Progresos relevantes de la ciencia y la técnica;  el debut de los materiales sintéticos en la Química del siglo XIX

Rolando Delgado Castillo

Universidad de Cienfuegos.


 

 

 

 

Contexto y progresos en las Matemáticas

 

Ni la Santa Alianza, concertada en el Congreso de Viena (1815) luego de la derrota definitiva en Waterloo de las tropas bonapartistas, ni las monarquías “legítimas” restauradas para supuestamente lograr la estabilidad europea consiguieron detener los profundos procesos en constante aceleración del desarrollo de las relaciones capitalistas.

 

El último tercio del siglo XIX resulta un período relativamente pacífico de expansión capitalista que fertiliza el camino para las grandes realizaciones que sobrevendrían en la ciencia y la técnica. Las mejoras asociadas a la civilización urbana en los escenarios en que estas se viene produciendo, aunque cargadas de desigualdades y contradicciones,  provocan una explosión demográfica que  eleva la cifra de los habitantes del planeta por encima de los 1 600 millones de seres y hace crecer las necesidades en un amplio abanico de esferas de la vida material y espiritual de la sociedad.

 

Las metrópolis europeas desde la Rusia zarista hasta la Corona británica realizaron importantes contribuciones al desarrollo científico decimonónico pero pueden advertirse tres polos exponentes de la vanguardia: La Confederación Germánica, el Reino Unido, y la Tercera República francesa.

 

La unificación tardía de Alemania, capitaneada por la Prusia de Bismarck a partir de 1871, se traduce en un arrollador auge económico que tiene un momento brillante en los años 90 e influye en el esplendor de las instituciones germanas y en su movimiento científico.  

 

La economía británica, luego de siglo y medio de liderazgo absoluto observó cierto declive, y las clases dominantes convinieron una nueva ronda de expansión colonial. El mercado de las zonas subordinados a la Gran Bretaña experimentó entonces un notable crecimiento: Afganistán, Egipto, Sudán, Birmania y  extensos dominios de los zulues sudafricanos fueron anexados. La producción científica británica principalmente a través de sus instituciones líderes continuó su brillante desarrollo.

 

La III República Francesa apostó también a la dominación colonial y resultaron conquistados los territorios de Túnez, África Ecuatorial, África Occidental, Madagascar y Vietnam. La Escuela Francesa heredera de la tradición de los fundadores de esta ciencia prosiguió generando personalidades y producción científica de primera línea.

 


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.  Entre 1870 y 1900 la producción del acero aumentó en 56 veces. En justicia, a la producción del acero se ha de sumar la fabricación de la piedra artificial (el cemento Portland), y la obtención industrial del vidrio para completar la tríada de los materiales de construcción imprescindibles para levantar no sólo la monumental Torre Eiffel parisina o el Crystal Palace del Hyde Park londinense, sino los primeros rascacielos que siguieron al edificio neoyorkino de la Western Union.  


 

Al otro lado del Atlántico, Estados Unidos conocía de una rápida expansión económica. En breve lapso concluida la Guerra de Secesión (1861-1865),  la Unión avanzaba firmemente hasta alcanzar hacia la última década del siglo un lugar cimero en la economía mundial. Paralelamente al despliegue económico  de la joven y pujante nación iban desarrollándose las doctrinas políticas de dominación hemisférica.  La amalgama de estos factores con la emprendedora inmigración que experimentó el país lo transformó en una Meca de la innovación.

 

La emancipación de América Latina, nutrida por el ideario de la Revolución Francesa y la Independencia de los Estados Unidos y sustentada por la contradicción  económica entre Metrópoli y territorios dominados, no condujo a la cristalización del sueño bolivariano de un gran escenario de naciones integradas por idioma, religión y cultura comunes, sino al nacimiento de un mosaico fragmentado de países de acuerdo a estrechos intereses de las burguesías locales que en lugar de orientar a la región hacia el progreso económico la sumergió en frecuentes escenarios de conflictos, marginándola de los procesos sociales de la ciencia y la tecnología. 

 

En tales circunstancias históricas, se suceden apenas iniciado el siglo, como en reacción en cadena, aquellas invenciones que producirían primero una revolución en el transporte  marítimo y terrestre y luego un diluvio de artefactos eléctricos.

 

En unos treinta años desde que el ingeniero norteamericano Robert Fulton (1765 - 1815) inventara el  buque accionado por el vapor, la travesía por el Atlántico para enlazar los puertos industriales de América y Europa se convertiría en un recorrido de unos catorce días. Por estos tiempos, 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, hacia 1870 doscientos diez mil kilómetros de vía férrea enlazaban los principales nudos y núcleos poblacionales del  mundo industrializado.

 

Este fantástico incremento de la actividad del transporte trajo incontables consecuencias: abarató el traslado de las materias primas hacia las fábricas y de los productos industriales hacia los mercados de venta, contribuyó al crecimiento del mercado interior y exterior,  aumentó la necesidad de metal y de combustible y por tanto impulsó las industrias correspondientes y los procesos de industrialización de una serie de países.

 


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 lámina de estaño en 1877. Dos años después era logrado su mayor desafío, el desarrollo de una bombilla incandescente  práctica y  en 1881 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.

Imagen: www.hrw.com/science/si-science/physical/electricity/edison/img/ed_a06s.jpg


 

Pero 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 en el área del Electromagnetismo.

 

A diferencia de momentos anteriores, en los que la práctica, precedía significativamente a la teoría, ahora la fuerza de los conocimientos de las nacientes ciencias impulsa y establece un complejo tejido de interacción con la tecnología. Si la máquina de vapor apareció en escena antes de la elaboración de la teoría de las máquinas térmicos, la construcción del motor eléctrico resultó posible solamente después de los avances de la teoría del electromagnetismo.

 

El dominio de una nueva forma de energía, la energía eléctrica inauguraba toda una época en el desarrollo de la sociedad. El tranvía eléctrico como forma de transporte público y el invento de la locomotora eléctrica, unidos a los primeros prototipos de móviles accionados por motores de combustión interna son los exponentes de la nueva oleada de equipos de transporte. El estreno del telégrafo y del teléfono y su rápida difusión,  la grabación del sonido y la primera producción del fonógrafo,  la instalación de las primeras plantas eléctricas  y la iluminación de las ciudades con esta energía representan signos de los colosales cambios que se operan a la vista de una generación. No terminaría el siglo sin que  las ondas hertzianas comunicaran a través del Canal de la Mancha a Inglaterra y Francia.

 

Así la faz del hábitat humano; sus medios de transporte; las vías de comunicación y de información; la producción de textiles, colorantes, explosivos, alimentos y medicinas van sufriendo a lo largo de este siglo una profunda revolución de la cual se sirve y a la cual apoya el progreso de las ciencias. 

 

En una compleja dialéctica, al filo de la necesidad y la casualidad, siendo portadores de los progresos determinadas personalidades históricas que fueron fortaleciendo el papel de las comunidades (Sociedades Científicas), en contextos sociales principalmente dados por las naciones que encabezan el desarrollo monopolista de la época, se produce el firme progreso de las ciencias.

 

En el campo de las Matemáticas se realizan trascendentales aportaciones que posibilitan el asalto que se produciría el próximo siglo al mundo de las partículas subatómicas; y se desarrollan nuevas ideas y mecanismos electrónicos que incuban revolucionarios diseños de máquinas de cálculo.

 


A partir de 1822 y hasta 1848, Charles Babbage proyectaría e intentaría construir sus máquinas de cálculo. Necesitó dinero y obtuvo préstamos. Incumplió con los plazos y padeció de crisis nerviosas. Pero la teoría y los principios de su "máquina analítica", es  la  de una computadora digital, una verdadera computadora que en el XIX sólo un genio pudo haber imaginado.

En 1991 científicos británicos construyeron una máquina diferencial a partir de las detalladas especificaciones dejadas por Babbage y en efecto, a más de un siglo de su diseño, la máquina fue capaz de realizar complejos cálculos con una gran exactitud.

Imagen: http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/  ~history/Mathematicians/Babbage.html


 

El libro de Carl F. Gauss (1777-1855), Disquisitiones arithmeticae, con que nace el siglo XIX, marca el comienzo de la era moderna de la teoría de los números. Ya en su tesis doctoral planteó el teorema que aun hoy se conoce como teorema fundamental del Álgebra. En la teoría de la probabilidad, desarrolló el importante método de los mínimos cuadrados y las leyes fundamentales de la distribución de la probabilidad. El diagrama normal de la probabilidad se sigue llamando curva de Gauss. Es uno de esos científicos que pueden calificarse de físico-matemáticos pues desarrolla brillantes aplicaciones de la matemática a diversos campos de la Física, en particular, al electromagnetismo. Una unidad de inducción magnética perpetúa su nombre.

 

La teoría de los grupos, que resultaría muy útil más tarde en el desarrollo de la Mecánica Cuántica, fue formulada en 1830 por el matemático francés Evariste Galois (1811-1832).   Sus manuscritos se publican más de una década después  para alcanzar la inmortalidad. Muchas de sus construcciones, que hoy se denominan grupo de Galois, cuerpos de Galois y teoría de Galois, permanecen como conceptos fundamentales en el Álgebra moderna.

 

En 1854, el matemático inglés George Boole (1815-1864) al emprender la investigación sobre las leyes del pensamiento, logra relacionar la Matemática con los argumentos lógicos y da origen a la Lógica Simbólica. El Álgebra de Boole es fundamental en el estudio de las Matemáticas puras y en la programación de las modernas computadoras.

 

El estadounidense Herman Holleritch (1860-1929) en 1880 inventa la calculadora electrónica y luego funda  la Tabulating Machine Company (1896), que está considerada como una antecesora de la IBM (International Business Machines Corporation). Alrededor de medio siglo antes el matemático e inventor británico Charles Babbage (1792-1871) había concebido  una máquina que debía funcionar con tarjetas perforadas como lo hace un telar, y que fuera capaz de almacenar respuestas parciales, utilizables posteriormente en otras operaciones. 

 

En el año 1874, apareció el primer trabajo revolucionario de Georg Cantor (1845-1918)  sobre la teoría de conjuntos. El estudio de los infinitos por parte de Cantor fue considerado por Leopold Kronecker (1823 -1891), una autoridad en la materia, como una locura matemática. Por este supuesto atacó vigorosamente a Cantor que mostró fragilidad y terminó a los 39 años en un manicomio.  No obstante, en sus momentos de lucidez siguió trabajando, obteniendo en este periodo sus resultados más interesantes. La teoría de Cantor, forma hoy parte de los fundamentos de las Matemáticas y de la Lógica Matemática. Nuevas aplicaciones ha encontrado su teoría en el tratamiento de sistemas fluidos turbulentos. Murió en el manicomio de Halle en 1918.


El joven Galois, tendría una convulsa vida y trágica muerte. Rechazado su ingreso en la Escuela Politécnica de París; calificados sus trabajos como incomprensibles; expulsado de la Escuela Normal por su actividad política al lado de la República; y perdido su genio en duelo caballeresco, es Galois, en solo un lustro de actividad científica, uno de los gigantes de las Matemáticas del siglo XIX. Poco antes de su muerte, a la edad de 21 años, escribió de forma precipitada algunas de sus teorías algebraicas. Una década más tarde serían alcanzados sus manuscritos y alcanzado la inmortalidad.


 

Transcurridos más de dos mil años de las ideas de Euclides sobre el espacio, en el siglo XIX el matemático ruso Nikolai Lobachevski (1793-1856) formuló la Geometría no euclidiana (Hiperbólica), suponiendo que por un punto exterior a una recta pueden pasar infinitas paralelas, y no una sola como suponía Euclides. Bernhard Riemann (1826-1866), por su parte, fundamentó la nueva geometría esférica en el supuesto que por un punto exterior a una recta no exista ninguna paralela. El impacto de estas nuevas Geometrías con sus grandes abstracciones fue decisivo para el desarrollo de la Física Teórica Moderna.

 

La potencia motriz del calor y los nuevos ingenios para el transporte

 

En el universo de la Física los estudios sobre “la potencia motriz” del calor se apuntaron en la agenda del siglo XIX  con el desarrollo de nuevas leyes y principios, y una desconocida hasta entonces mirada estadística hacia los sistemas moleculares.

 

La Escuela Francesa de físicos – matemáticos que aplican novedosas herramientas matemáticas al desarrollo de una teoría sobre el calor cuenta entre sus más sobresalientes representantes de inicios del siglo a Joseph Fourier (1768 – 1830). Fourier empleó una nuevas series trigonométricas (series de Fourier) en su tratado “Teoría analítica del calor” publicado dos años antes de la obra clásica de Carnot.  En 1824 el joven ingeniero francés Sady Carnot (1796 - 1832), el mismo año del nacimiento de Lord Kelvin, 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.

 

Antes de los trabajos del ingeniero y físico francés Émile Clapeyron (1799-1864) la obra de Carnot era poco conocida en los círculos científicos. En 1834 aportó su primera contribución a la creación de la termodinámica moderna, al publicar una memoria titulada Force motrice de la chaleur (Fuerza motriz del calor). En esta publicación Clapeyron desarrolló las ideas de Carnot sobre el calor de forma analítica, con la ayuda de representaciones gráficas. Sus trabajos ejercieron una notable influencia en las ideas de Thomson y Clausius que derivaron en el segundo principio de la Termodinámica.

 


Acaso la figura de Clapeyron refleje los intereses de la época en que el nacimiento de la locomotora por una parte empuja el desarrollo de ingenios térmicos más eficientes y por otra, demanda transformaciones en la construcción de puentes y caminos.  Egresado en 1818 de la École Polytechnique parisina, Clapeyron asiste a Rusia, contratado durante diez años, para la formación matemática e ingenieril de los especialistas que debían levantar los ferrocarriles y puentes en esta gran nación.  A  su  regreso,  participa  en  el  diseño  de  líneas  férreas  y  de  locomotoras en 

Francia. Entretanto elabora la formulación matemática del ciclo de Carnot, y publica obras fundacionales  de la termodinámica.

Imagen: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Mathematicians/Clapeyron.html


 

Paralelamente con los trabajos iniciales que pretendieron analizar la eficiencia de las máquinas térmicas, el problema de la interrelación entre trabajo y el calor  fue abordado por el médico alemán Julius Robert von Mayer (1814 – 1878). Mayer 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 sentando las bases del principio de conservación en los fenómenos biológicos y en los sistemas físicos. 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 el también médico alemán Hermann von Helmholtz (1821 – 1894) pretende publicar un trabajo "Sobre la conservación de la fuerza" (1847) 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.

 

En la década de los cincuenta el físico británico James P. Joule (1818-1889) desarrolla los experimentos que permiten determinar el llamado “equivalente mecánico del calor”. Joule considera el calor como movimiento y propone la estructura corpuscular de la sustancia, con lo cual inaugura la Teoría Cinético – Molecular de los gases, que  intenta explicar el comportamiento de los gases ideales,  teniendo como antecedentes los trabajos desarrollados por Boyle,   Jacques A.C. Charles (1746 – 1823) y Joseph Gay Lussaac (1778 – 1850). 

 

En los años siguientes Joule alcanza la confirmación experimental de las ideas de von Helmholtz. 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 tuvieron 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.

 

A treinta años del Principio de Carnot aparece la expresión del llamado 2do 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.

