópolis europeas iniciaban
una
expansión que abarcaba desde la Argelia sahariana hasta la China del Lejano
Oriente y el joven y pujante país ultramarino de EU se iba convirtiendo en la
potencia económica del Nuevo Mundo, el Great Western cruzaba el Atlántico en
catorce días.
La primera locomotora a vapor
url: www.makingthemodernworld. org.uk/icons_of_invention/ img/IM.1098_el.jpg
Por estos años, el transporte terrestre experimenta
el nacimiento y meteórico desarrollo del ferrocarril.
Si en 1814 el ingeniero inglés autodidacta George
Stephenson (1781 – 1848) construye la primera
locomotora a vapor que es exitosa desde el punto d
vista comercial, dieciséis años después, en proy
desarrollado bajo su dirección, se inaugura la línea
férrea de 36 millas que enlaza a la principal región
industrial británica de Manchester con el importa
puerto de mar de Liverpool.
Once meses antes, en octubre de 1829, Stephenson presenta en concurso su
locomotora Rocket que no sólo derrotó a todos sus competidores, sino que llegó a
marchar a razón de 40 kilómetros por hora en los ensayos y dos días después
arrastró 13 toneladas de peso a una velocidad de 50 kilómetros por hora. El
"Rocket", que pesaba sólo cuatro toneladas y media, tenía una caldera construida
con tubos muy semejantes al sistema de las calderas tubulares modernas. Los
cilindros estaban dispuestos en posición inclinada, y los tallos de los pistones,
acoplados a una sola gran rueda motriz cada uno de ellos. El vapor, después de
actuar, era expulsado por la chimenea mediante tubos de escape. El "Rocket"
presentaba, por tanto, prácticamente, todos los caracteres especiales de una
locomotora útil y práctica y funcionó durante muchos años. Hacia 1870 doscientos
diez mil kilómetros de vía férrea enlazaban los principales nudos industriales y
poblacionales de todo el mundo.
Convertidor de acero y horno Martin
e
ecto
nte
Concurrente con un período de desarrollo relativamente
pacífico de la sociedad europea, las postrimerías del siglo XIX
se caracterizan por un crecimiento del empleo del acero que
hace legítimo en cierta medida el bautizo de esta época como
era del acero. El convertidor de acero inventado por el
ingeniero inglés Enrico Bessimer (1813 – 1898), y el horno
diseñado en 1864 por el ingeniero francés Pedro Martin (1824
- 1925) para la producción del acero moldeado aceleraron y
perfeccionaron la
producción del metal que entre 1870 y 1900 aumentó en 56 veces. La Torre Eiffel
que levanta unas seis mil toneladas de acero a unos 300 m de altura para la
Exposición Universal de París de 1867, acaso queda como exponente de una nueva
monumentalidad perteneciente a esta época de esplendor del acero.
La rueda encuentra nuevas fuentes motrices.
La bicicleta
URL: www.sciencetech. technomuses.ca/english/ collection/cycles2.cfm
Más de medio siglo transcurrió en el último tramo de la
evolución hacia la bicicleta. La historia más aceptada
reconoce al alemán Karl Drais von Sauerbronn (1785-1851)
como el diseñador del primer móvil provisto de dos ruedas
con dispositivo de dirección que se impulsaba apoyando los
pies en el suelo. La ¨draisana¨ como se conoce este primer
esfuerzo fue modificada por inventores franceses, alemanes
y británicos.
URL: www.angelfire.com/ ar3/townevictorian/ index.html
No fue hasta 1839 que el herrero escocés Kirpatrick
Macmillan (1813-1878) introdujera una modificación
trascendente en el desarrollo hacia la bicicleta: aparecieron
los pedales. Estos pedales cortos fijados al cubo de la rueda
de atrás constituían el mecanismo de transmisión del
movimiento mediante el empuje de los pies hacia abajo y
hacia adelante.
Macmillan recorrió los 226 km que separaban en viaje de ida y vuelta a la capital
escocesa de la ciudad de Glasgow a orillas del río Clyde.
url: www.sciencetech. technomuses.ca/english/ collection/cycles2.cfm
A 22 años del invento de Macmillan, el francés Pierre Micheaux
(1813 -1883) dio un nuevo giro al dotar de unos pedales a la
rueda delantera de una vieja draisiana. En 1867 los hermanos
Micheux presentan su velocípedo en la Exposición Internacional
de París y un año después se levanta una factoría próxima al
Arco de Triunfo con unos 300 empleados que podía producir
entre 3 a 5 bicicletas diarias. La producción en serie de la
Micheaulina, antecedente inmediato de la bicicleta moderna se
había iniciado.
www.cycle-info.bpaj. or.jp/english/learn/ chistory3.html
Hacia 1880 apareció gracias al invento de John Kemp Starley
(1854-1891) la llamada bicicleta segura o baja. En ella los
pedales, unidos a una rueda dentada a través de engranajes y
una cadena de transmisión, movían la rueda de atrás. La
estructura fundamental de la bicicleta estaba ya diseñada
aunque sus posibilidades motrices fueran aún rudimentarias.
Imagen: ww.autonews.com/ files/euroauto/inductees/ michelin2002.htm
En 1889 la Empresa Dunlop fabrica los primeros neumáticos en
Dublin y dos años más tarde amplia sus operaciones montando
una fábrica en Birmingham. En Francia los hermanos Michelin,
André (1853-1951) y Eduoard (1859-1940) - en la imagen-
desarrollan el neumático desmontable. Al cierre del siglo XIX la
técnica permitía una amplia difusión del ciclismo.
El automóvil Inglaterra, la cuna de la revolución Industrial, había construido hasta 1840 más de
40 coches y tractores propulsados a vapor. Hacia la mitad del siglo circulaban
regularmente unas 9 diligencias a vapor, capaces de transportar cada una entre 10 y
20 pasajeros a unos 24 km/h. Pero esta naciente industria británica tuvo una breve
vida. Los intereses de la industria de las locomotoras frenó el desarrollo alternativo
del transporte por carretera y trajo como resultado que los ingenieros ingleses,
líderes en la tecnología de la máquina de vapor, no contribuyeran a las grandes
invenciones que precedieron la revolución que significó la industria del automóvil.
En 1860 el ingeniero belga Étienne Lenoir (1822-1900)
inventó y patentó en París un motor de combustión interna
alimentado con gas de alquitrán, de doble acción con
ignición por chispa eléctrica. Tres años después mejoró el
motor usando petróleo y un primitivo carburador y lo acopló
a un vagón de tres ruedas que completó un histórico
itinerario de 50 millas.
Imagen: Otto www.autonews.com/ files/euroauto inductees/ /otto2002.htm
Inspirado en el motor diseñado por Lenoir, el ingeniero alemán
Nicolaus A. Otto (1832-1891) trabajando con el técnico Eugene
Langen diseñan el primer motor de gas con el cual ganan
medalla de oro en La Exposición Mundial de París de 1867. En
mayo de 1876 Otto construye el primer motor práctico con
pistones y ciclo de cuatro tiempos. Para 1884, Otto había
inventado el sistema de ignición magnético para bajo voltaje de
ignición.
www.automotivehallof fame.org/honors/index.php? cmd=view&id=698&type= inductees
En estos años se agudiza la competencia entre las nacientes
fábricas y también la preocupación por mejorar los diferentes
sistemas del automóvil, como frenos, amortiguadores,
carburación, transmisión y arranques. La rueda metálica cede
el paso primero a la rueda de goma maciza y luego a la cámara
patentada en 1888 por el escocés John Boyd Dunlop (1840-
1921) que pasa a utilizarse en automóviles y bicicletas.
Entre 1885 y 1887 se produjo el acoplamiento de un motor a un vehículo, cuando
Karl Benz (1844-1929) y Gottlieb Daimler (1834-1900) introdujeron los primeros
automóviles de gasolina eficaces.
El triciclo de Benz y la primera producción "masiva" de autos.
www.autonews.com/ files/euroauto/inductees /benz.htm
En 1885, el ingeniero mecánico alemán, Karl Benz diseñó y
construyó el primer automóvil práctico del mundo en ser
impulsado por un motor de combustión interna: era un triciclo. El
29 de enero de 1886, Benz recibió la primera patente (DRP No.
37435) para un automóvil de combustible gasificado. Benz
construyó su primer automóvil de cuatro ruedas con su marca en
1891. En 1893, el Benz Velo se volvió el primer automóvil barato,
producido en masa en el mundo. La Compañía Benz, fundada por
el inventor, se volvió el fabricante más grande del mundo de
automóviles en 1900. Benz afirmaba para esta temprana fecha
haber producido unos 2 500 vehículos.
La primera motocicleta y el primer auto de cuatro ruedas.
www.maybach.ru /en/history/ maybach08.htm
En 1885 Gottllieb Daimler junto con su colaborador de
diseño Wilhelm Maybach (1846-1929) patentó el prototipo
del motor moderno de gas. Daimler tuvo una relación
muy directa con Nicolaus Otto ya que este último era
copropietario de la Deutz Gasmotoren Fabrik en la que
trabajó Daimler como director técnico. Existe cierta
controversia sobre quien construyó la primera
motorcicleta si Otto o Daimler.
El motor de Daimler - Maybach era pequeño, ligero y rápido, usaba un carburador
con inyección de gasolina y tenía un cilindro vertical. El tamaño, velocidad y
eficiencia del motor representó una revolución en el diseño del automóvil.
El ocho de marzo de 1886 Daimler tomó un coche y le
adaptó su motor y de esta manera diseñó el primer
automóvil de cuatro ruedas del mundo.
En 1889, Daimler inventó un motor con válvulas en
forma de hongo, de cuatro tiempos con dos cilindros,
en forma de V. El nuevo motor de Daimler estableció
las bases para todos lo motores de autos que se
producirían más adelante. También en 1889, Daimler y
Maybach construyeron el primer automóvil en su
totalidad, sin adaptar como había sido hecho hasta el
momento otro vehículo. El nuevo automovil de Daimler
tenía transmisión de cuatro velocidades y desarrollaba
velocidades de 10 millas por hora.
Imagen: www.spartacus.schoolnet .co.uk/FWWdaimler.htm
url: www.spartacus.schoolnet.co.uk/FWWdaimler.htm
La empresa Daimler Motoren-Gesellschaft
se funda en 1890 para manufacturar sus
propios diseños. Once años después
Maybach diseña el primer Mercedes. La
primera competencia de autos París -
Burdeos en 1894, fue ganada por un carro
con un motor de Daimler. Los grandes
éxitos de Daimler y de Benz estimularon,
naturalmente, la experimentación, y
proliferó una nueva generación de
inventores.
Imagen: www.autonews.com/ files/euroauto/inductees/ diesel.htm
En 1892 el ingeniero alemán Rudolf Diesel (1858-1913) patentó
el motor de combustión interna, utilizando gasoil como
combustible. La eficiencia de este motor es mayor que cualquier
motor de gasolina, llegando a superar el 40%. Los motores
Diesel se aplicaron en instalaciones generadoras de
electricidad, en sistemas de propulsión naval y en camiones y
autobuses. En 1897 y luego de años de esfuerzos, Robert Bosch (1861 -
1942) consiguió desarrollar un magneto de encendido de
aplicación práctica y casi simultáneamente comenzó a funcionar
el motor de autoencendido de Rudolf Diesel, que no requería de
un sistema eléctrico de ignición.
