Las aportaciones de Benjamin Franklin, primer científico americano que se conoció en Europa, no son a la máquina eléctrica en concreto sino a la electricidad. Pero fueron tan importantes que se merece un capítulo aparte.

En el ecuador de su vida, retirado de los negocios, comienza a interesarse por la electricidad gracias a las cartas que recibe de Europa acompañadas, a veces, de artilugios para la experimentación. Es así como comienza a trabajar en Filadelfia con botellas de Leyde y observa, como habian hecho anteriormente otros científicos, las chispas luminosas y los crujidos que éstas producían. Fruto de estas observaciones se le ocurre la idea de que estos fenómenos sean equivalentes a pequeños rayos con sus correspondientes truenos, pudiendo ser por lo tanto los rayos un intercambio entre las nubes y la Tierra las cuales formarían una gigantesca botella de Leyde.

Esta idea la intentó comprobar mediante el archiconocido experimento que le haría mundialmente famoso: el experimento de la cometa.

Para ello construyó una cometa, con una varilla metálica a ella sujeta, y la hizo volar reteniéndola mediante un largo hilo de seda aislante. Junto a uno de sus hijos esperó una tormenta en un parque público de Filadelfia, concretamente un día de junio de 1752, con una llave metálica atada al extremo del hilo de seda. La varilla metálica tenía por misión captar la electricidad del cielo y la llave recogerla. En un momento determinado Franklin y su hijo observan que al acercar la mano a la llave saltan chispas como las producidas por las botellas de Leyde. Repiten la prueba varias veces y se repite el fenómeno pero cada vez más violento a medida que la lluvia cae y moja el hilo de sujeción que cada vez es mejor conductor. Se había demostrado la naturaleza eléctrica del rayo y su posibilidad de captura.

Sin embargo, para desmitificar la historia, no fue Franklin el primero en llegar a esta conclusión por métodos experimentales. No fue en América, sino en Francia, donde se realizó la demostración experimental. Gracias a los escritos que Benjamin Franklin mantenía con científicos ingleses, sobre todo con Peter Collinson, sus ideas eran conocidas y respetadas en el viejo continente curiosamente a partir de sus traducciones al francés (de alguna forma la prepotencia del Imperio Británico no permitía aceptar que los trabajos hechos en las colonias estuvieran a la altura de las investigaciones realizadas en Inglaterra, por lo que durante mucho tiempo los descubrimientos de Franklin fueron vetados en las publicaciones oficiales de la Royal Society).

La lectura de las ideas emitidas por Franklin llevaron a los franceses George de Buffon, Delor y Thomas Dalibard a realizar un experimento en Marly-La-Ville para confirmar estas ideas. Instalaron una varilla metálica de alrededor de 12 m de altura, soportada por una estructura de madera de tres patas. La varilla metálica aislada del suelo mediante botellas desprendía fuertes descargas al acercársele un cuerpo metálico mientras se producía la tormenta. Este experimento se produjo el 10 de mayo de 1752 a las 14:30 h, e hizo huir  despavoridos a los campesinos presentes. Tres días después Thomas Dalibard lo comunica a la Academia de Ciencias de París.

Esta historia fue contada quince años más tarde por el  químico inglés Joseph Priestley, al que se la confirmó el mismo Franklin.

De todas formas, tanto los franceses como los americanos, tuvieron mucha más suerte que su colega ruso el profesor Reichman de San Petesburgo. Este había instalado en el tejado de su casa un pararrayos para captar la electricidad atmosférica y llevarla a una esfera que hacía las veces de botella de Leyde situada en su gabinete. El día 6 de agosto de 1753, un año después de las anteriores experiencias, una descarga lo fulminó en presencia del estupefacto asistente.

¿Sería el primer mártir en aras de la ciencia eléctrica?

De estas experiencias Franklin sacó importantes conclusiones para el avance de la electricidad (por ejemplo el invento del pararrayos), pero hay que destacar la siguiente: se aceptaba la existencia de dos tipos de electricidad; la vítrea y la resinosa.

Franklin comprobó que al frotar y electrizar dos varillas de ámbar se repelían lo mismo que si se hacía con dos de vidrio. Sin embargo una de estas varillas de ámbar atraía a una de vidrio sin ambas estaban electrizadas. Concluyó que, al igual que en el magnetismo, polos iguales se repelen y distintos se atraen, electricidades distintas se atraen e iguales se repelen. Franklin postuló que no es que existiesen dos tipos de electricidad sino que ésta era un “sutil fluido” que podía presentarse en defecto o en exceso. Así un cuerpo con exceso atraía a otro con defecto, neutralizándose, con lo que el proceso estaba acompañado de cargas (rayos) y ruidos (truenos). Propuso que el exceso se denominara positivo y en consecuencia el defecto negativo.