 


Joule, hijo de un cervecero, fue discípulo de John Dalton en Manchester.  Al igual que Faraday, 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. Terminó por inaugurar lo que se considera una segunda etapa en el desarrollo de las ciencias físicas, basada en la aplicación de los principios de conservación.  Fundó en  su ciudad natal la “Manchester Literary and Philosophical Society”.

Imagen: http://rsta.pucmm.edu.do/tutoriales/fisica/biografias/Joule.htm


 

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.

 

Las aportaciones desarrolladas por Thomson entre 1848 y 1852 a la Termodinámica le colocan entre sus fundadores. En 1848 a partir de la noción de entropía desarrollada por Clapeyron propuso una escala de temperatura absoluta, cuyo cero lo situó en –273° C. En 1852, como resultado de la colaboración con Joule descubrieron y explicaron el efecto Joule-Thomson relacionado con el enfriamiento que experimenta un gas cuando se expande lentamente a través de un tabique poroso. Este fenómeno encuentra importantes aplicaciones pues se logra obtener temperaturas muy bajas.   Más de medio siglo de ejercicio de la docencia en la Universidad de Glasgow le aseguraron la difusión de su obra en diferentes ámbitos de la Física. 

 

Hacia 1866, en forma independiente de Maxwell, Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) había formulado las bases de la teoría cinética de los gases. Esta teoría constituyó el primer eslabón de lo que más tarde se denominó Física Estadística como rama de la Física que estudia los sistemas de muchas partículas. Para estos sistemas existe objetivamente una dificultad en los cálculos que se supera mediante la descripción estadística. 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.  Su nueva visión no rechazó los anteriores estudios de termodinámica sino explicó mejor las observaciones y experimentos. 

 

Todos los resultados anteriores posibilitaron enunciar ya en este siglo tres de los cuatro principios que constituyen los núcleos de la disciplina llamada Termodinámica:  el Principio Cero  que establece la posibilidad y el método de medición de la temperatura absoluta de un sistema como parámetro del equilibrio termodinámico; el Primer Principio en esencia reflejo de la expresión más general de la ley de conservación y transformación de le energía; y el  Segundo Principio, también conocido como el principio de aumento de la entropía,  que expresa el carácter irreversible de los procesos naturales y las relaciones entre el orden y el desorden empleando el concepto de entropía como una medida logarítmica del número de estados accesibles del sistema.

 


Es difícil sobreestimar la contribución de Boltzmann en el desarrollo de la Física. Gracias a él se unieron dos mundos: el de las propiedades macroscópicas con los parámetros del movimiento de los átomos y moléculas. Filosóficamente, la Termodinámica Estadística que construyen entre él y Maxwell 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.  Su nueva visión no rechazó los anteriores estudios de termodinámica sino explicó mejor las observaciones y experimentos.

Pero las ideas vanguardistas de Boltzmann chocaron con los que defendían la dirección descriptiva en la Física. En particular su violenta polémica con Ernest Mach (1838 - 1936), profesor titular  de la Cátedra de 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.

Imagen: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Mathematicians/Boltzmann.html


 

En 1880 coinciden dos descubrimientos trascendentes: uno para la física de los gases y el otro para la física del estado sólido. Este año, el físico holandés Johannes Diderik van der Waals (1837 – 1926) produjo su segundo gran descubrimiento cuando publicó  la Ley de los Estados Correspondientes. Esta ley mostraba que si la presión, el volumen y la temperatura se expresan respectivamente como una función simple de la presión crítica, el volumen crítico y la temperatura crítica, se obtiene una forma general de la ecuación de estado aplicable a todas las sustancias. Siete años antes, durante la defensa de su tesis doctoral “Sobre la continuidad entre el estado gaseoso y el líquido”, se convirtió en el primer físico en apuntar la necesidad de tener en cuenta el volumen de las moléculas y las fuerzas intermoleculares en el establecimiento de las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de los gases.

 

La obra de van der Waals, según la opinión del premio Nobel de Física (1913),  Heike Kamerlingh Onnes (1853 – 1926), fue una guía para el trabajo experimental del Laboratorio de Criogenia de Leiden donde se montó la primera planta de producción de aire líquido en 1894 y ya en el siguiente siglo se hicieron trascendentes descubrimientos sobre el comportamiento de gases y metales a temperaturas extremadamente bajas. En este camino de la licuefacción de gases un hito de fines del XIX fue la obtención del hidrógeno líquido por vez primera en 1896 en el laboratorio del físico y químico escocés James Dewar (1842 - 1923).

 

El otro descubrimiento, el efecto piezoeléctrico, fue reconocido en los círculos científicos de la época  como un nuevo ámbito para la producción de electricidad que se distinguía de la electricidad estática generada por fricción o la piroelectricidad (originada mediante el calentamiento de cristales). No obstante, los hermanos Pierre (1859 – 1906) y Jacques Curie afirmaron que debería existir una correspondencia entre los efectos eléctricos observados por el cambio de temperatura, y por la presión ejercida sobre un cristal dado. Para ellos el hallazgo fue una confirmación de las predicciones que naturalmente derivaron de la comprensión de los orígenes microscópicos cristalográficos de la piroelectricidad (esto es a partir de ciertas asimetrías del cristal). Los hermanos sin embargo no predijeron que los cristales que exhibían el efecto piezoeléctrico directo (electricidad a partir de la presión ejercida) también podrían exhibir el efecto piezoeléctrico inverso (deformación como respuesta a un campo eléctrico aplicado). Esta propiedad fue deducida en 1881 a partir de los principios fundamentales de la termodinámica, por el físico luxemburgués Gabriel J. Lippmann (1845 - 1921), y casi inmediatamente confirmada por los Curie. Luego continuaron obteniendo pruebas cuantitativas de la reversibilidad completa de las deformaciones electro-elasto-mecánicas en cristales piezoeléctricos.


Van der Waals, con 30 años se gana la vida como Director de una Escuela Secundaria en el núcleo industrial de Deventer, al centro de los Países Bajos. Seis años después, en 1873, publica su tesis doctoral “Sobre la continuidad entre el estado gaseoso y el líquido” y se incluye en la vanguardia de los físicos que se esfuerzan por construir una ciencia al nivel molecular. Al conocer esta obra, Maxwell le dedica los más entusiastas elogios.  En 1876 es designado como primer profesor de Física de la Universidad de Ámsterdam, en donde permanece hasta su retiro.   En 1910 recibe el premio Nobel de Física.

Imagen: En el célebre Laboratorio de Criogenia de la Universidad de Leyden, van der Waals (a la derecha) junto su colega Heike K. Onnes.

http://www.uned.es/pfp-evolucion-historica-principios-quimica/Contenidos/Objetivos/ objetivos_02.htm  


 

Este andamiaje teórico contribuyó a la comprensión de innumerables hechos experimentales, los mecanismos del intercambio de calor, de masa y de momentos lineales, base de los actuales esquemas de transferencia que son propios de las tecnologías químicas, y lo que es más importante, ofreció los fundamentos de los sistemas llamados máquinas térmicas y de los mecanismos de refrigeración. 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 la plataforma conceptual que se construye sirve de apoyo a la teoría de la máquina de vapor y a toda  práctica relacionada con las transformaciones energéticas.

 

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 recorrido de 50 millas.

 

Inspirado en el motor diseñado por Lenoir, el ingeniero alemán Nicolaus A. Otto (1832-1891) junto con el técnico Eugene Langen (1833 – 1895) diseña 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. A partir de entonces el monopolio de la innovación de los motores de combustión interna está principalmente en manos de los inventores alemanes.

 


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.  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 Wilhem Maybach (1846 – 1929) 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


 

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. 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, llegando a producir para esa temprana fecha unos dos mil quinientos vehículos.

 

Un eficiente motor de combustión interna, utilizando gasoil como combustible, fue patentado en 1892 por el ingeniero alemán Rudolf Diesel (1858-1913). 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 Diesel, que no requería de un sistema eléctrico de ignición.

 

Toda esta colosal revolución en los medios de transporte 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. Sucedió entonces que en el Condado de Alberta, New Brunswick, el médico y geólogo  canadiense Abraham Gesner (1797-1864) descubrió un mineral oscuro bituminoso, que al destilarse  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.

 

Mucho más allá fue el químico estadounidense Benjamín Silliman Jr. (1816 – 1885) en su "Report on Rock Oil, or Petroleum, from Venango County, Pennsylvania"  publicado en 1855. En esta obra Silliman predice los usos del petróleo  para los próximos 50 años y describe los métodos principales de preparación y purificación de sus productos.   Silliman 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.

 


En el  verano de 1859, la casualidad premió el esfuerzo de Edwin L. Drake (1819 - 1880) y a sólo 69 pies de profundidad en las tierras de Titusville, Pennsylvania se encontró un depósito rico en gas natural del cual emergía con fuerza el petróleo. Como si fuera poco, a este hallazgo sumó Drake 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 para 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.


 

Si al final del siglo XVIII, París había conocido el primer asalto del hombre a la conquista del aire, el segundo capítulo de esta conquista sería escrito a partir de la segunda mitad del siglo XIX y siguió diferentes caminos: los dirigibles -segunda generación de los globos- que aprovechaban la menor densidad de los gases ligeros para la ascensión y los mecanismos de la propulsión mecánica para enrumbar el vuelo; los planeadores, 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 ideas ingeniosas y los últimos adelantos en materia de motores y otros aditamentos mecánicos, con una audacia a toda prueba.

 

El primer dirigible tripulado apareció en los cielos de París en 1852. 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.

 

Por otro camino iba el inventor británico John Stringfellow (1799 - 1883) que entre 1846 y 1848  se ocupó de construir un pequeño modelo, de tres metros de envergadura, provisto de una máquina de vapor, que accionaba dos hélices propulsoras, situadas detrás de las alas. 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.

 

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.

 

El proyecto frustrado de Lilienthal en Alemania fue cumplido por el profesor de Física de la Universidad Occidental de Pensilvania, quién había estudiado los principios de la aerodinámica,  Samuel Pierpont Langley (1834-1906). Langley en 1896 hizo volar en dos ocasiones un monoplano sin piloto que recorría unas diez cuadras, antes de que su motor se apagara y descendiera suavemente en las aguas del río Potomac.


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.

Imagen: invention.psychology.msstate.edu/i/Santos-Dumont/Santos-Dumont.html


 

El mundo de las ondas electromagnéticas y la lluvia de invenciones eléctricas

 

Mas el verdadero viraje en la carrera del binomio técnica - ciencia se produce con el descubrimiento del mundo de las ondas electromagnéticas, ahora la ciencia se convierte en el factor precedente de la invención técnica.

 

El debate Galvani - Volta fue uno de los episodios notables con que nacen las ideas modernas sobre la electricidad. 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, uno de los primeros biofísicos de la historia. La teoría del fluido eléctrico animal fue rechazada por el también italiano Alessandro Volta (1745 - 1827). A Volta se debe el invento en el 1800 de la primera batería eléctrica que 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.

 

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.

 

La relación conocida hoy como Ley de Ohm apareció publicada en 1827 cuando el profesor alemán Georg Simon Ohm (1787 - 1854) fue capaz de definir la relación fundamental entre voltaje, corriente, y resistencia. Ohm había cumplido los cuarenta años cuando haciendo uso de los recursos construidos por él mismo en un laboratorio escolar, descubre la ley considerada la verdadera apertura hacia el análisis de los circuitos eléctricos. Sin embargo entre la comunidad científica alemana los trabajos de Ohm fueron acusados de una excesiva formalización matemática e ignorada su trascendencia. Fue la Royal Society londinense la que en 1841  reconoce la importancia de su descubrimiento 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.


A unas semanas de los trabajos de Oersted, el científico francés André Ampere (1775 – 1836) logró formular y comprobar experimentalmente la ley que pretende explicar en términos matemáticos las posibles interacciones  que relacionan magnetismo y electricidad. Su memoria se perpetúa 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. Imagen: www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Ampere.html


 

Un momento trascendente en los estudios sobre el electromagnetismo se produjo al establecer M. Faraday en 1831, la llamada Ley de Inducción Electromagnética que establece que en cualquier punto de una región donde esté instaurado un campo magnético y exista una variación de su vector inducción magnética, aparecerá un campo eléctrico inducido. Esta la ley física sustenta el funcionamiento tanto de los generadores de electricidad movidos por distintas fuentes de energía en las plantas generadoras; como de los transformadores, con sus múltiples aplicaciones.

 

La invención de un equipo eléctrico que permitiera emitir y captar señales según un código de impulsos eléctrico aparece disputada por 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 neoyorquina.

 

La historia reconoce que en 1831, el físico estadounidense Joseph Henry (1797 - 1878) diseñó y condujo un experimento que permitía 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. 

 

Uno de los primeros registros de comunicación telegráfica se reporta en la célebre Universidad de Gotinga. La intención fue dejar comunicados dos laboratorios donde trabajaban el profesor de electrodinámica Wilhem Weber (1804 - 1891), quien 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).

 

La primera patente europea por la invención de un telégrafo eléctrico les fue concedida en 1837 al ingeniero William F. Cooke y el físico Charles Wheatstone (1802-1875) de la universidad londinense, por los mismos años que Samuel Morse (1791-1872), se asomaría con sorpresa al mundo de la transmisión y recepción de señales eléctricas.

 

Pero inobjetablemente la invención de Henry fue económicamente explotada mediante el ingenio del profesor de arte y diseño de la Universidad de Nueva York.   En 1838, el primer mensaje telegráfico contenía 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.

 


Michael Faraday (1791 – 1867) 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 lo inmortaliza  el  descubrimiento de la llamada ley de inducción electromagnética. 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 eléctrica. Fue por tanto el 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, principios del XX tiene su principal aliento en la obra de Faraday. Imagen: histoirechimie.free.fr/Lien/FARADAY.htm


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.

 

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.

 

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. 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 de un dispositivo capaz de transmitir eléctricamente la voz.   El mismo día Elisha Gray (1835 - 1901) asentaba en la oficina de patentes una solicitud de invención similar. Gray y Bell se enfrentaron a una batalla legal. Unas pocas horas de ventaja le adjudicaron a Bell y la Corte 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.

 

El desarrollo del telégrafo y el teléfono creó la necesidad de contar con electricistas hábiles, y por consiguiente empujó a la apertura de 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.

 


Pronto los físicos asediaron la posibilidad de transmitir y captar las señales eléctricas para inaugurar un nuevo sistema de comunicación a distancia, pero fue 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. Imagen: Autorretrato de S. Morse, web.mit.edu/invent/iow/morse.html


Entretanto en el mundo de la teoría, que se encargaba de iluminar la práctica y las invenciones de los artefactos eléctricos,  tuvo lugar un trascendental paso que se convirtió en resumen y totalización del electromagnetismo en la región clásica. Este salto fue dado por James Clerk Maxwell (1831 – 1879) cuando en 1865 estableció la simetría que existe entre los campos eléctrico y magnético y completó el contenido de la llamada Ley de Ampere de forma que introduciendo el concepto de corriente de desplazamiento logró establecer que en un punto de una región donde esté instaurado un campo eléctrico variable con el tiempo, aparece un campo magnético inducido. Con esto se completó el sistema de ecuaciones que describen todos los fenómenos del electromagnetismo en la región clásica y se produjo 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.