Los primeros carros al otro lado del Atlántico
Imagen: inventors.about.com/ library/inventors/ blDuryea.htm
Los primeros fabricantes de autos comerciales
impulsados por gasolina en los Estados Unidos fueron los
hermanos Charles Duryea (1861- 1938) y Frank Duryea
(1870 -1967). Inicialmente fueron fabricantes de
bicicletas y luego cambiaron su interés poniendo la
mirilla sobre los motores de gasolina y los automóviles.
En 1893, construyeron su primer automóvil que fue
probado sobre las calles de Springfield, Massachusetts.
Hacia 1896 la compañía fundada por los hermanos
había vendido 30 carros del modelo Druyea una cara
limousina que se mantuvo en producción hasta la década
del 20.
Correspondió al que más tarde tuviera una larga vida, Frank Duryea ser el ganador
de la primera competencia de autos de carrera en los Estados Unidos al promediar en
un recorrido de unas diez horas, una velocidad de 7,3 millas/hora.
En mayo de 1896 se produce el primer accidente automovilístico cuando en Nueva
York un auto Duryea impacta a un ciclista que se fractura una pierna. El conductor
Henry Wells pasa una noche en la cárcel y la historia registra el acontecimiento.
Imagen: www.hfmgv.org/ exhibits/hf/facts.asp
En 1893, el mecánico estadounidense de 30 años Henry
Ford (1863-1947), quien había trabajado para la "Edison
Illuminating Company", logró armar su primera máquina
rodante con motor alimentado por nafta, y una década
más tarde, ya en el siglo XX fundó la Ford Motor
Company. Hacia los años 80 del XX la cifra de ventas de
la ya multinacional empresa se acercaba a los cien mil
millones de dólares. Ford, personalidad contradictoria, en los años 20 alentó
una política antisemita y en los 30 fue un enemigo
acérrimo de los derechos sindicales.
url chem.ch.huji.ac.il/ ~eugeniik/history/ s iemens.html
La revolución del transporte conocería otra dirección basada en la
conversión de la energía eléctrica en mecánica. El ingeniero
alemán Werner von Siemens (1816 – 1892) es pionero en este
campo cuando hacia 1879 desarrolla las locomotoras eléctricas de
mayor potencia y velocidad que las accionadas con vapor, y dos
años más tarde comienza a construirse el tranvía eléctrico, líder
del transporte público de las grandes urbes nacientes.
Toda esta colosal revolución en los medios de transporte que venía gestándose
demandaba con urgencia el descubrimiento de fuentes de combustibles que
convirtieran la energía química en mecánica. Por entonces no se avizoraban los
peligros que entrañaría más tarde la despiadada explotación del petróleo, una reserva
geológica del planeta.
www.bovagems.com/ eclectic/HTML/19970501_0597ABEGEN.html
El médico por formación y geólogo por inclinación, el canadiense
Abraham Gesner descubrió que el destilado de un mineral oscuro
bituminoso, encontrado en el Condado de Alberta, New
Brunswick, exhibe una llama excepcionalmente brillante para la
época. La lámpara de keroseno, anunciada en 1846 a 34 años de
la patente para la fabricación de la primera bombilla eléctrica por
Thomas Alva Edison (1847 - 1931), se convertía en un poderoso
estímulo para la prospección del petróleo y el desarrollo ulterior
de la industria petrolera.
www.chem.yale.edu /images/trad2.jpg
El químico estadounidense Benjamín Silliman Jr. (1816 – 1885)
separó por destilación fraccionada diferentes componentes del
petróleo crudo y evaluó las cualidades de cada fracción. Usando el
fotómetro determinó que el petróleo destilado es mucho más
brillante que los combustibles conocidos hasta el momento.
También destacó el potencial uso de las fracciones menos volátiles
como lubricantes y el prolongado empleo que podía dársele a este
producto. El estudio de Silliman constituyó un estímulo importante
para iniciar la búsqueda del petróleo no sólo para dar respuesta a la
crisis del combustible para la iluminación.
Refinería Cienfuegos.
Correspondió a Edwin L. Drake (1819 - 1880) la fundación en 1858
de la primera compañía petrolera, la “Séneca Oil Company” con el
propósito de comenzar la prospección de petróleo en la tierras de
Titusville, Pennsylvania. Un día del verano de 1859, la casualidad
premió su esfuerzo y a sólo 69 pies de profundidad se encontró un
depósito rico en gas natural del cual emergía con fuerza el
petróleo. Como si fuera poco a este hallazgo sumó tiempo
después, el método para separar del petróleo la fracción de
queroseno, producto que Gesner había descubierto como un
sustituto ideal del aceite de ballena como combustible en las
lámparas.
A pesar de sus dos trascendentes innovaciones, Drake muere en la pobreza al no
patentar su método de extracción y llevar la empresa a la ruina, sin ver la expansión
de la industria petrolera ni soñar tal vez siquiera la revolución que se produciría en
el transporte. Una suerte bien distinta corrió un agente comercial de Cleveland, John
D. Rockefeller (1839 – 1937). Rockefeller en 1870 creó la Standard Oil Company
para la refinación del petróleo y hacia 1890 sus posesiones se habían extendido
controlando casi el 95 % del petróleo producido en USA, y abarcando líneas
ferroviarias, barcos, oleoductos y grupos financieros. Al cerrar el siglo la Standard
Oil era probablemente la organización industrial más poderosa del mundo.
www.armada.mde.es/ esp/BuquesUnidades/
En 1864 el submarino diseñado por Narciso Monturiol
(1819 1885) con sistema de propulsión a vapor pasó con
éxito las primeras pruebas pero no contó con el apoyo
necesario en recursos para su desarrollo. Algo más de 20 años después el ingeniero eléctrico e
inventor español Isaac Peral (1851- 1895) revolucionó
Submarinos/ArmaSubmarina/ Historia/Pione os/Narciso.asp? rSecAct=0426
el diseño del submarino al proponer su propulsión por
acumuladores eléctricos.
La nave de Peral con 79 toneladas de desplazamiento en superficie pasó las pruebas
del mar con éxito pero esta vez tampoco contó con la ayuda de las autoridades para
su desarrollo posterior y la vida de Peral se vio prematuramente interrumpida por un
tumor cerebral.
La conquista del aire
El primer asalto del hombre hacia la conquista del aire sería escrito a partir de la
segunda mitad del siglo XIX y siguió diferentes caminos: los dirigibles (artefactos
que no recordaban en lo absoluto a algo natural al aprovechar la menor densidad de
los gases ligeros para la ascensión y los mecanismos de la propulsión mecánica para
enrumbar el vuelo); los planeadores que eran móviles alados para sostener un vuelo
individual; y los aeroplanos que perseguían despegar una estructura más densa que
el aire venciendo la gravitación, establecer un vuelo sostenido y guiado, y garantizar
luego el aterrizaje suave. En semejante empresa se enrolaron aquellos que
combinaron la audacia con ideas ingeniosas.
www.ctie.monash.edu. au/hargrave/giffard.html
1852 fue el año que vio aparecer el primer dirigible
tripulado en los cielos de París. Su inventor fue el
ingeniero francés Henri Giffard (1825 - 1882). La nave
aérea de Giffard propulsada por una hélice acoplada a
un motor de vapor fue elevada utilizando un especie
de balón en forma de tabaco de casi 40 metros de
longitud lleno de dihidrógeno (el gas más liviano) y
despegando del Hipódromo de París mantuvo una
velocidad promedio de unos 10 km/h recorre una
distancia de 27 km.
www.flyingma hines. corg/strng.html
De 1846 a 1848 John Stringfellow (1799 - 1883)
estuvo ocupado en la construcción de un pequeño
modelo, de tres metros de envergadura, provisto de
una máquina de vapor, que accionaba dos hélices
propulsoras, situadas detrás de las alas. El
mecanismo de dirección del vuelo se asemejaba al
que se emplea aún en muchos grandes monoplanos
y tenía para la dirección un timón vertical y otro
horizontal de profundidad, ambos en la cola que
pesaba, incluida la máquina de vapor, cuatro
kilogramos aproximadamente. Probado en una gran nave de una fábrica abandonada realizó con éxito vuelos
limitados por las paredes de la nave. A Stringfellow, por tanto, debe corresponder la
gloria de ser el primer hombre del mundo que construyó un aeroplano manejable
provisto de motor. Sin embargo, es dudoso que sus experimentos hubieran tenido
éxito al aire libre, cuyas condiciones atmosféricas son mucho más variables.
www.wam.umd.edu/ ~stwright/WrBr/inventors / Lilienthal.html
La tragedia estuvo presente en estos primeros intentos de
dominar las alturas. Este es el caso del inventor alemán Otto
Lilienthal (1848 - 1896). Su primer monoplano fue construido en
1891 y mostró capacidad para hacer vuelos de considerable
longitud, lanzándose desde lo alto de una colina. Lilienthal hizo
más de mil vuelos exitosos con monoplanos y biplanos. Estaba
precisamente a punto de adaptar un motor a su último planeador
cuando se mató en agosto de 1896, a consecuencia de la rotura
de su aparato.
invention.psychology. msstate.edu/i/ Santos-Dumont/
A un año del deceso de Lilienthal, el ingeniero brasileño Alberto
Santos Dumont (1873-1932) inició su carrera de pruebas de
vuelos con dirigibles construidos por él mismo. A su primer
intento fallido realizado en París le siguió en el 98 un vuelo
exitoso con un dirigible cilíndrico. Dumont inaugura el siglo XX
haciendo volar un dirigible aditado con un motor de gasolina de
una potencia de 4.5 caballos de vapor que cubre feliz vuelo de ida
y vuelta entre la Torre Eiffel y el cercano poblado a orillas del
Sena de Saint'Cloud, se había recorrido unos 20 Km.
Santos-Dumont.html
A diferencia de la ciencia del XVIII que se mantuvo a la zaga de los avances técnicos
en el período inicial de desarrollo de la máquina de vapor ya en el XIX las leyes de la
Termodinámica que se descubren y todo el andamiaje conceptual que se construye
sirve de apoyo a la teoría de la máquina de vapor y a toda práctica relacionada con
las transformaciones energéticas. Mas el verdadero viraje en la carrera del binomio
técnica - ciencia se produce con el descubrimiento del mundo de las ondas
electromagnéticas, ahora ya la ciencia se convierte en el factor precedente de la
invención técnica.
El paradigma atómico, los elementos y nuevos materiales
Imagen: histoirechimie.free. r f/Lien/DALTON.htm
El inicio de este siglo vería aparecer la obra "Nuevo sistema de
filosofía química", en la que el físico y químico inglés John Dalton
(1766 – 1844) expondría su teoría atómica. Si bien todo el
desarrollo de la Química del XIX está marcado por las geniales
hipótesis que presidieron esta teoría, hoy conocemos a Dalton
también por la anomalía visual que padeció: el daltonismo, y por
la "ley de Dalton de las presiones parciales" para las mezclas de
gases. Al postular la existencia de los átomos como partículas
indivisibles en las reacciones químicas y atribuir a la masa
atómica las diferencias observadas en las propiedades de los
elementos se
advierte el eco de la mecánica de Newton también en la primera teoría moderna de
la Química. A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades
de los elementos se pretenden relacionar con el peso atómico.
Nacen las ideas atomistas en el campo de la reflexión filosófica de los griegos.