Cuando siglo y medio después Thompson (1856-1940) asoció la electricidad con las partículas subatómicas, especialmente con el electrón, se justificó las ideas de Franklin. El ingeniero eléctrico de hoy, al igual que el científico americano, establecen el criterio de que la corriente eléctrica circula del polo positivo (exceso de electricidad) al polo negativo (defecto de electricidad) en los circuitos. Sin embargo en física se sabe que lo que circulan son los electrones (negativos) y por lo tanto lo hacen al revés.

El error de Benjamin Franklin fue considerar que los cuerpos que tienen un defecto de electrones tienen un exceso de electricidad (positivos) y viceversa, es decir, los excedentes de ellos son deficientes de electricidad (negativos). La equivocación fue importante pero superó la etapa de las dos electricidades para pasar a la situación de que la electricidad tiene dos estados.

Sus experimentos, preguntas y respuestas a los fenómenos eléctricos están recogidos en forma epistolar sobre todo a Peter Collinson, pero también a John Mitchell, Golden, Kimnersley y al público en su obra, ya traducida, “Experimentos y observaciones sobre electricidad”. Con este título se recopilaron y editaron en Londres los escritos que sobre este tema escribió Franklin. En principio se publicaron en tres partes. La primera apareció en 1751, la segunda en 1753 y la tercera en 1754. Los trabajos reunidos en esta obra no es lo único que escribió sobre el tema. En la misma época o con posterioridad escribió algunos textos que sin embargo no aportan nada nuevo ya que sólo aclaran o matizan los aspectos básicos. En “Experimentos y observaciones sobre electricidad”, además de sus cartas, aparecen escritos que no salieron de su pluma, como son las contestaciones que recibió de otros científicos pero que desde el primer momento fueron incorporados a la obra y son imprescindibles para entender su labor en el terreno experimental de la electricidad.

Sin lugar a dudas la aparición de Franklin trajo consigo mayores beneficios para la sociedad que la del famoso Marshall de la mítica película de Berlanga…

Continuará…

Pieter van Musschenbroek (1692-1761) nació y murió en Leiden, Holanda. Hijo de un fabricante de instrumentos científicos, estudió varios idiomas y en 1718 se doctoró en medicina.  En 1719 finalizó sus estudios de filosofía. Luego de enseñar matemáticas, filosofía y medicina en Duisburg y Utrecht retornó a la Universidad de Leiden como profesor (donde mantuvo su cátedra hasta su muerte en 1761). Fue allí donde comenzó a interesarse por la electrostática.

Su trascendental descubrimiento, la botella de Leiden, incrementó su fama y renombre. La Sociedad Real de Londres y la Academia Francesa de Ciencias lo reconocieron como miembro y, en 1754, fue nombrado profesor honorario de la Academia Imperial de Ciencia, en San Petesburgo. Fue autor de numerosos textos académicos que reflejaron toda una vida dedicada al estudio.

Fue en Londres, a dónde se había desplazado para ampliar sus estudios, donde conoció al gran Isaac Newton el cual le influyó enormemente. Hasta tal punto fue su influencia que tiempo después, siendo ya van Musschenbroek uno de los químicos más célebres de la época, contribuyó de forma muy activa a la introducción de Isaac Newton en Holanda y en toda Europa.

También fueron muy notables sus experimentos en física, que ejercieron una influencia muy destacada en el desarrollo de esta ciencia: trabajó especialmente en las atracciones magnéticas, así como en la refracción de la luz de la que fue el primero en enunciar sus leyes.

A él se le deben la observación de un gran número de datos metereológicos, así como la terminación y publicación de los trabajos de Snellius, relativos a la medición de un grado del meridiano. Entre sus inventos más célebres están el pirómetro (dispositivo capaz de medir la temperatura de una sustancia sin necesidad de estar en contacto con ella) y, sobre todo, junto Andrea Cuneus (1712-1788), la botella de Leyde en lo que sería uno de los múltiples descubrimientos “compartidos” de la Historia de la Electricidad;

A principios del siglo XVIII nadie había descubierto que la electricidad podía ser almacenada, ni generada por otro medio que los dispositivos de fricción. Pero muy pronto dos experimentadores, Ewald Georg von Kleist de Pomerania y Pieter van Musschenbroek de Holanda, descubrieron independientemente lo que desde entonces ha sido conocido como la botella de Leiden. 