 

La significación desde el punto de vista epistemológico de la obra de Maxwell es notable porque cristalizó la idea de la unificación de dos interacciones que se creían de naturaleza distinta y marcó pauta para la búsqueda de otras unificaciones entre otros tipos de interacciones, de modo que ya en el próximo siglo se establecería la unificación entre la interacción débil y la electromagnética (interacción electrodébil)  y las explicaciones sobre el origen del universo en las cuales se supone que en los primeros instantes después de la gran explosión, solo existía un tipo de interacción y al irse rompiendo las simetrías, estas interacciones se fueron separando con características bien definidas y diferenciadoras.

 

A partir de este momento el nacimiento y desarrollo de la industria eléctrica, en contraste con otras más antiguas, tuvo desde sus inicios un carácter de empresa científica derivada de los logros de la investigación. En este afán brilló el inventor estadounidense Thomas Alva Edison. 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, obtuvo el éxito cuando una lámpara incandescente con un filamento carbonizado trabajó durante trece horas y media.

 

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. 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.

 


En Cambridge donde cursa estudios superiores (1850 – 1854), Maxwell se vincula con un denominado Movimiento Socialista Cristiano y actúa como profesor de cursos nocturnos extraoficiales para la instrucción de modestos artesanos. Unos 20 años más tarde se convierte en el primer profesor de Física del Instituto Cavendish. A Maxwell se debe el resumen y totalización de la teoría sobre el electromagnetismo cuando en 1865 completó el sistema de ecuaciones que describen en la región clásica todos los fenómenos electromagnéticos 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.

Imagen: www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Maxwell.html


Edison debió entonces 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 este revolucionario sistema.

 

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 más 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.

 

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 corriente alterna y lámparas incandescentes. 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 Westinghouse 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.

 


En 1888 Tesla, investigador 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. Hoy  es 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”.

Imagen: chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/tesla.htm


En 1886 se edificó, bajo la dirección de Stanley,  la primera planta eléctrica en el poblado de Great Barrington, Massachusetts, un centro de manufactura floreciente de poco más de 2 500 habitantes.  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.

 

Haciendo uso de los inventos del ingeniero croata Nicola Tesla (1856 – 1943), la Compañía de Westinghouse diseñó e instaló el sistema de Iluminación de la Exposición Mundial de Chicago en 1893. Poco después asume la encomienda de construir la Hidroeléctrica sobre las Cataratas del Niágara y ya 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.

 

Una vez que la electricidad pudo ser generada y distribuida para la iluminación, se aprovechó para ser utilizada como fuerza motriz. Se puso así a disposición de la industria y de los transportes un nuevo medio universal de distribución de energía que dio un gran impulso a la utilización de los motores eléctricos.  

 

La naturaleza de la luz fue explicada por la perspectiva maxwelliana que desarrolla la Teoría Electromagnética Ondulatoria de la Luz (TEM).  Siguiendo esta teoría, la luz en su sentido más amplio está formada por ondas electromagnéticas que no son más que las oscilaciones automantenidas del campo electromagnético. Este logro científico de primer orden permitió al hombre explicar toda la Óptica Ondulatoria sobre bases científicas y desechar la idea del éter, amén de las múltiples aplicaciones que generó en el campo de las radiocomunicaciones y las telecomunicaciones.

 

Precisamente de los experimentos en búsqueda de la comprobación sobre la existencia del éter, y en particular de la obra del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894),  se obtuvo el triunfo total de la teoría de Maxwell y se fueron preparando las ideas para el surgimiento, en el siglo XX, de la Teoría de la Relatividad.  Entre 1885 y 1889, Hertz 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 la agenda histórica  las invenciones de la telegrafía y la radio inalámbrica.

 


Entre 1885 y 1889 el físico alemán  Heinrich R. Hertz  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.

Imagen: chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/hertz.htm


En 1892 el físico-químico 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.

 

Dos años después  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: desde Inglaterra hasta 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 óptica, la astronomía y el nacimiento de dos nuevas técnicas

 

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 los trabajos de Young, 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.

 


En 1818 Agustin-Jean Fresnel 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  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 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.

Imagen: www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Fresnel.html


 

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.

 

En 1802, el médico inglés William Hyde Wollaston (1766 - 1828), descubrió las bandas oscuras en el espectro de la luz solar, que más tarde serían aclaradas por los estudios  de Franhoufer. Wollaston que había abandonado la práctica médica al perder parcialmente la visión se entregó a las investigaciones científicas con resultados notables. Por ejemplo invadió el campo de la mineralogía y al inventar en 1809 el goniómetro de reflexión, instrumento diseñado para medir los ángulos de los cristales, le dio a esta disciplina todos los caracteres de una ciencia exacta. 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 óptico y físico 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.

 

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 abarcó no solo el universo microscópico sino también el espacio sideral. Un cráter en el lado oscuro de la Luna perpetúa su memoria.

 


El efecto que se produce cuando una fuente en movimiento emite ondas fue descubierto y explicado por primera vez en 1842, durante las sesiones de un congreso de ciencias naturales celebrado en Praga por el profesor  del Instituto Técnico de esta ciudad, el matemático austriaco Christian Johan Doppler (1803 – 1853). 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 reconocerá  una menor frecuencia. Más tarde, el fenómeno pasaría a la historia como “el efecto Doppler”.

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.

Imagen: www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Biographies/Doppler.html


 

La teoría ondulatoria sobre la imagen microscópica fue formulada en 1872 por el físico-matemático alemán Ernest Abbe (1840 - 1905). Abbe y el fabricante de material óptico de Jena, Carl Zeiss (1816 - 1888) inventaron un nuevo aparato para la iluminación del microscopio. 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 las investigaciones de Zeiss con el químico Otto Schott (1851-1935) sobre las formulaciones de nuevos vidrios de grado óptico introdujeron en 1886 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. 

 

La expansión del conocimiento cósmico estuvo relacionada con el perfeccionamiento de las lentes telescópicas, el estudio de las perturbaciones de las trayectorias de diferentes astros a partir de la mecánica celeste newtoniana, y sobre todo con el análisis espectral de la radiación procedente de los astros.

 

Ya a comienzos del siglo XIX, el astrónomo británico, de origen alemán, William Herschel había descubierto las estrellas dobles. En sus sistemáticas observaciones de la bóveda celeste pudo apreciar que muy frecuentemente se encuentran dos estrellas brillantes muy cercanas una de la otra. Como no podía determinar si se trataba de un alineamiento casual o de un par físico, Herschel derivó de consideraciones estadísticas que el número de binomios ópticos observados era mucho mayor que el pronosticado por formación aleatoria. Concluyó que las estrellas constituyen pares físicos. Posteriormente logró detectar en algunos casos movimientos de una estrella en torno a la otra, lo que confirmó su afirmación inicial. Las investigaciones posteriores demostraron que la mayoría de las estrellas que se ven en el cielo son dobles o incluso múltiples. La espectroscopia permitía descubrir la existencia de estrellas dobles aún cuando se encontraran muy próximas y su movimiento orbital fue determinado por los diferentes  efectos Doopler mostrados en sus espectros.

   


El asistente del laboratorio de Gay-Lussac y aspirante al puesto de profesor de Química de l'École polytechnique de París, Urbain-Jean-Joseph Le Verrier aceptó en 1837 la plaza de profesor de astronomía y geodesia y se consagró a la Mecánica Celeste. Por entonces el director del Observatorio Imperial de París Dominique F. J. Arago le sugirió estudiar las anomalías observadas en la órbita de Urano.  En 1846 publica los elementos de la órbita de un planeta hipotético. Había descubierto con la fortaleza de los cálculos un nuevo planeta cuya existencia sería anunciada

 meses más tarde desde el Observatorio Imperial de Berlín por el  astrónomo  Johann Gottfried Galle (1812 - 1910).   Existen los testimonios que demuestran que en septiembre de 1845 el astrónomo inglés John Couch Adams (1819 - 1891)  le transmitió al entonces director del Observatorio de Cambridge, James Challis (1803-1882), el resultado de sus cálculos sobre la posición precisa de un nuevo planeta más lejano que Urano, pero inexplicablemente, una información tan valiosa no recibió la atención merecida y Adams, de acuerdo con su carácter,  no reclamó el necesario examen de su solicitud.

Imagen (Le Verrier):  http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/ history/Mathematicians/Le_Verrier.html


 

Desde el Observatorio de  Königsberg que dirigió desde los 29 años hasta su muerte, el matemático y astrónomo alemán Friedrich Wilhelm Bessel (1784-1846) emprendió en 1838 la tarea de determinar el paralaje de la estrella 61 Cygni, perteneciente a la importante constelación del hemisferio norte llamada Cisne (Cignus), y al resolverla calculó con exactitud por primera vez la distancia de una estrella a la Tierra en 10,3 años-luz. Sus “Observaciones astronómicas” fueron publicadas en 1842. Un año antes había anunciado que Sirio, la estrella más brillante del firmamento, tenía una estrella compañera, lo que se confirmó diez años mas tarde, al calcularse la órbita de Sirio B. Esta estrella fue observada en 1862 por el fabricante estadounidense de potentes telescopios Alvan Graham Clark (1804 – 1887), después se comprobó que era una enana blanca.

 

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.

 

El descubrimiento de la espectroscopia fue el resultado del estudio de la interacción entre la radiación visible y la sustancia abordado hacia mediados de siglo por el  físico alemán  Gustav Kirchhoff (1824 - 1887) y el químico Robert Bunsen (1811-1899). Según sus resultados, cada elemento cuando se calienta hasta el estado incandescente emite una luz de color característico que separada en sus componentes 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 significó el descubrimiento de un método para identificar la composición química de remotos astros en el firmamento estelar.

 

En 1862, fascinado por los trabajos espectroscópicos de Kirchoff y Bunsen, el astrónomo francés Pierre Jules César Janssen (1824 – 1907) inició sus estudios del espectro solar. Después de sus observaciones del eclipse solar de 1868 en la India Janssen sugirió que algunas de las líneas espectrales observadas por encima del extremo del sol eran debidas a un  elemento químico hasta entonces desconocido. Al año siguiente, trabajando en colaboración con el astrónomo inglés J. Norman Lockyer (1836 – 1920)  descubrieron una línea espectral cromosférica de un elemento desconocido al cual llamaron Helio. Más de un cuarto de siglo después en 1895 el químico inglés William Ramsay descubrió al Helio en el laboratorio.

 


Cuando a mediados del siglo el físico alemán Gustav Kirchhoff y su compatriota el químico R. Bunsen descubren el carácter de “huella dactilar” de los espectros  de emisión de los átomos excitados  o de  absorción de la radiación solar por los gases se estaba inaugurando una nueva técnica de poder analítico insospechado: la espectroscopia. Ella permitiría descubrir la composición química de remotos astros en el firmamento estelar y contribuiría a demostrar la unicidad material del universo. Kirchhoff  es conocido además por el descubrimiento de las leyes que describen el comportamiento de la corriente en un circuito

eléctrico con derivaciones interconectadas y por ser el primero en predecir que un impulso eléctrico viaja a la velocidad de la luz. 

Imagen: (A la izquierda, Kirchhoff), http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/objevite/objev2/bun_soubory/bunsen4.jpg 


 

Uno de los pioneros en combinar la espectroscopia con la fotografía fue el profesor de física de la Universidad de Upsala, Anders Jonas Angstrom (1814 – 1874). En 1862, descubre al hidrógeno en la atmósfera solar mediante el análisis de su espectro.   Angstrom fue el primero en analizar el espectro de la aurora boreal, en 1867. Después, en el año 1868, publicó un mapa espectrográfico del sol: "Recherches sur le spectre solaire", que incluye medidas detalladas de más de 1000 líneas espectrales.  Para expresar las longitudes de onda propuso como unidad de medida la diezmillonésima parte de un milímetro que en su homenaje se llama Ángstrom. A pesar de no ser reconocida por el sistema internacional de unidades el Ángstrom (símbolo Å) se utiliza en las medidas atómicas y para las longitudes de onda de la radiación electromagnética. 

El empleo de la espectroscopia combinado con el método que ideó para fotografiar los espectros, condujo al astrónomo británico  William Huggins (1824 — 1910) y su esposa Margaret Lindsay (1848 – 1915) a relevantes descubrimientos. En 1864  logra la primera evidencia que permite distinguir entre nebulosas y galaxias.  Huggins descubre que algunos sistemas tienen espectros típicos de gases (como la nebulosa de Orión), mientras otros tienen espectros característicos de las estrellas (galaxia gigante de Andrómeda).  Por otra parte los espectros estelares de Huggins demuestran la unidad material del  universo al evidenciar que las sustancias que componen las estrellas se encuentran también en la Tierra.

Un problema que desborda la imaginación del hombre fue dilucidado por 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.

 

En 1865 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.

 


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 François Arago. El  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, Arago actúa como promotor de  los trabajos de Daguerre   tanto   en  la  Academia  de  Ciencias  como  en  la  Cámara  de Diputados de la capital francesa.

Imagen (Herschel): micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/jherschel.html


 

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. 

 

Atrapar la imagen en materiales fotosensibles fue una tarea que tocó a las puertas de físicos y químicos y exigió la alianza de la ciencia y la técnica.

 

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.  

 

A los 61 años, el físico 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, el pintor 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.

 

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.  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 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. A partir de entonces se desarrolla una carrera de invenciones que persiguen emplear medios de fijación más eficaces y que permitieran reducir los tiempos de exposición. Cuatro décadas más tarde George Eastman (1854-1932), inventor estadounidense,  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).

 


Sesenta y tres 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. Casi  al  finalizar  el 1895, un 28 de diciembre, se estrenaba en París las primeras películas rodadas cada una con un minuto de duración.

La época del séptimo arte había nacido y con él una nueva industria generalmente dominada por las leyes del mercado.

Imagen: redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/act_permanentes/luces_de_la_ciudad/Memorias/cine/lumiere1.jpg


 

Plateau 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 llamado disco mágico de Plateau  que rodando las imágenes a una velocidad superior a 10 cuadros por segundo, lograba  dar la impresión de animación de las imágenes. Plateau perdió la vista en medio de su consagración a los experimentos y no pudo arribar a la  invención del cine. El tremendo impacto que tuvieron las 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.

 

Antecedentes de un nuevo paradigma atómico

 

Por otra parte, en los últimos 25 años del siglo se producen los antecedentes inmediatos para un cambio de paradigma en la concepción del átomo y la consiguiente necesidad de la elaboración de un modelo atómico:

 

·        En 1879, William  Crookes (1832 – 1919) investigando el paso de la electricidad a través de un gas enrarecido en un tubo de descarga, pudo descubrir la emisión de un haz de rayos que se propagan en trayectoria rectilínea,  a los que llamó rayos catódicos.

 

·        Johaann Jakob Balmer (1825 –1898), al estudiar el espectro de emisión del Hidrógeno, establece en 1885 que sus líneas espectrales se pueden agrupar en series cada una de las cuales converge a una frecuencia dada. Más tarde, Rydberg (1854 – 1919) obtiene la ecuación empírica para calcular la longitud de onda de la luz correspondiente a cada línea espectral en la serie de Balmer.

 

·        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. Jean Perrin (1870 – 1942), en 1895, 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. Este propio año de 1895 nos trae el reporte de Roentgen acerca de 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.

 


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.

Imagen: © The Nobel Foundation


 

·        Un año después del descubrimiento de Roentgen, Antoine H. Becquerel (1852 – 1908), físico por herencia,  descubre casualmente que ciertas  sales de uranio emiten una radiación invisible. En 1898, a dos años del descubrimiento de la radiación de Becquerel, 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. Otros dos radioelementos serían descubiertos en el laboratorio de los Curie antes del fin de siglo: el radio y el actinio. A los elementos de núcleos inestables “los transuránicos” le correspondería jugar un papel sin precedentes en la historia del hombre: el dominio de la llamada energía nuclear.