Renacen en el siglo XVII con la hipótesis mecanicista de Descartes, cristalizan en
el XIX en el ámbito de la Química con los postulados de Dalton para explicar las
reacciones entre las sustancias, y penetran ya en las postrimerías de este siglo en
el universo de la Física.
Imagen: histoirechimie.fr e.fr e/Lien/DAVY.htm
Sir Humphry Davy (1788 –1829), quien llegara a presidir en
1820 la Sociedad Real londinense, archiva entre sus notables
hallazgos el descubrimiento entre 1807 y 1808, de los metales
activos sodio, potasio, calcio, bario, y estroncio. Cinco elementos
fueron los descubiertos en siglos por la Alquimia Medieval y
ahora Davy logra la proeza de descubrir un igual número en sólo
dos años. Para lograr esto Davy contó con la invención de la pila
eléctrica de Volta. De igual manera los estudios de los neumáticos del siglo
XVIII, condicionaron el descubrimiento por Davy de las
propiedades
hilarantes y anestésicas del monóxido de nitrógeno. Fue el odontólogo
estadounidense Horace Wells (1815 –1848) quien aplica este hallazgo para
inaugurar la época de los anestésicos al emplearlo en la extracción de las piezas
dentales.
www.corrosion-d ctors. oorg/Biographies/ AvogadroBio.htm
El "olvido" de las importantes hipótesis contenidas en los
trabajos de Amadeo Avogadro (1776 - 1856) publicados en la
segunda década del XIX, constituye un ejemplo elocuente de la
presión que puede ejercer la autoridad de determinadas
personalidades sobre la comunidad científica. Avogadro comprende que Dalton había confundido los conceptos
de átomos y moléculas y describe con claridad la distinción entre
ellos en artículo publicado en el Journal de Physique.
Las sustancias elementales de hidrógeno y oxígeno son en realidad moléculas
conteniendo dos átomos cada una. Así dos moléculas de hidrógeno pueden
combinarse con una molécula de oxígeno para producir dos moléculas de agua. Avogadro sugirió también que volúmenes iguales de cualquier gas a la misma
temperatura y presión contienen el mismo número de moléculas, postulado que
pasa a la Historia como "Ley de Avogadro".
www.euchems.org/ Distinguished/19th Century/gaylussac.asp
La combinación de la noción de molécula y esta hipótesis
explicaba perfectamente la ley de los volúmenes de
combinación encontrada experimentalmente en 1809 por Louis
Joseph Gay-Lussac (1778 -1850). Sin embargo sus ideas eran
rechazadas (por razones diferentes) por Dalton y Berzelius y no
fue hasta el Congreso de Karlsruhe, ya desaparecido Avogadro,
que Cannizaro demuestra la importancia de sus conceptos para
obtener no sólo las masas moleculares, sino también
indirectamente las masas atómicas.
chem.ch.huji.ac.il/ ~eugeniik/his ory/ tberzelius.htm
Entre los primeros intentos por edificar una teoría para explicar
el enlace entre los átomos se destaca la teoría electroquímica
creada por el químico sueco Jöns J. Berzelius (1779 – 1844) en
momento tan temprano como el 1810. Su original hipótesis
considera que cada átomo tiene dos polos de signos contrarios,
pero predomina uno. Así clasificaba a los elementos como
electropositivos o electronegativos según predominara el polo
positivo o negativo del átomo. Siguiendo su línea de
pensamiento la fuerza atractiva entre los átomos enlazados era
un resultado de la atracción entre los polos predominantes de
cada átomo.
El período de vida de tal teoría, a pesar de sus sugerentes bases, fue relativamente
fugaz al no poder explicar la existencia de las agrupaciones atómicas (moléculas)
estables constituidas por átomos de igual naturaleza (concebidas por Avogadro) y
por tanto de la misma predominante polaridad. Berzelius descubrió 4 elementos
químicos, el Ce, Se , Si y Th, fue uno de los fundadores de la notación moderna de
las fórmulas químicas, introdujo nuevos conceptos al descifrar fenómenos
desconocidos y no es exagerado afirmar que fue uno de los padres de la Química
Moderna.
Imagen: histoirechimie.free.f r/Lien/FARADAY.htm
Michael Faraday (1791 – 1877) es considerado un paradigma de
experimentador, y lo clasifican, hecho ya no común en el siglo
XIX, como físico y como químico. Y es que este hijo de herrero,
y por feliz casualidad encuadernador de libros, hizo aportes
relevantes para ambas ciencias. Pero el descubrimiento que lo
inmortaliza es la llamada ley de Inducción Magnética,
fundamento para la construcción de los generadores de
electricidad, de los transformadores, y de los frenos
magnéticos.
No es exagerado decir que la lluvia de artefactos eléctricos que se inventan en la
segunda mitad del siglo XIX tienen en la obra de Faraday su principal aliento. En
1834 Faraday publica sus trabajos sobre electrólisis que resumen sus leyes
cuantitativas y sitúan sobre el tapete la profunda relación entre enlace químico y
electricidad. Siete años más tarde con apenas 50 años comienza a padecer de una
rara enfermedad neurológica que le produce una pérdida progresiva d la memoria y
lo conduce a una vejez larga y difícil.
www.corrosion-doctors.org/ Biographies/ DaniellBio.htm
En la década del 30 el químico y meteorólogo británico John
Frederic Daniell (1790 - 1845) se sintió profundamente
interesado en los trabajos de su amigo Faraday y giró el centro
de su actividad hacia la Electroquímica. Los experimentos de
Daniell por mejorar la batería de Volta con sus problemas de dar
una inestable y débil fuente de corriente datan de 1835. Un año
después el inventó una celda primaria en la cual el dihidrógeno
fue eliminado en la generación de electricidad y por tanto había
resuelto el problema de la polarización. Hacia fines de esta
década la pila de Daniel era usada para alimentar de energía los
nacientes sistemas telegráficos de Gran Bretaña y los Estados
Unidos.
La primera pila secundaria o acumulador es inventada en 1859
por el físico francés Gastón Planté (1834 - 1889). Este invento
puede ser considerado una de las grandes contribuciones de la
química al desarrollo de los móviles terrestres. Cuando entre
1885 y 1887 los ingenieros alemanes Karl Benz (1844-1929) y
Gottlieb Daimler (1834-1900) fabricaron los primeros
www.corrosion-doctors.org/ Biographies/ PlantelBio.htm
automóviles de gasolina eficaces, al acoplar un motor de
combustión a un vehículo, disponían ya de los acumuladores
para generar la corriente eléctrica necesaria.
Imagen: chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/ history/bunsen10.jpg
Hacia mediados de siglo el físico alemán Gustav Kirchoff (1824 -
1887) y el químico Robert Bunsen (1811-1899) descubren que
cada elemento cuando se calienta hasta el estado incandescente
emite una luz de color característico. Cuando esta luz emitida es
separada en sus componentes por un prisma cada elemento
origina un patrón único. Esto hizo posible el nacimiento del
análisis espectroscópico para identificar la composición química
de las sustancias. Mediante el análisis espectroscópico en 1860
Bunsen y Kirchoff descubrieron 2 metales del grupo IA de la
Tabla Periódica: el cesio y el rubidio. Sus propios nombres acusan
los colores de las líneas de sus espectros (azul, el primero; rojo,
el segundo).
La superficie fotosensible del cátodo de las células fotoeléctricas se recubren con
estos metales por la facilidad con que emiten electrones por la excitación con la
radiación del visible. Pero más lejos aún llegaron con el descubrimiento de que los
gases de los elementos absorbían luz de longitudes de onda específicas. Esto
arrojaba luz sobre las misteriosas líneas oscuras (líneas de Franhoufer) del
espectro solar y significó el descubrimiento de un método para identificar la
composición química de remotos astros en el firmamento estelar.
Imagen: histoirechimie.free.fr /Lien/CANNIZARO.htm
El 3 de septiembre de 1860 fue un día memorable en el desarrollo
de la Química: se inauguraba un congreso con la participación de
140 químicos de diferentes países europeos. La convocatoria
había partido de París y era rubricada por Kekulé, Wurtz y
Weltzien. En su primer párrafo se escribe: "el gran desarrollo que
ha tenido la Química en años recientes y las diferencias en las
opiniones teóricas que han emergido hacen necesario un
Congreso cuyo objetivo sea la discusión de importantes
cuestiones que contribuyan al futuro progreso de la ciencia..."
A tres días se extendieron los debates en la ciudad de Karlsruhe sobre los conceptos
de átomos, molécula y equivalente y, a falta de consenso, ¡sometidos a votación!
El papel esclarecedor de las ideas defendidas por el italiano Stanislao Cannizaro
(1826 -1910) fue reconocido por las autoridades más competentes de la época.
Cannizaro, que obtuvo su primera formación en Palermo, a los 21 años participó en
la rebelión de Sicilia y después de su aplastamiento emigró a Francia. Más tarde, en
el propio 1860 se une a Garibaldi.
Imagen: histoirechimie.free.fr /Lien/MENDELEEV.htm
Un cambio de paradigma en el estudio sistemático de las
propiedades de los elementos químicos fue dado por el
descubrimiento de la Ley Periódica de los elementos químicos.
En 1869, el químico ruso Dimitri Mendeleiev (1834 – 1907)
defendió la tesis de que una variación regular en las
propiedades de los elementos químicos se podía observar si
estos se ordenaban en un orden creciente de los pesos
atómicos. La edificación de la tabla periódica de Mendeleiev no solo
dio lugar a la clasificación de los elementos químicos en
familias o
grupos sino que posibilitó la predicción de la existencia de elementos químicos aún
no descubiertos y de las propiedades que estos debían exhibir. La sorprendente
correspondencia entre estas predicciones y los descubrimientos de nuevos
elementos que se producirían en los años subsiguientes demostró la validez de la
ley periódica. Por estas aportaciones Mendeleiev es muy recordado pero es menos reconocido por
su postura antizarista que lo lleva ya con 56 años a la renuncia a su cargo de
catedrático universitario.
Imagen: histoirechimie.free.fr /Lien/KEKULE.htm
La página en construcción acerca del enlace químico tiene en la
segunda mitad del siglo una importante actividad a partir de los
trabajos de quien fue a la Universidad de Giessen a titularse de
arquitecto y terminó, cautivado por Justus von Liebig (1803 –
1873), en arquitecto de las moléculas orgánicas, el químico
alemán de descendencia checa August Kekulé von Stradonitz
(1829-1896). A su laboratorio arribó en 1862 el profesor de
Química de la Universidad de Kazán Alexander Mikhailovich
Butlerov (1828-1886) con sus ideas acerca de la orientación
tetraédrica de los enlaces de los átomos de carbono.
Imagen:
© Nobel Foundation
nobelprize.org/chemistry/ laureates/1901/hoff-bio.html
Una década después el químico holandés Jacobus
Henricus van't Hoff (1852–1911) trabajó en Bonn con
Kekulé durante un año y se informó del repertorio de
nociones que sobre el enlace habían desarrollado de
manera independiente su tutor y Butlerov. En 1873
van't Hoff se trasladó a París a trabajar en el
laboratorio de Charles Adolphe Wurtz (1817-1884),
entonces decano de la Facultad de Medicina de la
universidad parisina y allí se dio cuenta de que la
actividad óptica observada por determinadas sustancias
orgánicas podía ser explicada en términos de la
orientación tetraédrica de las valencias del carbono.
Van't Hoff fue el primer químico laureado con el Premio
Nobel en 1901.
Imagen: histoirechimie.free.fr /Lien/LEBEL.htm
Otro graduado que trabajaba en el laboratorio de Wurtz
el francés Joseph Achille Le Bel (1847 - 1930), de
forma independiente arribó a la misma explicación de la
actividad óptica. Un importante paso se había dado en
el camino de aceptar la posibilidad de penetrar en la
estructura de las moléculas para explicar sus
propiedades sobre la base de reflejar no una estructura
hipotética sino una estructura con realidad física. Había
nacido la Estereoquímica.
Imagen: histoirechimie.free.fr /Lien/BAEYER.htm
Adolf von Baeyer (1835 - 1917) inicia sus estudios de Química
en la plaza de Heidelberg donde es asistente en los laboratorios
de Bunsen y más tarde en el laboratorio de Kekulé. En 1866 es
propuesto por A.W. Hofmann para profesor de la Universidad de
Berlín en donde inicia sus investigaciones sobre los colorantes
que lo conducen a la fama. A la muerte de von Liebig en 1873
se hace cargo de su cátedra en Munich y allí desarrolla la
teoría de las tensiones para los compuestos cíclicos que
constituyó un importante eslabón en la teoría estructural.
A diferencia de Kekulé que a menudo defendía las opiniones preconcebidas von
Baeyer solía afirmar: "Nunca conduzco un experimento para probar que estoy en lo
cierto, sino para ver como se comporta el material bajo estudio".
Ramsay (a la izquierda) © Nobel Foundation
nobelprize.org/ chemistry/laureates/ 1904/ramsay-bio.htm
nobelprize.org/physics/ laureates/1904/rayleigh-bio.html
En los últimos años del siglo, el esfuerzo de dos
científicos británicos produjo el descubrimiento de un
nuevo tipo de elemento que se había mantenido oculto a
la búsqueda de los químicos. Dos razones explicaban este
hecho: formaban parte de la atmósfera del planeta en
muy baja proporción y mostraban una inactividad química
que les impedía aparecer en forma combinada en la
naturaleza. Los gases nobles aparecieron en escena gracias a los
trabajos del físico John William Strutt Rayleigh (1842-
1919), y el químico Willliam Ramsay (1852-1916) cuando
descubren que un gas inerte de masa atómica 40
constituye el 0,93% de la atmósfera. En 1894 se produce el anuncio del nuevo elemento que no encaja en los grupos de
la Tabla Periódica de la época y que recibe el nombre de Argón (del griego: argos,
inactivo). Cuatro años después los trabajos de Ramsay acusan la existencia de otros
tres gases inertes: neón, criptón y xenón.
www.orcbs.msu.edu/radiation /resources_links/ historical_figures/curie.htm
En 1898, dos años después del descubrimiento del físico
francés Antoine H. Becquerel (1852 – 1908) sobre la radiación
emitida por sales de uranio, Marie Sklodowska (1867 – 1934)
y Pierre Curie (1859 – 1906), al analizar ciertos minerales
uránicos descubrieron un metal vecino del Bismuto en la Tabla
Periódica al cual llamaron, en honor al país natal de Marie,
Polonio. Poco después obtuvieron señales de la existencia de
otro elemento de elevada radiactividad, similar al Bario, para
el cual propusieron el nombre de Radio (del griego radius que
significa rayo).
Durante los primeros tiempos sus investigaciones se desarrollaron en instalaciones
precarias que exigieron de titánicos esfuerzos pero años más tarde el Laboratorio
Curie se convirtió en un modelo de institución científica moderna que actuaba como
centro de una red estrechamente vinculada con la industria y la medicina.
chemeducator.org /sbibs/s0010005/ spapers/1050387gk.htm
En 1899, en carrera con el término del siglo, uno de los
asistentes de los Curie, André L. Debierne (1875 – 1949)
descubrió otro elemento radiactivo: el Actinio. El Actinio es
un metal que acompaña al uranio en todos sus minerales en
una bajísima proporción lo que explica se descubriera más de
un siglo después del uranio. A los elementos de núcleos
inestables le correspondería jugar un papel sin precedentes
en la historia del hombre: el dominio de la llamada energía
nuclear.
A las puertas del siglo XIX eran conocidos 35 elementos
químicos, al concluir el siglo la Tabla se había cuajado, y más
de
35 nuevos elementos se habían descubierto. Un siglo de actividad científica había
superado más de seis milenios de práctica humana.
www.chemheritage.org/ classroom/chemach / forerunners/dupont.htm
Eleuthere I. Dupont de Nemours (1771 - 1834) estudió Química en
París bajo la dirección Antoine de Lavoisier, quién había dirigido
los trabajos para la fabricación de la pólvora en Francia.
Convertido en un experto en esta materia se ve obligado a emigrar
con su familia a los Estados Unidos hacia principios del siglo XIX.
Es entonces que patenta una pólvora con índices de calidad
superior a la pólvora francesa, patrón de excelencia en la
época, y levanta una fábrica para producirla en Wilmington,
Delaware. Se ha llegado a afirmar que el producto de la Fábrica
Dupont fue una pieza clave en las guerras para la conquista del
oeste americano y la expansión de su territorio.
Lo cierto es que la Compañía Dupont de Nemours se convirtió en la Empresa química
mayor del mundo del siglo XX, cuando asumió el liderazgo de la investigación en
campo de las fibras artificiales y otros materiales plásticos. Al cierre del siglo XX las
fabulosas ventas de la Dupont rozaban los 50 mil millones de dólares y en el 2002 se
ubicaba entre las 10 empresas de más alta cotización en la Bolsa de Nueva York.
inventors.about.com/library/ inventors/blconcrete.htm
El uso del acero, del cemento y del vidrio en la construcción es
considerado uno de los hitos en el proceso de la Segunda
Revolución industrial. Fue el químico británico Joseph Aspdin (1778
– 1855) quien patentó en 1824 “la piedra artificial” que iniciaría
una nueva época en la construcción. En las décadas siguientes los
hijos de Aspdin (primero el mayor James y más tarde el menor
William) se encargaron de mejorar el proceso industrial para la
producción del cemento de Portland, bautizado así por la semejanza en las propiedades con una piedra encontrada en la isla
de Portland. El proceso exigía un alto consumo energético al consistir básicamente en
el calentamiento de una mezcla de la caliza con arcillas y el producto resultante
(clinquer) triturarse hasta polvo. Los hornos rotatorios aparecerían en escena hacia
1880.
Imagen: http://www.w society.org/phwedgwood.jpg
La impresión fotoquímica de la imagen exigió el concurso de los
avances de la Química, la Óptica y la Mecánica. En 1802 Thomas Wedgwood (1771 - 1805) presentó una
comunicación a la Royal Society en la cual anuncia la invención de
un procedimiento para copiar pinturas sobre el vidrio por la acción
de la luz sobre el nitrato de plata. Por lo visto, su breve vida no le
alcanzó para desarrollar sus primeros "fotogramas" que no
lograban la fijación permanente de las imágenes.
Imagen: www.pdacool.com/ graph350/ a rt_00491_niepce.jpg
A los 61 años, el químico e innovador francés Joseph
Nicéphore Niépce (1765-1833) en la París de la tercera
década del XIX, expone una placa de estaño recubierta con
un betún (derivado del asfalto) durante unas ocho horas en la
cámara obscura enfocada hacia el patio de su casa. Así
obtiene la imagen que es considerada como la primera
fotografía obtenida. Este proceso fue bautizado por Niépce
como Heliografía o "grabado con la luz solar".
Imagen: www.acmi.net.au/ AIC/daguerre_ je mayall_1848.gif
Desde otro frente francés, Louis Jacques Mandé Daguerre (1787-
1851) fijaba la imagen mediante largas exposiciones, en la
cámara obscura, con placas de cobre recubiertas con plata pulida
y sensibilizadas con vapor de yodo hasta que la imagen aparecía
en ellas. Dos años después de la muerte de Niépce, Daguerre logra
solucionar el principal problema del Daguerrotipo: el prolongado
tiempo de exposición.
Imagen: micro.magnet.fsu.edu /optics/tim line/people/ etalbot.html
Se discute si el descubrimiento de la imagen latente y posterior
revelado es obra de Daguerre o del científico británico William
Henry Fox Talbot (1800 - 1887), pero se conoce que fue Talbot el
primero en emplear como sustancia fotosensible el yoduro de plata,
como revelador el ácido gálico y como fijador el tiosulfato sódico. El
calotipo, que así le llamó a su técnica, fue reemplazado a los pocos
años por otros procedimientos, pero sentó las bases de la
fotografía moderna y produjo la más decisiva revolución en el
dominio de la imagen: el negativo. 1844 fue un año que marcó un viraje: se publicó el primer libro
ilustrado con fotografías, "The pencil of Nature".
Imagen: micro.magnet.fsu.edu /optics/timelin /people/ ejherschel.html
La alianza de la ciencia con la técnica en este siglo adquiere
diferentes manifestaciones. En el nacimiento de la fotografía
apreciamos que hombres de ciencia han catalizado los avances de
la técnica y sentado las bases para su perfeccionamiento. Mientras el químico y astrónomo británico John William Herschel
(1792 - 1871), publica ya en 1819 estudios sobre la impresión
fotoquímica de las imágenes y durante los siguientes 20 años
establece las bases científicas y muchos de los términos de la
fotografía, descubre la acción del tiosulfato de sodio sobre las
sales de plata y brinda valiosa privada a Fox Talbot, en París el
profesor y eminente físico François Arago (1786-1853) fertiliza los trabajos de Daguerre al
presentar personalmente sus resultados en la Academia de Ciencias y allana el
camino para que el propio inventor presente en 1839 los aspectos técnicos de su
descubrimiento frente a la Cámara de Diputados de la capital francesa.
Las invenciones en los procedimientos de impresión y en las
máquinas productoras del papel, condicionaron la apertura de
un nuevo mercado, el mercado de la información cotidiana.
Tanto en los Estados Unidos como en los centros
industrializados de Europa la edición de los periódicos y revistas
crecía exponencialmente, se asistía al nacimiento del tercer
poder. Esto demandaba las innovaciones en los procesos
químicos para obtener la pulpa de celulosa a partir de la
madera.
En este empeño de describir un procedimiento para separar la lignina y otros
materiales resinosos de la celulosa sobresalió la invención en 1866 del químico
estadounidense Benjamin Chew Tilghman (1821 - 1935) cuando investigó la acción
del ácido sulfuroso en el reblandecimiento y la desfibración de la madera para
producir una pulpa de celulosa “sulfitada” adecuada para la fabricación del papel.
Durante la década de 1870 el proceso de sulfitación para la pulpa de madera fue
objeto de trabajo experimental en Suecia, Inglaterra, Alemania y Austria. Pocos años
después fueron salvados los obstáculos tecnológicos y este proceso fue la vía
comercial para la producción de pulpa de madera.
histoirechimie.free.fr /Lien/HOFMANN.htm
Cuando a mediados de siglo, el famoso químico alemán August W.