 

·        Al determinar experimentalmente la relación carga –masa de los rayos catódicos, Sir Joseph John Thomson, (1856 - 1940) demuestra inequívocamente que se tratan de partículas subatómicas y por consiguiente es universalmente reconocido como el científico que descubre e identifica el electrón. Sucesor de Maxwell en la dirección  del Laboratorio Cavendish en Cambridge,  Thomson 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.

 

Estos hechos experimentales reclamaban la construcción de un modelo atómico. Tales modelos aparecieron ya en el siglo XX dando así lugar al nacimiento de la Física Atómica y a la Física Nuclear y al dominio por el hombre de inusitadas fuentes de energía.

 

Al siglo XIX pertenece la primera patente sobre un sistema de televisión electromecánico. Esta fue obtenida en 1884 por un estudiante de ingeniería, alemán, Paul G. Nipkow (1860 –1940). Nipkow imaginó la posibilidad de provocar la disección secuencial de una imagen, su transmisión y su recepción sincrónica, recomponiéndola en una pantalla. Al hacer esto estaba apuntando hacia el principio de exploración de la imagen en el sistema de televisión. Un disco rotatorio con un sistema de rendijas que permitía el barrido de la imagen y la proyección de las diferentes intensidades de luz sobre un elemento de selenio fotosensible capaz de generar una señal eléctrica proporcional a la luminosidad del punto explorado, fueron los elementos de la primitiva imagen de 18 líneas que lograba. Algo más de un lustro después de la patente de Nipkow, que adelantaba el primer sistema de televisión electromecánico, el ingeniero eléctrico Alan Archibald Campbell Swinton (1863 – 1930)  expone en la Sociedad Roentgen  de Inglaterra un esquema que en principio constituye el sistema de la tecnología televisiva actual. Otros 24 años hicieron falta para que la idea de Campbell se  transformara en el primer sistema mundial de fotografía electrónica.

 


Doctorado en 1872 bajo la dirección de von Helmholtz, el físico alemán Karl F. Braun (1850 – 1918) es célebre por inaugurar el estudio de la conductividad de los cristales de sulfuros metálicos que más tarde se convertirían en los detectores de cristal, y en 1897 inventar el tubo de rayos catódicos o tubo de Braun que ha sido empleado en los receptores de televisión, los oscilógrafos y los radares. La combinación del disco de Nipkow como cámara con el tubo de Braun como receptor fue el éxito ya en 1910 del primer sistema de televisión.  En 1909 Braun compartió con Marconi el premio Nobel de Física.

Imagen: © The Nobel Foundation


 

 

Conceptos y Teorías Primarias en el campo de la Química. Descubrimiento de nuevos elementos. 

En el campo de las Ciencias Químicas, el siglo XIX es prolijo en adelantos que van desde los primeros elementos de la teoría atómica y estructural, hasta las bases de la síntesis orgánica.

 

A los avances en el dominio de la electricidad, corresponde el nacimiento de la electroquímica, el desarrollo de técnicas electrolíticas que permiten el descubrimiento de nuevos elementos, y la invención de dispositivos que aprovechan la energía química para la generación de electricidad.  Como resultados de los adelantos en el campo de la óptica y la producción de nuevos instrumentos ópticos, aparecen las técnicas analíticas espectroscópicas que permiten determinar la composición de gases y minerales. Los progresos en el terreno de la termodinámica determinan la comprensión y el gobierno de los procesos químicos.

 

Se profundiza en este siglo la interacción entre una industria química naciente y los primeros laboratorios de investigación y enseñanza. Hasta entonces la instrucción en el campo de la Química tenía como principales protagonistas a médicos y aficionados con recursos propios, pero a partir de ahora se inicia un sistema de educación química al abrirse cátedras en las Universidades.

 

En el proceso histórico que convierte a Alemania en nación líder del desarrollo de esta ciencia y de la industria que ella sustenta juega un rol importante la fundación en Giessen del primer centro de investigación y enseñanza de la Química.  Los laboratorios de las industrias alemanas en franco desarrollo necesitaban del personal calificado, egresado de las Universidades y de la asesoría del personal docente. En el marco de esta creciente interacción surgen hacia finales del siglo XIX los grandes consorcios tintoreros y farmacéuticos que otorgaron a Alemania hasta la I Guerra Mundial el liderazgo científico – técnico en la Química.

 

El inicio del siglo vería aparecer  la obra “Nuevo sistema de filosofía química”, en la  que el químico inglés John Dalton (1766 – 1844) expondría su teoría atómica.

Al postular la existencia de los átomos como partículas indivisibles en las reacciones químicas parece que se retorna a las ideas de los atomistas griegos pero la mecánica de Newton se refleja también en  la primera teoría moderna de la Química, al atribuir como propiedad distintiva de los átomos su masa. A partir de este momento, las diferencias observadas en las propiedades de los elementos se pretenden relacionar con el peso atómico.

 

Esta teoría era capaz de explicar la ley de las proporciones definidas en que se combinan las sustancias, en términos de la combinación de un número determinado de átomos o átomos compuestos (moléculas diríamos hoy según la propuesta de Avogadro) en una reacción dada. Por otro lado, la capacidad de esta teoría para inferir nuevos hechos experimentales que se resumen en la ley de las proporciones múltiples demostrada por el propio Dalton, le confirió una amplia aceptación en la comunidad de químicos.

 


Liebig fundó en Giessen el primer instituto dedicado al doble propósito de la enseñanza y la investigación. Se considera además el pionero de la química agrícola y su teoría sobre los nutrientes minerales aún hoy tienen vigencia. La actual Universidad de Giessen no olvida la decisiva contribución de Liebig al liderazgo de la Química alemana durante todo el siglo XIX, y lleva en la actualidad su nombre


 

Al tiempo que los postulados de la teoría daltoniana demostraron su capacidad explicativa y predictiva, definieron los principales problemas que señalan el derrotero de las investigaciones de los químicos al inicio del siglo.

 

La determinación de los pesos atómicos fue basada en los resultados de los métodos físicos más avanzados de estos tiempos, adoptando una escala relativa con respecto al átomo de oxígeno (elemento que se combina con la mayoría de los elementos conocidos para dar lugar a las combinaciones binarias).

 

Un extraordinario impulso recibiría el descubrimiento de nuevos elementos químicos,  los bloques unitarios a partir de los cuales se forma el infinito universo de los compuestos químicos.

 

La Antigüedad reconoció siete elementos metálicos (oro, plata, hierro, cobre, estaño, plomo y mercurio) y dos no metales (carbono y azufre); el esfuerzo de la alquimia medieval sumó el conocimiento de otros cinco (arsénico, antimonio, bismuto, cadmio, zinc y fósforo); y el siglo XVIII, con el estudio de los gases dejó como fruto el descubrimiento de cinco nuevos elementos (hidrógeno, flúor, cloro, nitrógeno y oxígeno) mientras el análisis de minerales aportaba la identificación de 14 elementos, trece de ellos metales típicos y un semimetal, (cobalto, platino, níquel, magnesio, manganeso, tungsteno, molibdeno, uranio, zirconio, titanio, ytrio, berilio, cromo y teluro).

 

En total a las puertas del siglo XIX eran conocidos 35 elementos químicos, una década después del descubrimiento de Mendeleiev hacia 1880, se había duplicado el número de elementos químicos conocidos. Ochenta años de actividad científica habían igualado más de seis milenios de práctica humana.

 

Dos factores contribuyeron de forma decisiva a este vertiginoso crecimiento en los elementos conocidos: la aplicación de la pila voltaica para conducir la descomposición de las sustancias; y la introducción de las técnicas espectrales al análisis de muestras de minerales tratadas convenientemente.

 


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 del propio siglo XIX en el  universo de la Física, al descubrir, en los experimentos conducidos con los tubos de descarga, los rayos catódicos. Comienza  entonces un período de crisis de la Física que da pie a la Revolución Científica del XX.


 

El sistema jeroglífico de representación de los elementos químicos heredado de la alquimia fue sustituido por un sistema más racional de notación simplificada que se asocia a la representación de una o dos letras iniciales (con frecuencia derivada de los nombres en latín, plata = argentum, Ag). Este sistema de notación fue propuesto por el químico sueco Jöns J. Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Química, quien descubriera tres elementos químicos (selenio, cerio y torio) y aplicara los métodos más refinados de determinación de pesos atómicos en la época.

 

Al sistema de notación le sucedió la necesidad de explicar en virtud de qué tipo de fuerzas se enlazan los átomos. Entre los primeros intentos por aclarar este enigma se destaca la teoría electroquímica creada por el propio Berzelius 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 interesantes 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.     

 

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". 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 y  postulado para obtener no sólo las masas moleculares, sino también indirectamente las masas atómicas.


La teoría estructural de la Química ha sido heredera de los paradigmas erigidos por la Física. De tal modo, no causa sorpresa que los intentos por aclarar la naturaleza de las fuerzas químicas tengan un primer acto en que se identifiquen erróneamente con las fuerzas gravitacionales para luego abordar el punto de vista electromagnético con diferentes alternativas. A Jöns J. Berzelius (1779 – 1844), considerado uno de los fundadores de la Química, correspondió el mérito de aproximarse a la naturaleza del enlace químico al desarrollar la teoría de los polos eléctricos predominantes en cada átomo. La escasa vida de esta teoría, a pesar de sus trascendentes hipótesis, se relaciona con el descubrimiento de las moléculas diatómicas del mismo elemento cuya existencia queda sin explicar en el marco de sus presupuestos.

 


Tanto en el estudio de las sustancias del mundo inorgánico, según la clasificación propuesta por Berzelius, como en las investigaciones de las sustancias orgánicas se advierte, como un imperativo de la lógica interna de esta ciencia, el predominio en un primer momento del método analítico.

 

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 la cuajada Tabla Periódica que conocemos hoy con más de cien elementos, un año antes de la revelación de Mendeleiev, se habían descubierto sesenta y cuatro. 

 

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 y constituyó un estímulo para la realización de estudios de nuevas correlaciones en la tabla propuesta.

 

Paralelamente con este desarrollo del análisis químico y el descubrimiento de los elementos que componen la diversidad de las sustancias químicas, hacia la mitad del siglo se configuran otros enfoques de los estudios estructurales que esquivando el problema de la naturaleza de las fuerzas químicas elaboran importantes conceptos como el de la valencia y  la isomería estructural  de las sustancias orgánicas en un esfuerzo por aclarar la forma en que se enlazan los átomos en la estructura particular de la sustancia y edificar un sistema de símbolos y notaciones que permitieran una comunicación universal.

 

En esta empresa se deben destacar dos momentos contrapuestos: la teoría de los tipos defendida por el químico francés Charles Frédéric Gerhardt (1816 - 1856) y la teoría de la valencia propuesta por el químico británico Edward Frankland (1825 -1899).

 

La teoría de los tipos constituyó un intento de relacionar las propiedades con la composición de las sustancias químicas rechazando toda tentativa, considerada como inalcanzable para el juicio humano, de abordar el estudio de la estructura molecular. En su “Tratado de Química Orgánica” publicado en 1853, Gerhardt intenta la sistematización del estudio de los compuestos orgánicos según la analogía que muestran las composiciones de sus moléculas.

 

La otra línea de pensamiento defendida por Frankland admite como posible la determinación de la estructura de las moléculas e introduce el concepto de valencia como pieza clave para cumplir esta tarea. La valencia vendría a expresar la capacidad de un átomo de formar compuestos con un número dado de átomos de otro elemento. Tomada la valencia del hidrógeno igual a la unidad, se puede considerar que la valencia de otros elementos está dada por el número de átomos de hidrógeno que se unan al átomo del elemento dado.

 

El mérito del descubrimiento de la ley periódica de los elementos químicos por Mendeleiev no se empaña por el par de violaciones que el propio genio creyó ver como un error en la determinación de las masas atómicas, o las anomalías que representaban el hidrógeno y el helio al no encajar en la regularidad propuesta. Ellas acusaban el sentido de provisionalidad histórica de la ley que exigió ya al principio del siglo XX una reformulación.

Mendeleiev es menos reconocido por su postura antizarista que lo lleva ya con 56 años a la renuncia a su cargo de catedrático universitario.

 

 

El desarrollo ulterior de las ideas de Frankland tienen como principales protagonistas a quien fue a la Universidad de Giessen a titularse de arquitecto y terminó, cautivado por Liebig,  convertido en arquitecto de las moléculas orgánicas, el químico alemán de descendencia checa  August Kekulé von Stradonitz (1829 -1896) y al académico ruso Alexander Mikhailovich Butlerov (1828-1886).

 

En 1862 arribó al laboratorio de Kekulé el profesor de Química de la Universidad de Kazán con sus ideas acerca de la orientación  tetraédrica de los enlaces de los átomos de carbono. La integración de los supuestos de ambos investigadores conducen a las principios siguientes: la unión de los átomos ocurre en correspondencia con su valencia; los átomos se enlazan en la molécula en un orden determinado; las propiedades de las sustancias dependen no sólo de la naturaleza y cantidad de los átomos que la constituyen sino del orden y disposición en que estos se unen, es decir de la estructura molecular.

 

Al inicio de los setenta 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) y allí se dio cuenta de que la actividad óptica observada por determinadas sustancias orgánicas, descubrimiento realizado por Pasteur (1822 – 1895), podía ser explicada en términos de la orientación tetraédrica de las valencias del carbono. 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.

 

 Hacia 1811, el físico italiano Amadeo Avogadro (1776 - 1856) sugirió que volúmenes iguales de cualquier gas a la misma temperatura y presión contienen el mismo número de partículas, postulado que pasa a la Historia como "Ley de Avogadro".   La combinación de la noción de molécula y esta hipótesis explicaba perfectamente la ley de los volúmenes de combinación.  Fue el 3 de setiembre de 1860 fue un día memorable para la Química: se inauguraba un congreso con la participación de 140 químicos de diferentes países. Los conceptos de átomo, molécula y equivalente fueron discutidos 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,  a los 21 años participó en la rebelión de Sicilia y después de su aplastamiento emigró a FranciaMás tarde, en el propio 1760 se une a Garibaldi.

 

 

El siglo cierra con lo que fuera una de sus iniciales tendencias, los descubrimientos de nuevos elementos químicos.

 

Pero esta vez, Sir William Ramsay (1852-1916), premio Nobel en 1904, debió enfrentarse al difícil problema de aislar de la atmósfera aquellos gases caracterizados por su extraordinaria inercia química comenzando por el que está en mayor abundancia relativa, el argón (del griego Argos, noble).

Trabajando en el otro extremo de la cuerda, el químico francés Henri Moissan (1852-1907), premio Nobel de Química en 1906,  consigue aislar el elemento más electronegativo y por tanto de reactividad extraordinaria, el Flúor.

 

En 1898, dos años después del descubrimiento del físico francés Antoine H. Becquerel (1852 – 1908) sobre la radiación emitida por el 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. Otros dos radioelementos serían descubiertos en el laboratorio de los Curie antes del fin de siglo: el radio y el actinio. A los elementos de núcleos inestables “los transuránicos” le correspondería jugar un papel sin precedentes en la historia del hombre: el dominio de la llamada energía nuclear.

 

Los inventos relacionados con nuevos  productos sintéticos.

 

El primer invento relacionado con la Química que nace con el siglo y lo revoluciona tiene como producto la nueva forma de energía que pronto el hombre llegaría a dominar: la electricidad. La pila de Alessandro Volta (1745 - 1827), 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. Fue también la fuente de energía que permitió electrolizar las sustancias compuestas para obtener nuevos elementos. Una vez presentados sus trabajos en la Academia Francesa de la Ciencia, aceptó el título de Conde de Lombardía, su región natal a la sazón  territorio ocupado por las tropas napoleónicas.

 

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.

 

El mérito de haber iniciado la aplicación del invento de Volta al estudio de la electrodescomposición de las sustancias químicas correspondió a Sir Humphry Davy (1788  –1829), quien llegó a presidir en 1820 la Sociedad Real londinense. Entre sus notables hallazgos Davy archiva el descubrimiento de 5 metales activos en dos años.  Cinco fueron precisamente los elementos descubiertos en siglos por la Alquimia Medieval. La historia reconoce que Davy no pudo escapar del sentimiento de envidia hacia su discípulo Faraday e intentó bloquear su entrada en la Royal Society. No siempre los científicos han dado muestras del altruismo que debe caracterizar las relaciones entre las personas.

 

  

Un nuevo hito en el diseño de pilas primarias fue dado por el ingeniero francés Georges Leclanché (1839 - 1882). Seis años después de graduado, en 1866 Leclanché sorprende al mundo con el desarrollo de la pila que llega hasta nuestros días con el errado título de pila seca.  La invención de Leclanché fue sometida a perfeccionamientos hasta que en la década de los ochenta, luego que Edison inventara el bombillo de filamento de tungsteno en 1879, comienza su producción comercial alentada por la fabricación de las primeras linternas.

 

La primera pila secundaria o acumulador (sistema químico que garantiza la regeneración de las sustancias químicas agotadas durante el funcionamiento de la pila) 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 automóviles de gasolina eficaces, al acoplar un motor de combustión a un vehículo, disponían ya de los acumuladores para generar la corriente eléctrica necesaria.

 

En el campo de las sustancias orgánicas Berzelius defiende la teoría del vitalismo según la cual los tejidos vivos debían disponer de una fuerza vital para la obtención  de estas complejas sustancias. La extensión de estas nociones en el mundo académico de la época desalentó por un tiempo la investigación en el área de la síntesis.

 

Pero ya en 1828 el pedagogo y químico alemán Friedrich Wöhler (1800 – 1882), sin proponérselo, descubre que el calentamiento de una sal (cianato amónico) producía la urea (un producto de excreción del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. No fue casual su aportación menos reconocida pero que aún hoy se aplica, al desarrollar  el método de producir el acetileno a partir del carburo de calcio.

 

Varias décadas debieron pasar para que, primero A. W. Kolbe (1818 – 1884), discípulo de Wöhler, y luego Pierre E. M. Berthelot (1827 – 1907), lograran la síntesis de moléculas orgánicas simples (como el metanol, etanol y otras) a partir de las propias sustancias elementales de naturaleza inorgánica que los constituyen.

 

El médico alemán Friedrich Wöhler (1800 – 1882) había recibido formación  química en el laboratorio de Berzelius y conoció la teoría del vitalismo desarrollada por su maestro, según la cual los tejidos vivos estaban provistos de una fuerza vital para la producción de las sustancias orgánicas.  Pero   en 1828  Wholer descubre que por calentamiento de una sal (cianato amónico) se produce la urea (un producto de excreción del metabolismo animal ya conocido por entonces), con lo cual el vitalismo recibe su primer golpe. Wholer escribió a su maestro: "...debo decirte que puedo sintetizar urea sin necesitar de un riñón, ni de hombre ni de perro...".

 

 

Un golpe de muerte definitivo recibiría el vitalismo cuando el propio Berthelot, aprovechando los resultados del estudio hidrolítico de las grasas (no casualmente la familia con la más simple estructura de la tríada vital: grasas, carbohidratos y proteínas), se propuso la síntesis de una grasa a partir de un solo tipo de ácido carboxílico (graso) y la glicerina obteniendo una grasa “sintética” con propiedades similares a la grasa natural  estearina. Quedó demostrado la metodología a seguir en el proceso de aprehensión del conocimiento de las sustancias orgánicas complejas: primero dilucidar, mediante el análisis, la estructura y luego probar las rutas de su síntesis. El terreno quedaba fertilizado para empeños mayores.

 

Los estudios dirigidos al impulso de la Industria Química estuvieron presentes en la segunda mitad de este siglo. Ejemplos de esta tendencia en el apremiante campo de los colorantes se expresan inicialmente por descubrimientos casuales y más tarde según determinadas rutas sintéticas cuidadosamente elaboradas

 

Cuando a mediados de siglo, el famoso químico alemán Augusto W. Hofmann (1818 -1892) fuera invitado a Inglaterra para fundar la primera Escuela Superior de Química británica, nadie podría 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. 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.

 

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 en Química en la plaza de Heidelberg donde estudió 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”

 

Los descubrimientos de Perkin, el primero a la edad de 18 años, la maveuína (el primer colorante sintético) y la cumarina, que inició el desarrollo de la industria de los perfumes, abrirían 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.  Perkin 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.

 

 

La industria textil, de  producción de colorantes, del vino y bebidas, del vidrio, de alimentos,  todas ellas reclamaban un producto de alta demanda: el carbonato de sodio. En 1863 el químico industrial belga Ernest Solvay (1838 - 1922) junto a su hermano Alfred describieron 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. Con este invento se impulsaba la  expansión de la industria química.

 

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.

 

Conjuntamente con el interés despertado por la síntesis de nuevos materiales,  los científicos y las nacientes empresas químicas, principalmente alemanas, comenzaron a manifestar un gran interés por la preparación de sustancias con acción fisiológica y propiedades curativas.

 

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. Durante este período con la invención de la jeringuilla hipodérmica, el Dr. Alexander Wood descubre una nueva forma de administrar la morfina: la inyección.

 

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. En la década de los años 70 se obtuvo la morfina acetilada  que más tarde fuera llamada por el químico de la Compañía Bayer de Elberfeld,  Heinrich Dresser (1860 – 1924), heroína (del vocablo alemán heroich: heroico).

 

Los químicos aislaron y transformaron las sustancias opíaceas 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 los tratamientos pre-  y post operatorios 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.

  

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. 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.

 

En el repertorio de los descubrimientos trascendentes se inscribe una de las más inocuas e importantes drogas: la aspirina. Kolbe, en 1886 había obtenido la sal sódica del ácido salicílico que resultó ser un calmante efectivo pero su ingestión traía serias secuelas digestivas. Corría el 1897 cuando el químico alemán Félix Hoffmann (1868 - 1946), graduado de la Universidad de Munich en 1893, lograba en un plazo de dos semanas una muestra pura del ácido acetilsalicílico (ASA). 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 Bayer - 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). 

 

La investigación de los explosivos nacía aliada a fines bélicos, primero en la continuación de los estudios, ya iniciados a fines del siglo anterior en el laboratorio de Lavoisier (1743-1794), por perfeccionar la pólvora y más tarde cuando  en la guerra de Crimea (1853 – 1856), el sueco  Enmanuel Nóbel propusiera a los rusos el empleo de las minas marítimas, con la utilización del algodón pólvora inventado por el químico alemán Schonbein (1799 – 1868) en 1846. Este minado impediría, ante la sorpresa del Almirantazgo inglés, el acceso de la flota hasta Petrogrado.

 

Se ha llegado a afirmar que el episodio que sufre el discípulo de Lavoisier, el joven químico  francés experto en la fabricación de la pólvora Eleuthere I. Dupont de Nemours (1771 - 1834) cuando se ve obligado a emigrar del escenario de la Revolución francesa por los cargos que se le imputan a su padre, funcionario público y amigo de Lavoisier, y urs (1771 - 1834) nmigrante franclo anterior en los laboratorios de  se asienta con su familia en los Estados Unidos constituyó una suerte para los destinos del pujante país. Es allí donde Dupont hacia principios del siglo XIX patenta una pólvora con índices de calidad superior a la pólvora francesa, patrón de excelencia en la época, y levanta una fábrica en Wilmington, Delaware para producirla.

 

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 (1868 - 1946), 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). 

 

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. Ya en el siglo XX la Compañía Dupont de Nemours se convirtió en la empresa química mayor del mundo,  cuando asumió el liderazgo de la investigación en campo de las  fibras artificiales y otros materiales plásticos, sus fabulosas ventas llegaron a rozar los  50 mil millones de dólares y a inicios del nuevo milenio se ubicaba entre las 10 empresas de más alta cotización en la Bolsa de Nueva York.

 

En esta dirección de los 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 en 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.

  

Correspondió al hijo de Enmauel, el químico sueco Alfred Nóbel inaugurar la producción de una nueva generación de explosivos nitrados orgánicos. En el año 1863 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 sólo ante un golpe que generase una temperatura no inferior a los 180oC.

 

Nobel  consagró su vida al estudio de los explosivos y fue el inventor de toda una nueva generación de explosivos nitrados orgánicos.    Tales explosivos resultaron responsables  de la muerte de muchos en los campos de batalla y  permitieron al constructor abrir pasos, túneles y yacimientos. Una parte del inmenso  capital amasado por sus invenciones fue legado para la instauración de los célebres premios Nóbel. 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...”

 

Las investigaciones prosiguieron y según se narra al sueco le favorecieron las iluminaciones. A 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 Emilio. Sin embargo, por azahares del destino, Alfred Nobel aplazó el fin de su vida, disolviendo debajo de la lengua, grageas de la nitroglicerina dulzona.

 

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.

 

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. Entre sus cualidades indeseables se encontraba la tendencia a explotar que mostraba el algodón pólvora.

 

Más espectacular que la fabricación de la primera fibra artificial 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 después de su invención los hermanos John e Isaías Hyatt (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 no sólo para imprimir por revolucionarios métodos las palabras sino para grabar imágenes y sonidos.

 

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 Tilgman (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.  

 

 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. 

 

El dominio de la producción del fuego tuvo su capítulo en la  fabricación de los fósforos de fricción. La humanidad debe principalmente a los suecos este logro. Scheele (1742 1786) había descubierto en 1777 el proceso para la producción del fósforo a partir de huesos y arena.

 

El químico de origen letón Wilhelm Ostwald (1853-1932), inventó en 1900 el procedimiento para sintetizar el ácido nítrico por la oxidación del amoníaco. Este método sentó las bases para la producción masiva de los fertilizantes que exigía el crecimiento demográfico ya notable al finalizar el siglo. Desafortunadamente se ofrecía así la materia prima para producir explosivos nitrados, obtenidos por esta vía en las fábricas alemanas durante la Primera Guerra Mundial. 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.

 

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 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. 

 

Descubrimientos en el ámbito de la Química – Física y los albores de la Bioquímica 

 

La profunda interrelación entre la Física, la Química y la Biología acompaña al complejo proceso de diferenciación e integración que ha definido sus respectivos objetos de estudio antes y durante este siglo. La posición central que ocupa la Química en el desarrollo del conocimiento científico condiciona que su proceso de construcción sobre todo a partir de la segunda mitad de este siglo esté marcado por una permanente expansión hacia las fronteras por un polo con el mundo de la Física y en el otro extremo con el universo de la Biología. Surgen así las primeras obras fundacionales que testimonian el desarrollo inicial de las disciplinas o ramas de la Química Física y la Bioquímica.

 

Dos años antes de que Julius Robert von Mayer (1814 – 1878) estableciera la relación cuantitativa entre calor y trabajo y con casi una década de precedencia a los trabajos seminales de James P. Joule (1818-1889) que condujeran a la formulación de la ley de conservación y transformación de la energía, los estudios termoquímicos publicados por el académico ruso Germain Henri Hess (1802 - 1850) en 1840 demuestran experimentalmente la ley conocida como de la suma constante de los calores.

 

La ley de la suma constante de los calores es expresión en el universo de las transformaciones químicas de aquel principio universal de la naturaleza que para algunos abrió paso  a una segunda etapa en el desarrollo de las ciencias físicas, basada en la aplicación de los principios de conservación. De acuerdo con la ley el calor involucrado en un proceso químico es independiente de si se produce a partir de una o varias etapas. La ley de Hess fue aplicada históricamente para la determinación de las entalpías de formación de compuestos que no se forman fácilmente a partir de sus elementos constituyentes o para la evaluación de otros procesos cuya determinación por vía directa se torna experimentalmente muy difícil.

 

La obra de Jacobus Henricus van´t Hoff tiene todos los avales de los fundadores de nuevos campos. Escribe obras clásicas, desarrolla métodos experimentales que sobrepasan su época, inicia en 1896 junto a Ostwald la  primera publicación periódica en el ámbito de la Química Física (Zeitschrift für physikalische Chemie).

Como si esto no bastara cerró su actividad investigadora estudiando el problema del origen de los depósitos oceánicos y creando el modelo de aplicar resultados de pequeña escala obtenidos en el laboratorio a amplios fenómenos naturales.  

 

En 1876 corresponde a Josiah Gibbs (1839 – 1910) el mérito de relacionar en un cuerpo teórico coherente, las tres magnitudes que caracterizan en términos termodinámicos un proceso químico: la variación de energía libre, la variación de entalpía y la variación de entropía. A partir de entonces la Termodinámica se convierte en una disciplina de capacidad predictiva para evaluar la tendencia de una reacción a verificarse en una dirección dada. En otras palabras, la reversibilidad del fenómeno químico a partir de entonces comienza a tratarse en términos cuantitativos.

 

A Van´t Hoff ya le fue reconocido junto a Lebel el padrinazgo de la estereoquímica durante los setenta.  Pero la obra de Van´t Hoff se evalúa como de las primeras en el campo de la Química Física. Si en 1866 es establecida teóricamente, a partir de consideraciones cinéticas, la ley de acción de masas por los químicos noruegos Cato Guldberg (1836 - 1902) y Peter Waage (1833 -1900), Van´t Hoff desarrolla en 1883, con un alcance más generalizador, la demostración termodinámica de esta ley.

 

En 1884 desarrolla las bases teóricas de la Cinética Química en su publicación “Estudios de la dinámica química”. Aún hoy es aplicado su método para la determinación experimental de los órdenes de reacción. De gran importancia fue su desarrollo de la relación general entre calor de conversión y el desplazamiento del equilibrio como resultado de la variación de la temperatura. La ecuación de enlace entre la constante de equilibrio y la temperatura lleva su firma. Este principio del equilibrio móvil fue posteriormente generalizado por el químico francés Henry Le Chatelier (1850 -1936) y es ahora conocido como principio de van´t Hoff  - Le Chatelier.

      

Los primeros elementos de una teoría que explicara los fenómenos electrolíticos van a ser desarrollados por el químico sueco S. Arrhenius (1859 – 1927) en 1884. Esta teoría marca el inicio de una nueva rama del saber químico: la Electroquímica.

 

Un gran momento en la aplicación de la Electroquímica a la tecnología viene representado por la producción del aluminio a partir de técnicas electroquímicas (1886). Hasta este momento el aluminio constituía un metal de escaso uso por las dificultades presentadas en la reducción de su óxido.