Hofmann (1818 -1892) fuera invitado a Inglaterra para fundar la
primera Escuela Superior de Química británica en donde ejerciera
como director durante casi 20 años, nadie podía imaginar que tres
años más tarde, en el verano de 1856, un discípulo de 18 años
William H. Perkin (1838 – 1907), obtuviera la primera patente por
la fabricación de un colorante sintético. Sus trabajos en el
aislamiento del benceno y la anilina a partir del alquitrán de hulla,
y los métodos de síntesis que desarrolló fueron los principales
antecedentes de la inauguración de la era de los tintes artificiales.
Imagen: histoirechimie.free. fr/Lien/PERKIN.htm
El colorante fue el resultado del tratamiento de la anilina con un
oxidante enérgico (la anilina había sido aislada por Hofmann en el
alquitrán de hulla) cuando Perkin se encontraba intentando
obtener por vía sintética la quinina. Se abriría un nuevo capítulo,
iniciado más de un milenio atrás por los antiguos fenicios, la
producción de colorantes y tintes sintéticos que superaban a los
naturales por sus propiedades y costos. Al invento de la maveuína,
Perkin sumó el de la cumarina, que inició el desarrollo de la
industria de los perfumes. Junto a su padre y hermano fundó en el
ambiente industrial londinense la primera fábrica de tintes y
colorantes. La síntesis de nuevos colorantes tuvo un notable impacto también en el desarrollo de
la histología y la bacteriología al poder penetrar en la observación de la estructura
de las células.
Hace dos mil años que los judíos extraían del añil
procedente de la antigua India, un colorante azul: el
índigo o añil. El índigo ocupa por su belleza y
estabilidad, uno de los primeros lugares entre los
colorantes. Correspondió al químico alemán Adolf von
Baeyer (1835-1917) el descubrimiento de la ruta
sintética total para obtener el índigo. Baeyer inició sus estudios de Química en la plaza de Heidelberg, en los laboratorios
de Bunsen y más tarde en el laboratorio de Kekulé. En 1866 es propuesto por A.W.
Hofmann para profesor de la Universidad de Berlín donde inicia sus investigaciones
sobre los colorantes que lo conducen a la fama. En 1897, la empresa alemana
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG (BASF), logra su producción comercial. En 1905
recibe el Premio Nobel de Química. Tres de sus discípulos fueron galardonados con
este Premio: E. Fischer, E Buchner y R. Willstatter.
www.plastiqua rian.com/hyatt.htm
Más espectacular que la fabricación del primer colorante sintético
resultó la invención de la primera materia plástica del mundo.
Impulsado por el interés de hacerse de la recompensa ofrecida
para quien describiera la forma de fabricar un material que
sustituyera el marfil en la producción de bolas de billar el joven
John Hyatt (1837 –1920) con solo 18 años y sin ninguna
preparación en Química logra en 1865 producir, mediante el
tratamiento con calor y presión de una mezcla de nitrocelulosa
(sustancia explosiva), alcanfor y alcohol, el celuloide. Cinco años
más tarde John y su hermano Isaías (1835-1895) inauguran en
Nueva York la primera fábrica de celuloide del mundo. Nacían los objetos plásticos y traían, junto a las propiedades atractivas de estas
sustancias, un imperdonable defecto: la vida oculta de la nitrocelulosa le hacía ser
inflamable e incluso podía estallar. Mejorar las propiedades de estos materiales
parecía una tarea del orden del día, pues entre otros objetivos de la época se
imponía la obtención de nuevos materiales para grabar imágenes y sonidos.
www.plastiquarian. com/goodyear.htm
En 1840 el químico Charles Nelson Goodyear (1800- 1860) presentó
en la oficina de patentes de los Estados Unidos el método para
transformar el caucho natural en un material gomoso de
propiedades permanentes en un amplio intervalo de temperaturas.
La vulcanización (nombre dado en honor al Dios Vulcano del fuego
romano) del caucho se convirtió en uno de los procesos más
importantes para el desarrollo posterior de la industria automotriz.
La rueda conocería con el invento de Goodyear una nueva era.
Agobiado sin embargo por los litigios judiciales en que se viera
envuelto la muerte le sorprende sin llegar a acopiar fortuna. 38 años después de su desaparición se funda la empresa Goodyear Tire & Rubber
Company en Akron Ohio, que llevó a las gomas Goodyear a rodar por el suelo lunar.
El dominio de la producción del fuego tuvo su capítulo histórico en
la fabricación de los fósforos de fricción. La humanidad debe
principalmente a los suecos este logro. Scheele había descubierto en
1777 el proceso para la producción del fósforo a partir de huesos y
arena. Ya en el siglo XIX otros inventores habían formulado sus
propuestas a partir de la variedad alotrópica del fósforo conocida
como fósforo blanco, que entre otras limitaciones prácticas es muy
tóxica. Afortunadamente en 1844 el químico sueco Gustav E. Pasch introduce el empleo de la
variedad del fósforo rojo y propone separar los componentes químicos que provocan
la llama, unos en la cabeza de la cerilla y otros en un lado de la caja que porta los
fósforos. Casi una década después se reporta en 1855 la patente industrial del
también sueco Johan Edvard Lundstrom (1815- 1888) que según las ideas de Pasch
permiten la fabricación de una cerilla que logra una manera fácil y segura de producir
la preciada llama. La ciudad sueca de Jonkoping serviría de escenario histórico para
el despegue de la fabricación industrial de los fósforos de seguridad.
Imagen: histoirechimie.free.fr/ Lien/DEVILLE.htm
Mientras el hierro había sido trabajado por el hombre durante miles
de años, el aluminio por primera vez era obtenido en cierta cantidad
en 1860. La producción del aluminio había concitado la atención de
Davy, Oersted (el científico danés considerado unos de los padres del
electromagnetismo), Wohler y el químico francés Henri Sainte-Claire
Déville(1818-1881). Sólo este último en 1860 había logrado la
obtención de lingotes de aluminio por un procedimiento reductivo que
exigía grandes cantidades de sodio metálico.
www.chemheritage.org/ classroom/chemach/ electrochem/heroult-hall.html
Fueron dos jóvenes, el estadounidense
Charles Martin Hall (1863 -1914) y al otro
lado del Atlántico el francés Paul Héroult
(1863 -1914), quienes inventaron el método
de producir masivamente el aluminio
mediante la electrólisis de la mezcla fundida
de la bauxita con la criolita.
Corría el año 1886 cuando un nuevo metal con propiedades muy atractivas,
inauguraba una nueva era de la tecnología. Desde entonces la celda electrolítica
empleada en las plantas de aluminio se llaman celdas de Hall-Héroult. Un largo litigio
por la patente, como resultó frecuente en los inventos de la época, se vio en esta
ocasión coronado por un acuerdo de las partes. No es tan conocida la contribución de
la hermana de Charles, la química Julia Brainerd Hall al descubrimiento de la técnica
electrolítica para la producción comercial del aluminio. (En la imagen, de izquierda a derecha:
Julia, Heroult y Hall)
www.3rd1000.com /istory/synorg.htm h
La investigación de los explosivos nacía aliada a fines bélicos desde
que en la guerra de Crimea 1853 – 1856, el sueco Emanuel Nóbel
propusiera a los rusos el empleo de las minas marítimas, con la
utilización del algodón pólvora inventado por el químico alemán
Friedrich Schonbein (1799 – 1868) en 1846. Este minado impediría,
ante la sorpresa del Almirantazgo inglés, el acceso de la flota hasta
Petrogrado.
nobelprize.org/ alfred_nobel/ biographical/articles/ life-work/sobrero.html
En esta dirección de productos explosivos se inscribe un compuesto
de propiedades asombrosas: la nitroglicerina. Descubierta en 1847
por el químico italiano Ascanio Sobrero (1812 - 1888) en esta
sustancia se combinan propiedades terapéuticas y explosivas.
Como explosivo la nitroglicerina era sorprendente pues no había
que encenderla para que explotara sino que estallaba sólo por
percusión. Precisamente por eso la cara de Sobrero quedó
gravemente cicatrizada luego de un accidente sufrido durante sus
investigaciones la década de los 40. Respecto a su descubrimiento
sentenció: "cuando pienso en todas las víctimas de las explosiones
de la nitroglicerina, y el estrago terrible que ha sido causado, que
con toda probabilidad continuará ocurriendo en el futuro, me siento
casi avergonzado de admitir haber sido su descubridor." En 1879, William Murrel (1853 - 1912) proponía el uso sublingual de la nitroglicerina
para el tratamiento de la insuficiencia coronaria.
Imagen© Nobel Foundation nobelprize.org/ alfred_nobel/ biographical/articles /life-work/index.html
Correspondió al hijo de Emauel, el químico sueco Alfred Nóbel (1833
–1896) inaugurar la producción de una nueva generación de
explosivos nitrados orgánicos. Durante su estancia en viaje de
estudios en París conoció en 1850 a Sobrero. Trece años más tarde
patentó una mezcla de nitroglicerina y pólvora negra muy superior
en potencia a cualquiera de las modificaciones europeas de la
pólvora china. Sin embargo el aceite explosivo, como lo nombró su inventor,
adolecía de un punto débil para su aplicación. Un golpe involuntario
podía provocar una explosión inesperada. Tres años después y mediando un casual derrame del aceite
explosivo sobre la arcilla, fabricó un explosivo sólido constituido por
una mezcla de nitroglicerina, arcilla y sosa calcinada, nacía la
dinamita. Esta no solo superaba al aceite explosivo en potencia sino también en la obediencia a
explotar. A los 12 años de su primera invención, se preguntó cómo se modificaría la
nitroglicerina al mezclarse con colodión y en efecto obtuvo una gelatina explosiva más
potente que la dinamita y al mismo tiempo más estable.
Las investigaciones de Nobel condujeron a frecuentes accidentes, una
de ellas le costó la vida a su hermano menor Ernst. Sin embargo, por
azares del destino, Alfred Nobel aplazó el fin de su vida, disolviendo
debajo de la lengua, grageas de la nitroglicerina dulzona. La misma
nitroglicerina responsable de la muerte de muchos en los campos de
batalla y que permitió al hombre abrir pasos, túneles y yacimientos. Una gran parte del inmenso capital amasado por sus invenciones fue legado para la
instauración de los célebres premios Nóbel, concedidos anualmente a lo largo del siglo
XX a personalidades con aportaciones relevantes en los campos de la Física, la
Química, la Fisiología o Medicina, la Literatura y la lucha por la paz. En su herencia
deja constancia "es mi deseo expreso que en la concesión de los premios ganadores
ninguna consideración tenga la nacionalidad de los candidatos...".
Imagen: perso.orange.fr/ joel.puissant/cartespers/ chardonn.htm
Uno de los primeros aldabonazos en la fabricación de fibras
artificiales viene dado por los trabajos del químico francés conde
Hilaire Bernigaud (1839 – 1924) quién entrenó bajo la dirección de
Pasteur cuando este se encontraba estudiando las enfermedades que
contraía el gusano de la seda. Esta problemática lo inclinó hacia la
investigación de las vías para obtener fibras artificiales. Su primer
logro fue obtenido hacia 1880 cuando obtiene fibras a partir de la
celulosa tratada con una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico.
Chardonet no solo lo obtiene en el laboratorio sino que lo
manufactura en 1889. La capacidad mostrada por la nitrocelulosa así obtenida para formar fibras que
reemplazaran a la seda se vio ensombrecida por la tendencia del material a explotar
como lo hacía el algodón pólvora.