 

Otra esencia de las reacciones químicas que comienza a ser descifrada en el ocaso del siglo XIX es el problema de la rapidez con que estas se manifiestan. Comprender los factores que inciden sobre la rapidez a la que se verifica una transformación química presupone la capacidad de gobernarla convenientemente. La experiencia demostraba que, por ejemplo, la hidrólisis del almidón se aceleraba por la presencia de ácidos, y un efecto semejante era producido también por un producto aislado de las levaduras, la diastasa.

 

Los conceptos derivados de la teoría de Arrhenius conducen a la elaboración de la teoría de las colisiones efectivas como forma de interpretación de las reacciones químicas.  Tiempo antes, el joven Arrhenius debió sufrir la incomprensión del Tribunal que le otorgó la mínima calificación a su tesis doctoral sobre la teoría  de disociación electrolítica. Un ulterior desarrollo de estas ideas le valió para que la Historia lo reconozca como uno de los padres de la Cinética y la Electroquímica. La Academia Nobel le confirió el premio de Química en 1903.

En otro orden de cosas, Arrhenius fue uno de los primeros en desarrollar la polémica hipótesis conocida como Panspermia.  Según esta teoría, la vida fue introducida en nuestro planeta desde lejanos confines del universo en forma de microorganismos transportados en meteoritos.

 

Uno de los primeros peldaños en la edificación de la teoría de la Cinética Química fue puesto por el propio  Arrhenius  quién en 1889 estudia la correlación existente entre la rapidez con que se efectúa una reacción química y la temperatura. Los resultados experimentales le permiten deducir una nueva magnitud, la energía de activación.

 

La investigación de las bases químicas del movimiento biológico

 

Erigida la teoría que consideraba la célula como unidad de estructura y función de los organismos vivos, la atención de equipos de investigadores se dirigía hacia el estudio de los organismos más simples, los microorganismos que pronto se descubrieron como responsables de procesos beneficiosos o perjudiciales para el hombre. Así el descubrimiento del rol jugado por las enzimas, la comprensión de los mecanismos del desarrollo de las enfermedades y del sistema inmunitario, el aislamiento de las hormonas,  y el estudio de las sustancias presentes en las estructuras celulares y responsables de los procesos vitales fueron objetivos de la investigación de médicos que se convirtieron en químicos fisiólogos y de una nueva generación de químicos.  

 

A fines del siglo XIX se suceden los hallazgos científicos que demuestran la importancia de ciertas sustancias secretadas por las glándulas en la estimulación y regulación de funciones vitales del organismo.  

 

Dos de las sustancias reiteradamente investigadas en estos tiempos iniciales fueron aquella secretada por la médula de las glándulas suprarrenales, nombrada luego como adrenalina o epinefrina y la sintetizada por el páncreas, que hoy conocemos como insulina.      

 

En la última década del siglo XIX  el médico escocés Edward Schäfer (1850 - 1935) investigaba en la Universidad de Edimburgo los efectos fisiológicos de un extracto de las glándulas suprarrenales en animales anestesiados.

 

Por estos años, John Jacob Abel (1857 – 1938), fundador en 1893 del Departamento de Farmacología de la Escuela de Medicina de la célebre Universidad Johns Hopkins, y su “grupo de Baltimore”, persiguen descubrir los principios activos de diferentes secreciones glandulares y reportan el aislamiento y la identificación del principio activo de los extractos de las suprarrenales al que denominan epinefrina.

 

El químico estadounidense de origen japonés, Jokichi Takamine (1854-1922) en cierto modo sorprendió a la comunidad científica, cuando anunció antecediéndose a otros grupos reconocidos, haber aislado el principio activo de los extractos de las suprarrenales. Takamine al disfrutar de una beca precisamente en Escocia (en la Universidad de Glasgow) pudo conocer de los trabajos de Schäfer, y luego existe el testimonio de haber visitado el grupo de Abel en Baltimore, comisionado por los laboratorios de Parke, Davis & Co de Detroit, a cuyo cargo corrió más tarde la comercialización de la hormona. En 1904, el químico alemán Friedrich Stolz (1860-1936), trabajando en un laboratorio de una fábrica de colorantes, logró la primera hormona sintética, la adrenalina de Takamine.

  

Por su parte, las primeras señales de la relación del páncreas con la diabetes vino de la Universidad de Estrasburgo, cuando en el año 1889 el fisiólogo Joseph von Mering (1849 – 1908) y el médico investigador Oscar Minkowski (1858 -1931) publicaron en tres cuartos de página sus observaciones clínicas de que al extirpar el páncreas a perros de laboratorio estos desarrollaban los síntomas de la diabetes. Minkowski defendió la tesis de que la diabetes se provocaba por la deficiencia de una secreción producida en el páncreas. Si esta deducción era correcta los siguientes pasos para derrotar a la enfermedad consistían en aislar el principio activo de un extracto del jugo  pancreático y administrarlo en la dosis y vía adecuada a los enfermos.

 

Pero los intentos de aislar el principio activo de las secreciones del páncreas, llevados a cabo a lo largo de años, terminaba una y otra vez en el fracaso, y los ensayos de administrar extractos pancreáticos en pacientes no hacía retroceder los síntomas de la enfermedad, y con frecuencia se veían acompañados de reacciones colaterales indeseables.

 

La solución vino 32 años después, ya en el siglo XX del otro lado del Atlántico. Fue en el  laboratorio de Bioquímica de la Universidad de Toronto (Canadá)  dónde se llevaron a cabo las investigaciones que condujeron al aislamiento de la insulina y a la descripción del tratamiento clínico de la diabetes. Fue la primera hormona proteica sintetizada en el laboratorio, pero esto no ocurriría hasta 1956.

 

La práctica de la fermentación gobernada por el hombre desde la cultura sumeria, concitó el debate de los químicos en el último tramo del XIX. 

 

En 1897 Eduard Buchner (1860-1917), químico alemán, galardonado con el Premio Nobel de Química de 1907, descubrió que la fermentación de los azúcares no es el resultado de la acción fisiológica producida dentro del organismo de la levadura sino de la acción química de una sustancia segregada a la cual llamó zimasa. Con el tiempo el término de enzima se generalizó para indicar catalizadores biológicos de reacciones químicas que actúan tanto in vivo como in vitro, notables por su especificidad y las suaves condiciones en que son capaces de promover su efecto catalítico.  

 

La investigación de la estructura y síntesis en el laboratorio de los carbohidratos, por su relativa simplicidad estructural, apareció en el orden del día histórico antes que las proteínas o los ácidos nucleicos.

 

Eduard Buchner (1860 – 1917), a los 24 años inició su carrera de químico en la Universidad de Munich bajo la dirección de Adolf von Baeyer. Cinco años más tarde era Asistente del laboratorio de Orgánica de von Baeyer. Gracias a su apoyo financiero pudo abrir Buchner un pequeño laboratorio para investigar sobre la fermentación de los azúcares. Hacia 1893 había descubierto que la fermentación tenía lugar fuera de las células de la levadura, como consecuencia de la acción de determinadas sustancias: las enzimas. Hoy la enzimología es una disciplina, más de 700 enzimas se conocen y muchas encuentran importantes aplicaciones industriales. Buchner murió a los 57 años en su Munich natal víctima de las heridas sufridas en el terreno bélico de la primera guerra mundial.

  

Los trabajos del químico alemán Emil Fischer (1852 – 1919) se consideran el hito inicial de la Bioquímica moderna. En 1872 Fischer decidió estudiar Física en la versión germanizada de la Universidad de Estrasbourgo. Allí conoció a von Baeyer y bajo su influjo rectificó el rumbo de sus estudios, consagrándose a la Química. Una original aplicación de la hipótesis de van't Hoff  y Lebel le permitió establecer entre 1891 y 1894 la configuración estereoquímica de todas los azúcares conocidos y predijo exactamente sus posibles isómeros.

 

La monumental obra sobre la estructura y la síntesis de los azúcares conducida a lo largo de más de diez años, llevó a Fischer a estudiar la fermentación y las enzimas que la causan. El modelo descrito para comprender la acción específica de una enzima sobre un sustrato aún hoy de manera elemental se explica, ya que sigue la metáfora de la relación llave-cerradura, la enzima es al sustrato lo que la llave representa para la cerradura. El naturalista Theodor Schwann (1810 – 1882), cofundador de la teoría celular archiva además una importante contribución a la Química al descubrir durante sus estudios de los procesos digestivos, la primera enzima presente en los tejidos animales, la pepsina. 

 

Las enfermedades infecciosas han asediado al hombre desde tiempos remotos. El combate exitoso de las Medicina contra estas enfermedades exigió la identificación del agente causal: los microorganismos patógenos; la revelación de los vectores que los transmitían al hombre; el descubrimiento de los antibióticos para luchar contra  ellos; y el hallazgo de los mecanismos de inmunización para evitar la enfermedad. En cada una de estas tareas históricas aparecen equipos de investigadores en los cuales participan químicos de renombre.

 

El aislamiento del bacilo del carbunco por parte del médico alemán Robert Koch (1843-1910) en 1876 constituyó un hito histórico, ya que por primera vez pudo demostrarse sin duda cuál era el agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó claro que las enfermedades infecciosas no estaban causadas por sustancias misteriosas, sino por microorganismos específicos, en este caso bacterias. Koch, galardonado con el premio Nobel, aisló varias bacterias patógenas, incluida la de la tuberculosis, y descubrió los vectores animales de transmisión de una serie de enfermedades importantes.

 

La actividad científica del químico francés Louis Pasteur (1822 – 1895) quien recibió la calificación de mediocre en su Tesis de Grado, cubre más de tres décadas de la segunda mitad del siglo y es gestora de nuevos ámbitos del conocimiento científico.

En 1854 funda una Facultad de Ciencias con una misión trascendente: la investigación debía contribuir a resolver los problemas prácticos relacionados con la industria vinatera en la célebre región del Mosela. Los problemas socioeconómicos de un contexto, el desarrollo de la época y el talento de Pasteur constituyeron fuerzas motrices para desatar un complejo proceso  que representa la etapa fundacional de una nueva ciencia: la microbiología.   

 

  

Pasteur realizó además trascendentes investigaciones sobre el carbunco descubriendo, de forma independiente a Koch, la bacteria causante de la enfermedad. Advierte el poder antibiótico de algunas bacterias saprofíticas sobre el bacilo del carbunco, lo que constituye el primer antecedente de la era de los antibióticos, y llega a desarrollar  en 1881 una vacuna eficaz para prevenir la enfermedad.

 

Pero el inicio de la práctica clínica de la inmunización a través de la atenuación de la actividad de un virus queda registrado un día de 1885 cuando Pasteur salva la vida del niño Joseph Meister, mordido por un perro rabioso al inocularle el virus atenuado causante de esta enfermedad. Desde entonces la humanidad está en deuda con Pasteur.  

 

En la esfera de la inmunización, entre fines del XIX y principios del XX el químico y bacteriólogo alemán, Paul Ehrlich (1854 – 1915) desarrolla una teoría sobre la formación de anticuerpos que junto a la teoría sobre la fagocitosis anunciada en 1884 por el investigador ruso Iliá Mechnikov (1852 – 1916), director del Instituto Pasteur de París desde 1904, anuncian el nacimiento de la teoría inmunológica.

 

Hacia 1890, mientras trabajaba en el grupo del bacteriólogo alemán Robert Koch en Berlín, Emil Adolph von Behring (1854-1917) y el bacteriólogo japonés Kitasato Shibasaburo (1852-1931) descubrieron que al inyectar el suero sanguíneo de un animal afectado por el tétanos a otro se genera inmunidad a la enfermedad en el segundo. El suero del animal inmunizado puede inyectarse seguidamente a otro, en el que generará inmunidad a la misma enfermedad. Por sugerencia de Behring, y a través de los trabajos de Ehrlich, este principio fue aplicado al año siguiente para combatir la difteria infantil con extraordinarios resultados.

 

Con estos dos trabajos se echaban los cimientos de la llamada inmunización activa, en la que se basan la gran mayoría de las vacunas (inducción de la producción de anticuerpos inoculando una forma del organismo infeccioso), y la menos utilizada, inmunización pasiva (administración de un suero que ya contiene esos anticuerpos porque se obtiene de una persona que ha padecido la enfermedad previamente).     

 

Hasta hoy el medio probadamente efectivo para combatir las infecciones virales es la inmunización. La inmunización con una vacuna antiviral estimula la producción de anticuerpos que protegen al vacunado cuando vuelva a ponerse en contacto con el mismo virus.

 

El médico cubano Carlos J. Finlay (1833 - 1915) hizo público en 1881 su descubrimiento acerca de que el agente transmisor de la fiebre amarilla era el mosquito hoy conocido como Aedes aegypti. También propuso desde los años 80 el método para controlar la propagación de este flagelo basado en la eliminación de las larvas de los mosquitos en los depósitos de agua. En la comprobación experimental de su teoría, como resultado de las inoculaciones experimentales murió  en 1900 el médico estadounidense Jesse Lazear (1866 – 1900). Finlay fue propuesto para el premio Nobel por dos ganadores del mismo que hicieron relevantes descubrimientos en el ámbito de los vectores de la transmisión de enfermedades desvastadoras. El inglés Ronald Ross (1857 – 1932), premio Nobel de 1902 por sus trabajos en el combate de la malaria,  y el francés Charles Laveran, Nobel de 1907 por la explicación del rol jugado por los protozoos en el desarrollo de las enfermedades. El Tribunal de la Academia Nobel no escuchó la opinión de los afamados expertos. 

  

La teoría edificada en 1838 - 1839 por el botánico Matthias J. Schleiden (1804 – 1881) y el naturalista Theodor Schwann (1810 – 1882) que reconoce la célula como unidad de estructura y función de los organismos vivos constituyó un estímulo para el asalto a la composición química de las sustancias contenidas en las estructuras celulares. 

 

Las labores iniciales sobre la constitución química del núcleo de las células corrieron a cargo de dos discípulos inspirados por ese fundador de la fisiología química que fuera Ernest F. Hoppe Seyler (1825 – 1895). El tema de su doctorado demuestra su temprana inclinación hacia los contenidos físico – químicos de la Medicina al dedicarse a los aspectos químicos e histológicos de la estructura de los cartílagos. La mayor parte de su obra científica fue desarrollada en la Universidad de Tübingen  incluyendo sus estudios sobre las características químicas y ópticas de la hemoglobina

Es en este periodo fecundo de la vida de Hoppe Seyler que el joven químico suizo Johann Friedrich Miescher (1844-1895) ingresa en su laboratorio y pronto se siente atraído por la naturaleza química del material nuclear contenido en las células de la sangre, cuya composición investigaba su mentor. A la suerte unió Miescher el talento para comprender que los leucocitos de la sangre constituían un excelente material para analizar los núcleos pues dichas células presentaban núcleos relativamente grandes y   que el pús de los vendajes quirúrgicos de una clínica de Tubinga, constituían una excelente fuente de estas células.

 

Se ha afirmado que Miescher en correspondencia con su tío en 1892, comenta que la nucleína era una molécula muy grande y compleja, cuyo isomería podía proporcionar un número suficiente de moléculas, de acción diferente, portadoras de innumerables características hereditarias. En una analogía que hoy causa asombro apunta que esta transmisión química, podía compararse con la variedad de un idioma que encuentra como expresión la combinación de una veintena de letras.  Semejante símil no entró en el repertorio de ideas de las ciencias hasta que más de medio siglo después  Erwin Schrödinger introdujera el concepto de código genético.

 

Así, en 1868, Miescher descubre en el núcleo de las células de los glóbulos blancos, una sustancia de naturaleza ácida,  rica en fósforo y nitrógeno, compuesta por moléculas muy grandes, a la que nombra nucleína. No se había reportado hasta entonces ningún componente químico celular con esta naturaleza y Hoppe-Seyler no le permitió publicar sus resultados hasta tanto él mismo no los reprodujo en el laboratorio. En 1889 el patólogo alemán Richard Altmann (1852 –1900), discípulo de Miescher,  lograba separar por vez primera las proteínas de la “nucleína”, llamando a la otra sustancia ácido nucleico.  Se iniciaban con Miescher las investigaciones sobre la base molecular de la herencia, en un lugar cercano a dónde el monje checo Gregor Mendel (1822 – 1884) había formulado sus famosas leyes empíricas sobre los factores hereditarios, fundamento esencial de la Genética.

 

Al teñir las células con los colorantes derivados de la anilina,  sintetizados en el verano de 1856 por Perkin, el médico alemán Walter Flemming (1843 – 1905)  pudo observar al microscopio la existencia en el núcleo de estructuras en forma cambiantes, que absorbían fuertemente el colorante, a las cuales nombró cromatina. Lo más trascendente de su hallazgo fue revelar en 1884 que durante la mitosis celular tales estructuras adoptan forma de cintas y se dividen longitudinalmente en dos mitades idénticas. Se ofrecía el primer resultado experimental que acusaba la existencia de estructuras en el núcleo que se segregaban en pares a las células hijas durante la división celular. Tocaba a las puertas del conocimiento humano la teoría cromosómica de la herencia.

 

También bajo la inspiración de  Hoppe Seyler, se abrió paso la investigación conducida desde fines de los años setenta por el químico-fisiólogo alemán Albrecht Kossel (1853-1927) sobre la constitución química del núcleo de la célula. Kossel descubre que las nucleoproteínas contienen una parte proteica y otra no proteica y precisamente en esta última donde se encontraban los ácidos nucleicos halló las bases heterocíclicas  nitrogenadas de la adenina y la timina. Por estas investigaciones recibió en 1910 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina. Comenzaba un largo camino coronado a mediados de los años cincuenta con el descubrimiento del significado genético del ácido desoxirribonucleico (ADN) y la propuesta de la estructura de doble hélice capaz de explicar dos propiedades fundamentales del material hereditario: la de conservarse a sí mismo (replicación) y la de cambiar (mutación). Había estallado el detonante del impetuoso desarrollo de la Biología Molecular y la Ingeniería Genética.

 

Al correr las cortinas del siglo XIX el avance de la Química podía calificarse de colosal. El repertorio de sus teorías se había solapado con el universo de la Física y de la Biología y echado los cimientos de las complejas interrelaciones disciplinarias del próximo siglo. 

 

Hacia el núcleo atómico pondría su mirilla una nueva generación de químicos, laboratorios e instituciones, y en el otro extremo de la cuerda los estudios sobre el núcleo esta vez  celular comenzarían  a develar los misterios de la vida.  En el infinito espacio entre uno y otro núcleo se desarrollarían increíbles descubrimientos.

 

Una parte de la humanidad iba a recibir los beneficios de la revolución científico técnica cuya plataforma de lanzamiento había sido construida en esta centuria.  El dominio de la energía nuclear y el gobierno de los mecanismos de la herencia como cúspides de las gigantescas conquistas de la ciencia y la técnica podrían haber creado riquezas materiales y espirituales para todos en la "sociedad de la informatización". Estos son temas que pertenecen a la historia del último siglo andado hasta ahora por la humanidad.

 

Cuando nos proponemos encontrar los enlaces entre la Física, la Química y la Biología se erigen como ejemplos las figuras del físico francés Pierre Curie (1859 – 1906) y Marie Sklodowska (1867 – 1934). Sus descubrimientos, a fines de este siglo del Polonio y del Radio 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, que evaluaba todas las posibilidades del empleo de las radiaciones con fines prácticos.  

 

 

Resonancias en la Biología

 

En este siglo continúan manifestándose, aunque aún débilmente, los trabajos en que la Física y la Biología convergen o en que la física aporta instrumentos y visiones para comprender el mundo de los seres vivos. Serían impensables los trabajos fundacionales de Schleiden y Schwann, Pasteur, Koch o de Fleming sin los adelantos en el campo de la óptica, concretamente en el área de la microscopía. Dedicaremos por consiguiente apenas unos párrafos a describir los logros más sobresalientes de la Biología relacionados con los progresos de los ámbitos de la Física.  

 

El aislamiento del bacilo del carbunco por parte del médico alemán Robert Koch (1843-1910) en 1876 constituyó un hito histórico, ya que por primera vez pudo demostrarse sin duda cuál era el agente causante de una enfermedad infecciosa. Quedó claro que las enfermedades infecciosas no estaban causadas por sustancias misteriosas, sino por microorganismos específicos, en este caso bacterias. Koch, galardonado con el premio Nobel, aisló varias bacterias patógenas, incluida la de la tuberculosis, y descubrió los vectores animales de transmisión de una serie de enfermedades importantes. Se inaugura una nueva ciencia: la bacteriología al tiempo que la práctica médica inicia una verdadera revolución. En el laboratorio donde se gestó el descubrimiento del bacilo de la tuberculosis, Paul Ehrlich (1854 – 1915) contrajo la enfermedad y se curó mediante la terapia desarrollada precisamente por Koch. Ehrlich inició sus trabajos en el campo de la quimioterapia determinando la selectividad de las sustancias colorantes por células y tejidos específicos para luego evaluar sus posibles propiedades terapéuticas sobre microbios patógenos.

 

Cuando en 1865, Pasteur expone su teoría de los germénes como agentes causales de las enfermedades infecciosas, el médico británico Joseph Lister (1827 -1912) se desempeñaba como cirujano de la Enfermería Real de Glasgow, y conocía que el 45 -50% de las amputaciones que practicaba terminaban en la muerte como resultado de la sepsis de las heridas. La visión de Pasteur le hizo considerar que los microbios en el aire eran la causa de la putrefacción en las heridas.  Para 1869,  Lister había inventado un spray de ácido carbólico (hoy llamado fenol) cuya disolución actuaba como desinfectante. A pesar de cierta oposición inicial, sus demostraciones públicas convencieron a la comunidad de cirujanos de la importancia de aplicar sus métodos. Hacia 1878, Koch demostraba la utilidad de tratar con vapor los instrumentos quirúrgicos. En 1891, abrió las puertas en Londres, el primer Instituto de Medicina Preventiva.

 


La actividad científica del científico francés Louis Pasteur (1822 – 1895) quien recibió la calificación de mediocre en su Tesis de Grado, cubre más de tres décadas de la segunda mitad del siglo y es gestora de nuevos ámbitos del conocimiento científico. En sus investigaciones sobre el carbunco descubre  el poder antibiótico de algunas bacterias saprofíticas sobre el bacilo, lo que constituye el primer antecedente de la era de los antibióticos, y llega a desarrollar  en 1881 una vacuna eficaz para prevenir la enfermedad. Pronto se inscribiría en el orden del día histórico las investigaciones sobre los antibióticos.

Los problemas socioeconómicos de un contexto, el desarrollo de la época y

el talento de  Pasteur  constituyeron  fuerzas  motrices para desatar un complejo proceso  que representa la etapa fundacional de una nueva ciencia: la microbiología.

Imagen: www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/Louis_Pasteur.html


 

La teoría edificada en 1838 - 1839 por el botánico Matthias Jakob Schleiden (1804 – 1881) y el fisiólogo Theodor Schwann (1810 – 1882) que reconoce la célula como unidad de estructura y función de los organismos vivos constituyó un estímulo para el asalto a la composición química de las sustancias contenidas en las estructuras celulares. Schwann es considerado fundador de la histología moderna y pionero en aplicar la teoría celular a la evolución,  mientras que su colega Schleiden es reconocido como el padre de la embriología. Sus trabajos contribuyeron a unificar la botánica y la zoología bajo una teoría común. Sin embargo, el nuevo método propuesto por Scheleiden para estudiar la estructura de las plantas a través del microscopio fue desestimado por sus contemporáneos empeñados aún en la clasificación tradicional.

 


Medio siglo después de la publicación de la teoría celular el eminente científico español Santiago Ramón y Cajal (1852-1934)  descubre, durante su período de ejercicio catedrático en la Universidad de Barcelona, la estructura de las células nerviosas y anticipa  los mecanismos de la transmisión de los impulsos nerviosos.  En 1906 comparte el Premio Nobel de Medicina con el citólogo italiano Camillo Golgi (1844 - 1926).

La vida de Cajal se relaciona con Cuba de manera trágica. Enrolado en el servicio médico militar viene a la isla en una expedición en 1874-1875, cuando  se  libraba  la  primera  gesta  de  independencia  conocida  por  la

"Guerra de los Diez Años". En los campos de la Cuba Insurrecta enferma de malaria, disentería y finalmente de la tuberculosis que lo hiciera padecer toda su vida.

Imagen: http://redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/efemerides/mayo/interna/euro1.htm


 

Cuando en 1866 sale de imprenta el Boletín de la Sociedad de Ciencias Naturales de Brno con el artículo “Experimentos con plantas híbridas”, firmado por el monje checo Gregor Mendel (1822 – 1884), quedaban establecidas las primeras leyes que explican el mecanismo por el cual las características de los progenitores se transmiten a sus descendientes. Sus experimentos constituyen un ejemplo de la traslación a las ciencias biológicas del paradigma de las investigaciones cuantitativas de las ciencias físicas.  De la aplicación de la estadística a los resultados experimentales obtenidos en el cruzamiento de plantas,  Mendel deduce que cada uno de los caracteres del organismo está determinado por un par de “factores”, que son aportados uno por cada progenitor. Estas “unidades hereditarias” no se mezclan, sino se transmiten con toda la información sólo que uno de los factores resulta dominante sobre el otro. Pero el acto fundacional de la Genética no fue “registrado” por la Comunidad Científica hasta principios del siglo XX. 

 

Con el teñido de las células por los colorantes derivados de la anilina  sintetizados en el verano de 1856 por el químico británico William Perkin (1838 – 1907), el médico alemán Walter Flemming (1843 – 1905)  pudo observar al microscopio la existencia en el núcleo de estructuras en forma cambiantes, que absorbían fuertemente el colorante, a las cuales nombró cromatina. Lo más trascendente de su hallazgo fue revelar en 1884 que durante la mitosis celular tales estructuras adoptan forma de cintas y se dividen longitudinalmente en dos mitades idénticas. Se ofrecía el primer resultado experimental que acusaba la existencia de estructuras en el núcleo que se segregaban en pares a las células hijas durante la división celular. Especialmente útil habría sido para Fleming haber contado con los resultados de Mendel y relacionar sus factores con las mitades de las estructuras en cintas pero esta posibilidad no fue dada entonces por la historia. Tocaba a las puertas del conocimiento humano la teoría cromosómica de la herencia.

 


"On the Origin of Species by Means of Natural  Selection,  or  The 
Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life",  publicada en 1859, se agotó el primer día que salió a la calle. 
Charles Darwin (1809 - 1882) había consagrado a esta obra veinte años luego de un recorrido por el mundo durante más de un lustro que lo convertiría de joven estudiante de teología en apasionado investigador de la naturaleza.

En la Introducción a su libro había escrito: "Mi trabajo  está ahora (1859)  casi terminado,  pero  como me tomará  muchos más años completarlo, y como mi salud no está muy bien, me siento urgido a publicar este resumen..."

Se ha dicho que el pensamiento moderno está unido al evolucionismo de Darwin. 


En tanto Cajal se encuentra estudiando la fisiología de las neuronas, el científico ruso Ivan Pavlov (1849 -1936) descubre los reflejos condicionados y desarrolla nuevos métodos que suponen una revolución en las investigaciones fisiológicas  durante  el período de 1891 - 1900. Conduciendo los experimentos con el uso extensivo de fístulas que permitieron observar directamente el funcionamiento de los órganos bajo condiciones relativamente normales, Pavlov demostró que el sistema nervioso juega un  rol dominante en el proceso digestivo y este descubrimiento es la base de la moderna fisiología de la digestión.  Mereció por este descubrimiento en 1904 el Premio Nobel de Medicina y Fisiología.

 


En la naciente tradición de la biofísica destaca la obra del físico alemán  Herman von Helmholtz (1821 - 1894). Helmholtz representa el investigador incansable, capaz de estudiar cuantitativamente  el  fenómeno  del  calor  animal, y  las  fuerzas  eléctricas  asociadas  al  movimiento muscular.  Su penetración en la fisiología de la visión se tradujo en la más importante obra que se conoce sobre este campo - "Physiological Optics", y en la invención del oftalmoscopio, instrumento de inestimable valor en medicina.

En su vida personal  conoce  la  muerte de su primera esposa y de su único

hijo varón. Helmholtz fallece a los 73 años, cuando se mantenía como profesor de Física de la Universidad de Berlín y ocupaba el cargo de director del Instituto Físico- Técnico de Charlottenburgo, cerca de Berlín. Es uno de los primeros biofísicos de la Historia.

Imagen: www.corrosion-doctors.org/Biographies/HelmholtzBio.htm


 

Al correr las cortinas del siglo XIX el avance de las Ciencias podía calificarse de colosal.

 

El desarrollo del instrumental matemático permitió la formalización de la Termodinámica Estadística y la Teoría Electromagnética, y  va a cimentar el despegue en la próxima centuria de la Informatización y de la Mecánica Cuántica.

 

La Física siguió promoviendo el desarrollo de otras ciencias. Las zonas de interpenetración continuaron ensanchándose y ya a fines de siglo la Física – Química exhibía notables adelantos como corpus de conocimientos, se consolidaba como área de trabajo de personalidades e instituciones y fomentaba numerosos progresos en el orden práctico.  El paradigma atómico en el ámbito químico sienta las bases teóricas que iluminan  la aparición de los primeros productos sintéticos y de una nueva industria que persigue superar las cualidades de los productos naturales. El dominio de la electricidad empujó el descubrimiento de más elementos químicos en unas décadas que en todo la práctica humana anterior. Los avances en la espectroscopia y en óptica permitieron una nueva mirada hacia el cosmos y descubrieron la composición de estrellas, galaxias y nebulosas, demostrando la unidad material del universo.

 

En la incursión hacia el mundo microscópico la Física y la Química fueron aliadas estratégicas de la Biología aportando instrumentos y visiones para comprender los procesos de los seres vivos. El asalto a la composición y estructura de importantes biomoléculas hacia fines del siglo pronosticaba la conquista de los misterios de la vida como tarea integradora de las ciencias del siglo XX.

 

En su relación con la práctica y la innovación tecnológica, la Termodinámica ofreció los fundamentos de los sistemas llamados máquinas térmicas y de los mecanismos de refrigeración; pero lo más trascendente del siglo serían los avances en la Teoría Electromagnética que trajo una nueva concepción del cuadro físico del mundo y posibilitó una lluvia de inventos eléctricos que transfiguraron la comunicación y la existencia humana.

 

Del lado de la técnica 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... 