En el proceso para obtener “viscosa”, descubierto en 1892 por el químico inglés
Charles Frederick Cross (1855- 1935) y su colaborador Edgard John Bevan (1856 –
1921), la celulosa es tratada con disulfuro de carbono, luego disuelta en sosa
caústica, forzada a pasar por unos extrusores y endurecida la fibra en ácido sulfúrico.
La mayoría del rayón producido hoy es fabricado por este método.
www.euchems.org/ Distinguished/19th Century/solvay.asp
El químico industrial belga Ernest Solvay (1838 - 1922) junto a su
hermano Alfred desarrollaron en 1863 un procedimiento para la
fabricación industrial de la soda (el carbonato de sodio). Pero no
fue hasta 10 años más tarde que patentaron un procedimiento
exitoso que empleaba como materia prima la piedra caliza, la sal
común y el amoníaco. Este último producto, el más caro, interviene
en una etapa pero es reciclado en el proceso. Este descubrimiento representó un aliento para la expansión de la
industria química por la aplicación del carbonato de sodio en la
industria del vino, vidrio, colorantes, textiles, alimentos y bebidas,
entre otros. Ya a principios del siglo XX la familia acaudalada Solvay adquiere la relevancia de
auspiciar los "Congresos Solvay" que son considerados actos fundacionales de la
Física Moderna.
www.general-anaesthesia.com/ people/friedrich-erturner.html s
En 1805, el químico farmacéutico alemán Friedrich Wilhelm
Serturner (1743-1841) aisló y describió el alcaloide principal e
ingrediente activo más poderoso del opio. Serturner lo bautizó con
el nombre de morfina para evocar al dios griego de los sueños,
Morfeo. Este suceso fue seguido por el descubrimiento de otros
alcaloides del opio: la codeína en 1832 y la papaverina en 1848. A
50 años del descubrimiento de Serturner, comienzan a prescribirse
estos alcaloides puros para calmar el dolor, la tos y la diarrea.
web.mit.edu/inven / tiow/hoffman.html
Los problemas de adicción provocados por el opio y la morfina
pretendieron ser superados por una droga más potente como
analgésico pero supuestamente no-adictiva. La heroína fue
inicialmente usada como un antitusivo superior aplicable a los
enfermos con la tuberculosis por entonces incurable para
calmarle los ataques de dolor y de tos. Pronto pudo comprobarse
que tanto por sus propiedades narcóticas como adictivas la
heroína superaba a la morfina. La primera había nacido en los
laboratorios de la empresa alemana Baeyer y, el mérito de haber
logrado su síntesis, se atribuyó al joven químico Felix Hoffmann
(1868 - 1946). Las estadísticas mundiales del siglo próximo demostraban que la mayor tendencia a
la adicción se observaba en las edades entre 18 y 29 años. Es decir en el intervalo en
que los jóvenes deben cursar estudios superiores.
Los químicos aislaron y transformaron las sustancias opiáceas en
su afán de encontrar sustancias biológicamente activas con
propiedades curativas, pero la Historia se encargó de darle una
trágica evolución al opio, la morfina y la heroína. Las Guerras del Opio, desatadas por la defensa de la Corona
Británica a “su libre” comercio, terminaron con la anexión de
Honkong al Reino Unido y la luz verde para la expansión del
comercio de esta droga. Las preparaciones con morfina fueron aplicadas en el tratamiento pre- y post
operatorio de los soldados heridos durante la Guerra de Secesión de los Estados
Unidos, y esta práctica médica provocó los primeros casos de adicción masiva.
A lo largo del XX las drogas adictivas se han erigido en un flagelo para la humanidad.
Hipócritamente los poderosos miran hacia el sur buscando las causas del mercado.
El siglo XIX se despide con el nacimiento de la industria
farmacéutica. El paso lo había dado el consorcio alemán Baeyer y el
fármaco que anuncia el firme despegue de esta industria lo fue la
aspirina. Corría el 1897 cuando el químico alemán Félix Hoffmann,
graduado de la Universidad de Munich en 1893, lograba en un plazo
de dos semanas una muestra pura del ácido acetilsalicílico (ASA) y
de una de las drogas más dañinas, la heroína. Dos años después la Bayer distribuye entre los médicos la aspirina en polvo para que
la prueben en los pacientes. Los resultados clínicos fueron muy notables. Convertida
en la Empresa Baeyer - IG Farben Industrie un siglo después presenta un volumen de
ventas que supera los 15 mil millones de dólares y entre las Empresas Químicas es
sólo aventajada por la Dupont de Nemours (USA). Casi cincuenta años después,
Arthur Eichengrun (1867 - 1949), supervisor a fines del XIX de la Baeyer, reclamaba
el reconocimiento a su participación en este trascendental descubrimiento
farmacéutico alegando, que las autoridades alemanas nazis lo desconocieron por su
origen judío. Eichengrun, quién sufrió condena de reclusión en un campo de
concentración fascista, murió poco después de haber escrito su histórica
reclamación.
Imagen: histoirechimie.free.f / rLien/OSTWALD.htm
Fue el químico físico de origen letón Wilhelm Ostwald (1853-1932)
el inventor del procedimiento para sintetizar el ácido nítrico por la
oxidación del amoníaco en 1900. Se sentaban las bases para la
producción masiva de los fertilizantes que exigía el crecimiento
demográfico ya notable al finalizar el siglo. Desafortunadamente se
asistía también a la materia prima para producir explosivos
nitrados que fueron obtenidos por esta vía en las fábricas
alemanas durante la Primera Guerra Mundial. Pero fue la obra de Ostwald ante todo un magisterio para el
desarrollo de la Química Física. Entre sus discípulos se encontraron Arrhenius y Van't Hoff (ambos premios Nobel de
Química) y su obra "Manual para las mediciones físico - químicas", publicada en 1893
un clásico de esta disciplina. Paradigma electromagnético y nueva era en las comunicaciones
El sello de un nuevo paradigma en este siglo se asocia con la revolución en las
comunicaciones y una nueva ola de invenciones en el transporte que están precedidas
esta vez por los colosales descubrimientos de la Física en el área del
electromagnetismo. El dominio de una nueva forma de energía, la energía eléctrica
inauguraba toda una época en el desarrollo de la sociedad.
Imagen: www.ieee-virtual-museum.org/ /collection/people.php? id=1234570&lid=1
Luigi Galvani (1737 - 1798) fue 33 años profesor de la
Universidad de Boloña y sus trabajos son los primeros que
apuntan a la acción fisiológica de la electricidad demostrando la
existencia de fuerzas bioeléctricas en el tejido animal. Fue este
cirujano, que renunciara a su cátedra universitaria cuando la
invasión napoleónica para morir un año después, el primer
biofísico de la historia. La teoría del fluido eléctrico animal fue rechazada por el también
italiano Alessandro Volta (1745 - 1827) y el debate Galvani -
Volta fue uno de los episodios notables con que nacen las ideas
modernas sobre la electricidad.
Pero el invento en el 1800 de la pila de Volta, la primera batería eléctrica, hizo
posible la construcción de dispositivos para mantener una corriente eléctrica por
un circuito dado, y abordar el problema de los nexos entre la electricidad y el
magnetismo. Una vez presentados sus trabajos en la Academia francesa de la Ciencia,
aceptó el título de Conde de Lombardía, territorio ocupado por las tropas
napoleónicas.
www.astrocosmo.cl/ biografi/b-h_oersted.htm
En 1820 el físico y químico danés, profesor de física de la
Universidad de Copenhague Hans C. Oersted (1777 – 1851)
descubrió que alrededor de un conductor por el que circulaba
una corriente eléctrica se instauraba un campo magnético
semejante al que se lograba con un imán permanente. Se
afirma que en el descubrimiento de Oersted sobre la íntima
relación relación entre electricidad y el magnetismo intervino
la casualidad. En todo caso la casualidad aparece cuando se
ronda el descubrimiento.
www-groups.dcs.st -and.ac.uk/~history/ Biographies/Ampere.html
A unas pocas semanas de los trabajos de Oersted, el científico
francés André Marie Ampere (1775 – 1836) logró formular por
vez primera y comprobar experimentalmente la ley que
pretende explicar en términos matemáticos las posibles
interacciones que relacionan magnetismo y electricidad. Su
memoria se perpetua en la unidad de intensidad de la corriente
eléctrica, el Amperio (A). Su vida personal ofrece el
contraste entre una carrera exitosa y un destino desventurado.
Su padre, notario público, murió ejecutado bajo la guillotina de
la Revolución Francesa; perdió su primera esposa víctima de
una cruel enfermedad y su segundo matrimonio resultó casi un
infierno.
www-groups.dcs.st- and.ac.uk/~history/ Biographies/Ohm.html
Usando los resultados de sus experimentos desarrollados en un
laboratorio escolar con los recursos construidos por él mismo, el
profesor alemán Georg Simon Ohm (1787 - 1854) fue capaz de
definir la relación fundamental entre voltaje, corriente, y
resistencia. Esta relación conocida hoy como Ley de Ohm apareció
publicada en 1827 cuando Ohm había cumplido los cuarenta años
y se considera la verdadera apertura hacia el análisis de los
circuitos eléctricos. Sin embargo entre la comunidad científica alemana sus trabajos
fueron acusados de una excesiva formalización matemática e
ignorada su trascendencia. Fue la Royal Society londinense la que en 1841 reconoce la importancia del
descubrimiento de Ohm pero no es hasta ocho años más tarde que cumple sus sueños
cuando le ofrecen la cátedra de Física Experimental de la Universidad de Munich.
Imagen: histoirechimie.free.fr
Michael Faraday (1791 – 1867) es considerado un paradigma
de experimentador. Y es que este hijo de herrero, y por feliz
casualidad encuadernador de libros, hizo aportes prácticos
relevantes para la Química y la Física. Pero el descubrimiento
que lo inmortaliza es la llamada ley de Inducción Magnética
establecida en 1831. Esta ley revela un efecto inverso al
descrito por Oersted, es decir que el movimiento de un imán en
las proximidades de un cable induce en éste una corriente
/Lien/FARADAY.htm eléctrica. Sólo después de Faraday pueden aparecer los generadores de
electricidad movidos por distintas fuentes de energía.
Apenas con 50 años Faradaray comienza a sentirse afectado con un mal que lo
aqueja por el resto de su vida: la pérdida progresiva de la memoria. Tiene el genio
una vejez larga y difícil. Su mentor el célebre químico H. Davy no pudo escapar del sentimiento de envidia
hacia su discípulo e intentó bloquear su entrada en la Royal Society. No siempre los
científicos han dado muestras del altruismo que debe caracterizar las relaciones
entre los hombres.
www-groups.dcs.st- and.ac.uk/~history/ Biographies/Maxwell.html
El paso que se convirtió en resumen y totalización de la teoría
sobre el electromagnetismo en la región clásica fue dado por
James Clerk Maxwell (1831 – 1879) cuando en 1865 completó el
sistema de ecuaciones que describen todos los fenómenos del
electromagnetismo en la región clásica y formuló la primera
unificación conformando el concepto de un solo campo: el
electromagnético, que puede presentar como manifestaciones
particulares los casos del campo electrostático y el
magnetostático. Sobre la base de su teoría, elaboró también la
Teoría Electromagnética Ondulatoria de la Luz que en su sentido
más amplio considera la luz como oscilaciones automantenidas
del campo electromagnético. Maxwell representa un relevante exponente de los matemáticos que se giran hacia las
investigaciones en el campo de la Física, y a los 40 años de edad, en 1871, se
convierte en el primer profesor de Física del Instituto Cavendish en Cambridge.