 


Justamente dos siglos después de la publicación de los Principia de Newton, en 1887 surge la necesidad de revisar la validez universal de la Mecánica Clásica. La primera hipótesis correctora aparece en boca del brillante físico holandés, profesor de la Universidad de Leiden, Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) y del físico irlandés George Francis FitzGerald (1851 – 1901)  postulando que cuando un objeto se mueve a velocidades próximas a la velocidad de la luz se produce una contracción de su longitud. Para móviles terrestres animados de velocidades muy  pequeñas  en  comparación  con  la velocidad de la luz esta hipótesis carece de de significación pero para

 fenómenos astronómicos las correcciones relativistas adquieren  importancia. La evolución de las ideas de Lorentz, ya a principios del siglo XX, le permite deducir la transformación de las coordenadas del espacio y del tiempo «transformación lorentziana». Corresponde al físico holandés el mérito histórico de iniciar el proceso de reevaluación de los límites de aplicación de la Mecánica Clásica, tarea a la cual consagra su actividad el genio alemán Albert Einstein.

Imagen:  http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-h_lorentz.htm


 

 BIBLIOGRAFÍA

 

Alba Andrade Fernando (1997): El desarrollo de la Tecnología. La aportación de la Física. Fondo de Cultura económica. México.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/23/htm/desarro.htm

 

Auer Georg (2006):  European Automotive Hall of Fame. Automotive news Europe.

Karl Benz. A genius whose three-wheeler is seen as the first car.

http://www.autonews.com/files/euroauto/inductees/benz.htm

Rudolf Diesel. Renaissance man set the automobile industry on fire.  

http://www.autonews.com/files/euroauto/inductees/diesel.htm

Nicolaus A. Otto The foundation of modern engine.

http://www.autonews.com/files/euroauto/inductees/otto2002.htm

 

Ausejo E., Hormigón M (2002): Historia de las Ciencias y las Técnicas. Cronología. Universidad de Zaragoza. http://www.campus-oei.org/salactsi/historia.htm

 

Bennet Clark (2005): Julius Robert von Mayer. Founding Fathers of Relativity.  

University of South Dakota.

http://www.usd.edu/phys/courses/phys300/gallery/clark/vonmayer.html

 

Bertomeu, José R. (2001): Historia de la Química. Universidad de Valencia.

http://www.uv.es/~bertomeu/ 

 

Bowden Mary Ellen (2005): Chemical Achievers: The human Face of the Chemical Science. Chemical Heritage Foundation. 

Archibald Scott Couper and August Kekulé von Stradonitz

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/chemsynthesis/couper-kekule.html

The Path to the Periodic Table

Amadeo Avogadro

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/periodic/avogadro.html

Stanislao Cannizaro

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/periodic/cannizzaro.html

John Dalton

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/periodic/dalton.html

Theory and production of gases

Joseph L. Gay-Lussac

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/gases/gay-lussac.html

Alfred Nobel

http://www.chemheritage.org/classroom/chemach/gases/nobel.html

 

Bradshaw Gary (2002): Airplanes Inventors. Otto Lilienthal. The Wright House. University of Maryland.

http://www.wam.umd.edu/~stwright/WrBr/inventors/Lilienthal.html

 

Braun Eliezer (1992): Electromagnetismo de la Ciencia a la Tecnología. Fondo de Cultura Económica. México.

VI. Campo eléctrico y campo magnético. VII El electroimán, motores y generadores de electricidad. VIII. El telégrafo. IX Desarrollo de las máquinas eléctricas. X La iluminación eléctrica. XI El transformador. XIV Maxwell, la síntesis del electromagnetismo…XV Hertz . Ondas electromagnéticas.

 

Bulbulian S. (1996): 1 El descubrimiento de la radiactividad. La Radiactividad. Fondo de Cultura Económica. México.

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/42/htm/radiacti.htm

 

Campbell L, Garnett W. (1882): The life of James Clerk Maxwell. Mac Millan and Co. London. 1997 Sonnet Software, Inc. http://www.hrshowcase.com/maxwell/directory.html

 

Carmona G. et al (1995): Michael Faraday: un genio de la Física experimental. Fondo de la Cultura Económica. México. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/136/htm/faraday.htm

 

California Energy Commission (2002): A Gallery of Energy Pioneers.

http://www.energyquest.ca.gov/scientists/

John Frederic Daniell

http://www.energyquest.ca.gov/scientists/daniell.html

Edwin Laurentine Drake

http://www.energyquest.ca.gov/scientists/drake.html

 

Davidson Michael W. (2003): Pioneers in Optics.  Timeline in Optics. Florida State University.

http://micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/index.html

Ernest Abbe

micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/abbe.html

Giovanni Baptiste Amici

micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/amici.html

Jean Bernard Leon Foucault

micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/foucault.html

John Herschel

micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/jherschel.html 

William Henry Fox Talbot

micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/talbot.html

 

Díaz Pazos Patricio (2002): Biografías. A Horcajadas en el Tiempo.

Thomas Young. http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-t_young.htm

William Herschel http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-w_herschel.htm

William Thomson (Lord Kelvin) http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-w_thomson.htm

Carl Friedrich Gauss.http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-c_gauss.htm

Hans Christian Oersted.http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-h_oersted.htm

Hendrik Antoon Lorentz

http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-h_lorentz.htm

 

Durstling Hans (1997): Abraham Gesner: A father of petroleum. Part I and Part II. The Eclectic Lapidary. Volume I number 6. 5/01/97, y Volume I number, 7, 6/01/97.

http://www.bovagems.com/eclectic/HTML/19970501_0597ABEGEN.html

http://www.bovagems.com/eclectic/HTML/19970601_0697DURST.html

 

De la Selva, Teresa (1993): De la Alquimia a la Química. Fondo de Cultura Económica. México. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/118/htm/alquimia.htm

 

Departamento Física  Matemática (2000): James Prescott Joule. Biografías. Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra. http://rsta.pucmm.edu.do/tutoriales/fisica/biografias/Joule.htm

 

Edison Exploratorium (2006): The Pioneers. Honoring the Scientists and Engineers who Advanced Electrical and Related Technology.

William Stanley.

http://www.edisonexploratorium.org/bio/WilliamStanley.htm

Joseph Henry

http://www.edisonexploratorium.org/bio/JosephHenry.htm

Nikola Tesla

http://www.edisonexploratorium.org/bio/NikolaTesla.htm

 

Egan Greg (2006):  Jules Henri Guiffard. The pioneers: an anthology.

http://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/giffard.html

 

Enciclopedia Encarta (2006): 3 El Siglo XIX. "Aviación." Microsoft® Encarta® 2006 [DVD].

Microsoft Corporation, 2005.

 

EucheMS (2005): 100 Distinguished European Chemists. European Association for Chemical and Molecular Sciences.

http://www.euchems.org/Distinguished/19thCentury/index.asp

Gay-Lussac Louis Joseph (1778 -1850)

http://www.euchems.org/Distinguished/19thCentury/gaylussac.asp

Ramsay, William (1852-1916)

http://www.euchems.org/Distinguished/19thCentury/ramsay.asp

 

Figurovski N. A. (1989): 6. El surgimiento de la atomística química. 70 – 73. 8. El desarrollo ulterior de la atomística química. 80 – 89.  Historia de la Química. Editorial Pueblo y Educación. La Habana.

 

Flores Valdés J., Menchaca Rocha A. (1995): Capítulo II. La Física y la Química del siglo XIX. La Gran Ilusión IV. La fusión fría. Fondo de la Cultura Económica. México. omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/110/htm/lagran4.htm 

 

Fröman N (1996):  Marie and Pierre Curie and the Discovery of Polonium and Radium. Nobel e-Museum.  http://www.nobel.se/physics/articles/curie/

 

García L.C. (1997): De la máquina de vapor al cero absoluto. Capítulo I Bosquejo histórico. Fondo de Cultura  Económica. México. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/05/htm/maqvapor.htm

 

Gray Carol (2003): John Stringfellow (1799 – 1873). Flying Machines.

http://www.flyingmachines.org/strng.html

 

Golovanov Y. (1990): Semblanzas de grandes hombres de ciencia. Editorial Progreso. Moscú.

Bútlerov (1828-1886) p30-33

Lobachevski (1792-1856) p 194-198

Mendeléiev (1834 -1907) p 215-219

Pávlov (1849 -1936) p 245-248.

 

Grigorian A. T., Polar L.S. (1962): Las ideas básicas de la Física. Ediciones Pueblos Unidos S.A.  Montevideo.  

 

Katz Eugenii (2005): Famous Electrochemists. Department of Chemistry. The Hebrew University of Jerusalem Givat Ram.  Jerusalem.  

William Sturgeon (1783 - 1850)

http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/sturgeon.html

Lucien H. Gaulard (1850 -1888)

http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/gaulard.html

 

Kudriavtsev P.S. (1962): Las ideas básicas de la Física: ensayos sobre su desarrollo. Ediciones Pueblos Unidos. Montevideo.

El desarrollo de las ideas de la termodinámica y de la atomística.  

El desarrollo de la teoría del campo electromagnético.

 

Kuhn, T.S. (1982): La estructura de las revoluciones científicas. Fondo de Cultura Económica. México.

 

Lasker Foundation (2006): Genetics Timeline. A Dictionary of Scientists, Oxford University Press.

More about Johann Friedrich Miescher.

http://www.laskerfoundation.org/rprimers/gnn/timeline/1869a.html

More about Walther Fleming.

Contributions to the Knowledge of the Cell and Its Vital Processes, Part II, by Walther Flemming. 

http://www.laskerfoundation.org/news/gnn/timeline/1882a.html

 

Leggat Robert (2000): A History of Photography. The beginnings of Photography. http://www.rleggat.com/photohistory/

 

NCAR (2005): Solar Physicists. High Altitude Observatory. National Center of Atmospheric Research (NCAR)

Joseph von Fraunhofer.

http://www.hao.ucar.edu/Public/education/bios/fraunhofer.html

Johann W. Ritter http://www.hao.ucar.edu/Public/education/bios/jwritter.html

William Hyde Wollaston 

http://www.hao.ucar.edu/Public/education/bios/wollaston.html

 

Nobel e-Museum (2004): From Nobel Lectures, Chemistry 1901-1921. The Official Web Site of Nobel Foundation.

http://www.nobel.se/chemistry/index.html. 

Jacobus Henricus van't Hoff

 http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1901/van'thoff-bio.html

Svante August Arrhenius

http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1903/arrhenius-bio.html

William Ramsay 

http://nobelprize.org/chemistry/laureates/1904/ramsay-bio.html

 

Nobel e- Museum (2004): From Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1901-1921. The Official Web Site of  Nobel Foundation.. http://nobelprize.org/medicine/index.html

Santiago Ramón y Cajal

http://nobelprize.org/medicine/laureates/1906/cajal-bio.htm

Ivan Pavlov

http://nobelprize.org/medicine/laureates/1904/pavlov-bio.htm

Robert Koch (1843-1910)

http://nobelprize.org/medicine/laureates/1906/koch-bio.htm

 

Nobel e-Museum (2004): From Nobel Lectures, Physics 1901-1921. The Official Web Site of  Nobel Foundation. Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1965. http://nobelprize.org/physics/index.html

Guglielmo Marconi

nobelprize.org/physics/laureates/1909/marconi-bio.html 

Karl F. Braun

nobelprize.org/physics/laureates/1909/braun-bio.htm

Jean Baptiste Perrin

nobelprize.org/physics/laureates/1926/perrin-bio.html

John William Strutt Rayleigh

nobelprize.org/physics/laureates/1904/rayleigh-bio.html

Wilhelm Roentgen

nobelprize.org/physics/laureates/1901/rontgen-bio.html

Joseph John Thomson

nobelprize.org/physics/laureates/1906/thomson-bio.html

 

Nobel Alfred Bernhard (1895): Alfred Nobel's Will. París, 27 de noviembre de 1895.

http://nobelprize.org/nobel/alfred-nobel/biographical/will/will-full.html

 

Nuñez J. (2000): La ciencia y la tecnología como procesos sociales. Lo que la educación científica no debe olvidar. La Habana. http://www.campus-oei.org/salactsi/nunez00.htm#9

 

Office of Radiation, Chemical & Biological Safety (2002): Figures in radiation history. Michigan State University. Pierre and Madame Curie.  

http://www.orcbs.msu.edu/radiation/radhistory/pierremariecurie.html

 

O'Connor J. J., Robertson E. F. (2000): School of Mathematics and Statistics. University of St Andrew. Scotland.

Dominique F. J. Arago

http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Arago.html

John Couch Adams

http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Adams.html

Ludwig Boltzmann.

http://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/~history/Mathematicians/Boltzmann.html

Charles Babbage  

http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Babbage.html

André Marie Ampere.  

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/Mathematicians/Ampere.html

Benoit Paul Emile Clapeyron

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Mathematicians/Clapeyron.html

Christian Johan Doppler

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/ history/Mathematicians/Doppler.html

George Francis FitzGerald

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/ history/Mathematicians/FitzGerald.html

Urbain-Jean-Joseph Le Verrier

http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/ history/Mathematicians/Le_Verrier.html

 

Pasachoff Naomí (1996): Marie Curie and the science of radioactivity. Oxford University Press. The Center for History of Physics: A division of The American Institute of Physics (AIP).

http://www.aip.org/history/curie/contents.htm

 

Paredes H. (2001): Historia de Georg Cantor. Teoría de Conjuntos. Aula Virtual de Matemática. http://sipan.inictel.gob.pe/internet/av/cantor.htm

 

Perich Campana Danny (2001): Carl Gauss. Historia de la Matemática. Sector matemática; Municipalidad de Punta Arenas. Chile. http://www.sectormatematica.cl/biografias/gauss.htm

 

Pees Samuel T. (2004): Benjamín Silliman Jr. Oil History. http://www.oilhistory.com/pages/drake/players.html

 

Rhee Yon Seung (2003):  Pioneer Profiles. About BioTech. Access Excellence. The National Health Museum. Washington. D.C.   

Gregor Mendel  

http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/Gregor_Mendel.html

Louis Pasteur

http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/Louis_Pasteur.html

 

Roberge Pierre R. (2000): Who’s Who in Electrochemistry. http://www.corrosion-doctors.org/

Jöns Jacob Berzelius

http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/BerzeliusBio.htm

Robert Bunsen (1811- 1899)

http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/BunsenBio.htm

Davy, Sir Humphry, Baronet.

http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/DavyBio.htm

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/HertzBio.htm

 

Ribnikov K (1987): 7.1 Sobre el carácter del desarrollo de las matemáticas en el siglo XIX. Historia de las Matemáticas. Editorial MIR. Moscú.

 

Smith Williams Henry (1904): Modern Development of the Physical Sciences. A History of Science. Volume III.

Chapter VI: Modern Theories of Heat and Light.

http://www.worldwideschool.org/library/books/sci/history/AHistoryofScienceVolumeIII/chap42.html

Chapter VII: The Modern Development of Electricity and Magnetism

http://www.worldwideschool.org/library/books/sci/history/AHistoryofScienceVolumeIII/chap46.html

Chapter VIII: The Conservation of Energy

http://www.worldwideschool.org/library/books/sci/history/AHistoryofScienceVolumeIII/chap52.html

 

Universidad Católica de Chile (2004): La teoría celular. XIII Medicina de la 1ª Mitad del Siglo XIX. Apuntes de Historia de la Medicina. Escuela de Medicina. Pontificia. Universidad Católica de Chile.

http://escuela.med.puc.cl/publ/HistoriaMedicina/SigloXIXTeoriaCelular.html 

 

Verdugo Pamela (1997): Evariste Galois. Los matemáticos y su Historia. Universidad de Santiago de Chile.  http://www.mat.usach.cl/histmat/html/galo.html