Hacia una nueva era en las comunicaciones
En 1825 el inventor británico William Sturgeon (1783 - 1850) inventó un dispositivo
que iba a contribuir significativamente a la fundación de las comunicaciones
electrónicas: el electroimán.
Imagen: www.edisonexploratorium .org/bio/JosephHenry.htm
En los años siguientes al invento de Sturgeon, el físico
estadounidense Joseph Henry (1797 - 1878) había perfeccionado
este dispositivo hasta lograr una eficacia comparable a los usados
más tarde en la construcción de dinamos y motores. En otra
dirección Henry demostró el potencial del dispositivo de Sturgeon
para la comunicación a larga distancia al enviar una corriente
eléctrica por el cable a una milla de distancia para activar un
electroimán que causaba el repiqueteo de una campana. Esta
prueba significó el nacimiento del telégrafo eléctrico.
www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/ Weber.html
Uno de los primeros registros de comunicación telegráfica se
reporta en la célebre Universidad de Gotinga, fundada por el
elector de Hannover y más tarde Rey de Inglaterra Jorge II. La
intención fue dejar comunicados dos laboratorios donde
trabajaban el profesor de electrodinámica Wilhelm Weber
(1804 - 1891), quien la historia reconoce debió abandonar a los
33 años la Universidad por problemas políticos vinculados con
su pensamiento liberal, y el físico matemático Carl Friedrich
Gauss (1777 - 1855).
De cualquier modo la propia invención aparece disputada entre dos pares de físicos
renombrados en polos científicos de Europa y un profesor universitario de Arte al otro
lado del Atlántico en la pujante atmósfera newyorkina. Wilhelm Weber (1804 - 1891)
y Carl Friedrich Gauss (1777-1855) de la Universidad de Gottinga, el ingeniero
William Fothergill Cooke (1806-1879) y el físico Charles Wheatstone (1802-1875) de
la universidad londinense, y Salvador Morse (1791-1872), se asomarían con sorpresa
simultáneamente al mundo de la transmisión y recepción de señales eléctricas.
Autorretrato de S. Morse web.mit.edu invent/iow/ /morse.html
Pero inobjetablemente la invención de Henry fue
económicamente explotada mediante el ingenio del profesor de
arte y diseño de la Universidad de Nueva York. Morse no sólo
comprobó que las señales podían ser transmitidas por el alambre
sino que usó pulsos de corriente para deflectar un electroimán
que accionaba un dispositivo para producir códigos escritos sobre
una tira de papel, que representaron gracias a su agudeza una
especie de sistema alfabético electrónico.
Morse hizo en 1838 una demostración pública de su invento pero solo seis años más
tarde pudo cristalizar su realización al construirse una línea telegráfica a una
distancia de 40 millas, desde Washington hasta Baltimore. El primer mensaje
telegráfico fue una cita bíblica propuesta por la joven hija de un amigo, Annie
Ellsworth: ¿Qué ha hecho Dios? El sistema primitivo de Morse producía una copia
sobre papel con puntos y rayas que debía ser traducida por un operador adiestrado.
Este podía llegar a transmitir 40 - 50 palabras por minuto.
www.energyquest.ca ov/ .gscientists/kelvin.html
La empresa Western Union en 1861 construyó a lo largo de las vías
férreas su primera línea telegráfica transcontinental. Pronto se
presentó la necesidad de ampliar la red telegráfica entre Europa y
América. Fue gracias al gran talento del eminente físico inglés
William Thomson, Lord Kelvin (1821-1907), que se hicieron los
estudios necesarios para instalar en 1866 el primer cable
trasatlántico que conectó a Wall Street en Nueva York con Londres.
chem.ch.huji.ac.il /~eugeniik/history/ hertz.htm
Por otro camino iba a desarrollarse la telegrafía inalámbrica. Entre 1885
y 1889 el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) desde su
cátedra en la Escuela Técnica de Karlsruhe descubrió que la electricidad
podía transmitirse en forma de ondas electromagnéticas que se
propagan a la velocidad de la luz conforme Maxwell había anticipado.
Este descubrimiento puso en el orden del día histórico las invenciones
de la telegrafía y la radio inalámbrica. Algunos le consideran su inventor
pero lo cierto es que los 37 años de su breve existencia le impidieron ir
más lejos y cristalizar en invenciones desarrolladas sus resultados
experimentales. La unidad de frecuencia lleva su nombre y se simboliza
por Hz.
En 1892 el químico y físico británico William Crookes (1832-1919) publicó un trabajo
en la revista inglesa Fortnightly Review, en el que proponía las bases para utilizar
ondas electromagnéticas como medio para transmitir señales telegráficas a través del
espacio, es decir, telegrafía sin hilos o inalámbrica.
Imagen: © Nobel Foundation nobelprize.org/p ysics/ hlaureates/1909/ marconi-bio.html
En 1894 el ingeniero italiano Guglielmo Marconi (1874-1937) leyó
la biografía de Hertz e inmediatamente empezó a trabajar en la
idea de usar las ondas electromagnéticas para transmitir señales.
Construyó los aparatos descritos por Hertz, a los cuales les añadió
un cohesor, que es un tubo de vidrio que contiene limaduras de
hierro, y conectó tanto el transmisor como el receptor a una
antena. Una señal eléctrica que pase por el cohesor hace que las
limaduras se unan durante el intervalo que dura la señal; de esta
manera este dispositivo detecta ondas electromagnéticas.
En 1895 Marconi probó sus aparatos, con los cuales logró
enviar señales hasta distancias de un par de kilómetros. En
1898 transmitió señales a través del Canal de la Mancha y ya
en 1901 logró una transmisión a través del Océano Atlántico:
de Polhu en Cornualles, Inglaterra, hasta San Juan de
Terranova, Canadá. Las señales inalámbricas probaron su
efectividad en la comunicación para el trabajo de rescate
durante accidentes marítimos. Numerosas líneas oceánicas
instalaron equipos inalámbricos.
La intención original de perfeccionar el sistema telegráfico
obsesionaba a las mentes creativas. Este fue el propósito
original del inmigrante de origen escocés Alexander Graham
Bell (1847 - 1922), por entonces profesor de fisiología vocal
de la Universidad de Boston, que fue girando hacia el
objetivo de transmitir por el cable conductor la propia voz
humana. En junio de 1875 la creación de un dispositivo que
pudiera transmitir eléctricamente la voz estaba a punto de
ser lograda.
www3.iath.virginia.edu/ albell/homepage.html
Imagen: El joven Wa son twww.pbs.org/wgbh/ amex/telephone/ index.html
Bell, y su ayudante el electricista Thomas A. Watson (1854 -
1934), habían probado que diferentes tonos podían variar la
intensidad de la corriente eléctrica en un alambre. Para
alcanzar el éxito ellos necesitaron construir un transmisor con
una membrana capaz de variar las corrientes electrónicas y un
receptor que invirtiera el proceso pudiendo reproducir estas
variaciones de la corriente eléctrica en frecuencias audibles. El 14 de febrero de 1876 Bell presentó su solicitud de patente
de invención del teléfono. En su cuaderno de trabajo en la
fecha del 10 de marzo de este propio año se describía el éxito
del experimento cuando llamó a su asistente en la habitación
vecina para decirle sus famosas palabras: "Mr. Watson, come
here. I want to see you"
Imagen: www.ideafinder.com /history/ ventors/ ingray.htm
El mismo día del éxito de Bell, Elisha Gray (1835 - 1901) asentaba
en la oficina de patentes una solicitud de invención similar. Gray y
Bell se enfrentaron a una batalla legal que finalmente favoreció a
Bell. Unas pocas horas de ventaja le adjudicaron a Bell y la Corte
Suprema de Justicia estadounidense inclinó la balanza hacia el
profesor de fisiología vocal. La historia reconoce muchos casos
como este, la verdad es que el equipo estaba en el orden del día
histórico, correspondió a uno llevarse la gloria.
La localidad de New Haven, centro educativo dónde se levanta la
Universidad de Yale, la tercera más antigua de los Estados Unidos,
fue elegida a escasos dos años del invento de Bell, para instalar la
primera central telefónica. La Central comenzó a prestar servicios a
21 abonados. En 1888 Bell funda la "National Geographic Society", organización
que ha patrocinado importantes proyectos de investigación en las
áreas de Geografía, Arqueología y Biología.
El primer aparato telefónico construido resultó ser muy burdo y se
requirieron intensas investigaciones para perfeccionar las
versiones iniciales. Con este propósito Bell fundó los primeros
laboratorios que con el tiempo se transformaran en la AT & T Bell
Laboratories, hoy en día uno de los más grandes centros de
investigación científica y tecnológica del mundo.
Los litigios por los derechos para explotar un invento fue una constante en todos estos
años de verdadero diluvio de invenciones. El nacimiento de una tecnología parecía
conspirar con el florecimiento de otra, así el teléfono parecía que iba a destronar los
intereses económicos desarrollados en torno del telégrafo. Hacia 1879 un pleito
judicial entre la Western y el naciente sistema telefónico terminaría con un acuerdo
que separaría durante buen tiempo las prestaciones de servicios de estos sistemas en
los Estados Unidos.
Imagen: imagesoftheworld.org/ stamps/rowlandhill.htm
4 años antes de la construcción de la primera línea telegráfica y
casi paralelamente con la invención de otros medios de
comunicación eléctrica, en 1840 aparecía un sencillo invento
que daría un nuevo impulso al servicio de correos: el profesor
británico Rowland Hill (1795 - 1879) inventa el sello postal
(black penny). Concluye así el litigio inicial que suponía que
fuera el destinatario y no el remitente el que abonara el pago
del servicio prestado. Centuria y media lo separaba de su
hermano menor el correo electrónico.
El desarrollo del telégrafo y el teléfono creó la necesidad de contar con electricistas
hábiles, por lo que se crearon escuelas técnicas y superiores de las que egresarían los
que posteriormente se llamarían ingenieros electricistas. Los diferentes problemas
técnicos que se presentaron en el tendido de los cables, en el mejoramiento de los
equipos telegráficos, y en el desarrollo de la teoría de la transmisión de señales fueron
materia de investigación en departamentos científicos de las universidades.
www.edisonexploratorium.org/ /bio/ThomasAlvaEdison.htm
En 1876 Thomas Alva Edison (1847 - 1931) construyó en Menlo
Park, una pequeña villa situada a 25 millas de Nueva York, un
laboratorio de investigación. Pronto en este lugar se gestaron
grandes inventos. La primera gran invención de Edison en
Menlo Park fue el fonógrafo de una lamina de estaño. Mientras
trabajaba por mejorar la eficiencia de un transmisor telegráfico,
el notó que el dispositivo daba un sonido cuando funcionaba a
alta velocidad que recordaba a las palabras emitidas por la voz.
Su investigación fue iniciada utilizando un diafragma de un
receptor telefónico al cual acopló una aguja. Razonó que la
aguja podría rasgar el papel para registrar un mensaje y
luego
intentó obtener la huella sobre una lámina de estaño cilíndrica, la cual para su gran
sorpresa reprodujo el breve mensaje registrado, una tonadilla popular por entonces:
Mary tuvo un corderito.
La palabra fonógrafo fue el nombre comercial que dio
Edison al artefacto que trabajaba con cilindros más que
con discos. La máquina tenía dos agujas: una para
registrar y otra para reproducir. Cuando usted hablaba
desde el dispositivo para la boca, las vibraciones del
sonido de su voz eran impresas sobre el cilindro
mediante la grabación de la aguja. Su modelo de
fonógrafo estuvo listo en el verano de 1877 pero la
patente no fue solicitada hasta diciembre de este año. Edison recorrió los Estados Unidos con el fonógrafo y en
1878 fundó la Corporación de Fonógrafos de Edison para
producir y vender sus nuevas máquinas.
www.edisonexploratorium.org//bio/ThomasAlvaEdison.htm
web.mit.edu/invent/ iow/berliner.html
Diez años más tarde, el inventor estadounidense de
origen alemán Emile Berliner (1851-1929) inventó un
sistema de grabación que podía sacar muchas copias de la
grabación original. Berliner sustituyó el medio cilíndrico
por un disco plano y patentó entonces su gramófono,
fundando su propia compañía para fabricarlo y venderlo
masivamente. Seis años después de su llegada a Nueva
York, a los 25 años había vendido a la Bell Telephone
Company su patente del micrófono de carbono, invento
que paró en litigio con Edison que lo reclamaba como
propia.
La voz de Caruso y otros grandes cantantes de la época quedarían eternamente
grabada por el Gramófono.
La iluminación artificial y el dominio de la energía eléctrica
Imagen: www.solarnavigator.net/ history/explorers_ history/edison_bulb.jpg
El mayor desafío de Edison fue el desarrollo de una bombilla
incandescente práctica, que brindara luz eléctrica. En 1879
utilizando un pequeño filamento carbonizado colocado dentro de un
bulbo de vidrio al vacío fue capaz de producir un fuente de luz. La
idea no era nueva pero hasta entonces nada se había desarrollado
que tuviera una aplicación práctica para el uso en el hogar. El
alcance de la invención de Edison no se reduce a inventar solo la luz
eléctrica incandescente sino también un sistema de iluminación
eléctrica con todos los elementos necesarios para hacer la luz
incandescente práctica, segura y económica. Después de año y medio de pruebas e innovaciones alcanzó el éxito
cuando una lámpara incandescente con un filamento carbonizado
trabajó durante trece horas y media. Con este invento se abrió un
campo extraordinario de aplicación que creó la necesidad de
construir generadores eficientes de electricidad.
Alrededor de esta invención mayúscula se gestan otras de menor trascendencia pero
de esencial importancia práctica que fueron desarrolladas por los laboratorios de
Edison y que en esencia llegan hasta los días de hoy. Estos siete sistemas inventados
fueron: el circuito paralelo; la bombilla duradera; un dinamo perfeccionado; la red
conductora básica; los dispositivos para mantener el voltaje constante; los fusibles de
seguridad, los materiales aislantes; y por último los soques e interruptores.
Imagen: Laboratorio de Menlo Park www.hrw.com/science/ si-science/physical/electricity/ edison/img/ed_a06s.jpg
La primera demostración pública del sistema de
iluminación incandescente fue realizada en diciembre
de 1879 cuando el complejo del Laboratorio de Menlo
Park fue iluminado con luz eléctrica. Edison ahora
debía impulsar la creación de una industria generadora
de energía eléctrica. En 1881 Edison edifica en Nueva
York una planta de corriente continua que genera y
distribuye la energía a través de una red de líneas, tal
como en ese entonces ya se hacía con el gas y el agua.
En septiembre de 1882 se ilumina la primera calle que
en Nueva York recibe los servicios de la planta de
Edison.
A pesar de sus extraordinarios logros, el empleo de la corriente directa trajo no poco
problemas. En primer lugar, la utilización de circuitos en paralelo requirió que los
cables fueran muy gruesos, lo cual generaba costos altos. En segundo lugar, y de mas
importancia, al aumentar la demanda de iluminación se necesitaron cargas cada vez
más altas que implicaban corrientes eléctricas enormes. Por lo tanto, se estaba ante la
alternativa de enviar corrientes muy altas a través de grandes cables de cobre, lo cual
era muy ineficiente, o de construir muchas plantas generadoras de electricidad
cercanas a los usuarios, con el respectivo aumento considerable de los costos.
Imagen: chem.ch.huji.ac.il/ ~eugeniik/hi tory/ sgaulard.html
La solución a estos dilemas se encontró con la invención del
transformador y la construcción de generadores de corriente
alterna. Un inventor francés, Lucien H. Gaulard (1850 -1888),
originalmente interesado en la química de los explosivos, obtuvo
en 1882 una patente para un dispositivo que llamó generador
secundario y que fuera una versión primitiva de lo que hoy
llamamos transformador. Después de esta invención, Gaulard en
1884 instaló un sistema de iluminación en el cual usó
corrientealterna y lámparas incandescentes, del tipo que inventó
Edison. Su muerte prematura, víctima de una fuerte depresión nerviosa, le impidió ver
coronado con éxito sus empeños iniciales.
George Westinghouse (1846 - 1922), fue testigo de las
demostraciones de Gaulard en Italia con motivo de la Exposición
Internacional de Turín y advirtió el potencial de la electricidad.
En 1884 contrató a un joven ingeniero eléctrico, William Stanley
(1858– 1916), quien un año después ya había superado la
eficiencia de todos los transformadores diseñados hasta
entonces. Dos años más tarde fundó la Compañía Eléctrica
Westinghouse que pronto llegó a contar con una fuerza laboral
de 200 hombres con el propósito de desarrollar y producir
aparatos para la generación, transmisión y aplicación de la
corriente eléctrica alterna.
www.georgewestinghousecom/museum.html
.
Imagen: chem.ch.huji.ac.il /~eugeniik/his ry to/stanley.html
El poblado de Great Barrington, Massachusetts, un centro de
manufactura floreciente de poco más de 2 500 habitantes resultó
seleccionada en 1886 para la edificación de la primera planta
eléctrica bajo la dirección de Stanley. Esta planta operó con
corriente alterna, con un generador que produjo una corriente de
500 V y que por medio de transformadores redujeron a 100 V,
que es el valor que se requiere para hacer funcionar las
lámparas. El resultado fue un gran éxito y de inmediato
Westinghouse inició la manufactura y venta de equipos para
distribuir electricidad por medio de corriente alterna.
chem.ch.huji.ac.il /~eugeniik/history/ tesla.htm
En 1888 Nikola Tesla (1856 – 1943), investigador
estadounidense de origen croata, obtuvo una patente por un
generador polifásico alterno que producía gran potencia
eléctrica; muy pronto este tipo de máquina fue la más usada.
Hoy en día se emplean generadores que son versiones muy
mejoradas del generador polifásico de Tesla. Westinghouse
obtuvo los derechos exclusivos de las patentes de Tesla y
persuadió al inventor a unirse a su Compañía.
Al morir Tesla había sido destituido, perdido su fortuna y reputación científica. Sin
embargo con razón es hoy considerado uno de los que pavimentaron el camino hacia
el desarrollo de muchas tecnologías de los tiempos modernos. La unidad de medida
de inducción magnética en el sistema internacional recibe en su honor el nombre de
"Tesla".
Edison y sus asociados pelearon contra la utilización de la corriente alterna tanto en la
prensa como en los tribunales. Sin embargo, su lucha estaba perdida. Muy pronto la
corriente directa cedió su lugar a la alterna debido a su flexibilidad, conveniencia y
bajo costo. Tres años después del éxito con su planta Edison quedó desplazado.
Haciendo uso de los inventos de Tesla, la
Compañía de Westinghouse diseñó e instaló el
sistema de Iluminación de la Exposición
Mundial de Chicago en 1893. Con esto
demostró la fiabilidad del uso de los
generadores de corriente alterna y poco
después asume la encomienda de construir la
Hidroeléctrica sobre las Cataratas del Niágara.
En 1896 se inaugura exitosamente la Planta
del Niágara que transmitió la energía eléctrica
hasta Búfalo, a 20 millas de distancia.
Con esta planta quedó confirmada la superioridad práctica de la corriente alterna
sobre la directa y la posibilidad de ofrecer la energía desde un circuito para múltiples
propósitos. Muy pronto se establecieron sistemas de transmisión en muchos países,
tendencia que continúa hasta la fecha.
Dos años después de que en 1893 el mundo conociera asombrado el espectáculo de
la iluminación eléctrica en la Exposición Mundial de Chicago, los resultados de la
experimentación con el paso de la electricidad a través de un gas enrarecido en un
tubo de descarga estremecerían las concepciones físicas de la época.
© Nobel Foundation nobelprize.org/physics /laureates/1901/ r ontgen-bio.html
Jean Perrin (1870 – 1942), al estudiar el comportamiento de los
rayos catódicos en el tubo de Crookes, cuando se exponen a la
acción de un campo magnético, demuestra que constituyen
partículas cargadas negativamente y poco después Wilhelm
Roetgen (1845 - 1923), el primer premio Nobel de Física, reporta
una nueva radiación observada en el tubo de descarga de Crookes,
emitida esta vez por el anticátodo a la cual llamó, ante la polémica
surgida acerca de su naturaleza corpuscular u ondulatoria, rayos
X.
Imagen: © Nobel Foundation nobelprize.org/physics /laureates/1906/ t homson-bio.html
Por último, Joseph John Thomson, (1856 - 1940) determina
experimentalmente la relación carga –masa de los rayos
catódicos, y con ello demuestra inequívocamente que se tratan de
partículas subatómicas. Es por tanto universalmente reconocido
como el científico que descubre e identifica el electrón.
Thomson, sucesor de Lord Rayleigh en el laboratorio de Física
Experimental de Cambridge, recibe el Premio Nóbel de Física en
1906, y archiva el merito de que siete de sus investigadores
asistentes, incluyendo a su hijo George merecieron igualmente
este galardón.
El siglo iba a decir adiós con una explosión de invenciones jamás conocida por una
generación de la especie humana: se había logrado la impresión fotoquímica de la
imagen y abierto paso a una nueva técnica - arte, la fotografía; el registro de la voz
humana y de la música en un disco permitía oír a un Caruso sin haber asistido a sus
conciertos; la producción y transmisión de la energía eléctrica hasta hogares y
fábricas había puesto al servicio del hombre una nueva fuerza motriz, y una
iluminación artificial que transformaba la vida nocturna de las grandes urbes
nacientes; la revolución en el transporte marítimo y terrestre daría una velocidad de
movimiento al hombre que abreviaría las distancias y creara una nueva dimensión
del tiempo... Pero las fotos pronto iban a ganar celebridad por grabar los horrores de
la Guerra de Secesión de los Estados Unidos, carruajes y navíos pronto serían
artillados y puestos al servicio de la tecnología bélica; nuevos códigos dentro de los
sistemas de comunicación pretenderían hacer indescifrables los mensajes que los
nuevos servicios de las comunicaciones brindaban a los estados mayores, y una
demencial carrera bajo la sombra del espectro de la guerra acompañaba al hombre
como reflejo de poderosos intereses económicos que se encubrían en otras razones
aparentemente más nobles. Una irracional distribución de las riquezas del planeta
acumulaba bienes hacia un polo a costa del despojo de los otros...