Von Kleist descubrió que una botella que contenga un clavo sumergido en alcohol o mercurio podía almacenar cargas eléctricas, las cuales eran generadas por una máquina de fricción. Su dispositivo era capaz de retener las cargas por varias horas y producía un fuerte shock al contacto con el cuerpo humano. Estas experiencias ocurrieron en octubre de 1745 y después de unos meses de estudio, Von Kleist envió un reporte a varios científicos. Sin embargo, parece que ninguno de éstos pudo reproducir su experimento y quizás por esta razón, el descubrimiento del oscuro clérigo de Pomerania fue menospreciado.

El experimento de Musschenbroek tuvo lugar casi al mismo tiempo que el de von Kleist, pero la gran reputación del primero aseguró una mejor recepción de su hallazgo por parte de otros eruditos. Así, cuando este renombrado profesor de Leiden hizo público su experimento, el aparato empleado en el mismo fue designado como la “botella de Leiden”. El antecedente de los modernos condensadores.

La botella de Leiden de Musschenbroek era un envase de vidrio tapado y lleno de agua, con un alambre o clavo que atravesaba el tapón y hacía contacto con el líquido. La botella era cargada sosteniéndola con la mano y conectando el extremo expuesto del alambre a una fuente de electricidad, generalmente una máquina electrostática. Si se interrumpía el contacto entre el alambre y la fuente eléctrica para tocar el primero con la mano libre, ocurría una descarga que provocaba un violento shock en el experimentador. Este prototipo pronto evolucionó a un modelo cubierto con láminas metálicas por dentro y fuera que reemplazaban el agua. Una vara de latón con una esfera en un extremo atravesaba la tapa y, mediante una cadena, se conectaba a la lámina de metal interna. La descarga completa del dispositivo ocurría empleando una varilla en forma de arco. Cuando un extremo de este descargador tocaba la lámina externa y el otro se acercaba a la esfera de la tapa, una chispa pasaba entre la bola y el descargador. Estos dispositivos, aunque muy sencillos, representaron un enorme avance en la Historia de la Electricidad. Fueron los primeros condensadores y, como tales, podían acumular cargas eléctricas. Los investigadores habían estado obteniendo estas cargas mediante fricción desde hacía años; ahora tenían dónde almacenarlas. El nombre de condensador proviene de las ideas del siglo XIX sobre la naturaleza de la carga eléctrica, la cuales asimilaban dicha carga a un fluido que, tras su condensación, podía almacenarse en un dispositivo adecuado como la botella de Leiden.

Pero el trabajo de Pieter van Musschenbroek no se limitó a la famosa botella de Leiden, sino que publicó numerosos trabajos en las memorias de las numerosas academias de ciencias a las que perteneció, destacando las de: París, Berlín, Londres o San Petesburgo.

Además, uno de sus hermanos, Juan Josten (1660-1707), confeccionó gran número de los instrumentos utilizados por el propio Pieter, mientras que otro se dedicó también a la mecánica construyendo gran cantidad de instrumentos que fueron descritos en una obra clásica sobre el tema: “Liste de Diverses Machines de Physique et de Mathematiques” publicada junto la traducción al francés de “Elementa Physiques” del propio Pieter.

Sin duda alguna una familia ideal para salir en el “Sálvame de luxe” y otras lindezas de nuestros tiempos, donde tanto se admira la investigación, la ciencia, la inteligencia…

Continuará…

A mediados del siglo XVIII ya se sabe producir electricidad con relativa facilidad y tal vez lo que es más interesante, cómo conservarla.

La “máquina eléctrica” evoluciona en formas pero sobre todo en tamaño y en mecanismos (correas, manivelas, frotadores, etc) para un mejor aprovechamiento del esfuerzo empleado en su accionamiento y conseguir una mayor cantidad de fluido eléctrico que se puede envasar en recipientes o botellas de Leyde.

Como la cantidad de electricidad crece con las dimensiones de los generadores electrostáticos también lo ha de hacer la capacidad de los acumuladores. Las pequeñas botellas iniciales aumentan hasta recipientes de considerables dimensiones y cuando también éstos se quedan pequeños se forman baterías uniendo las láminas metálicas interiores entre sí, mediante cables, y haciendo lo mismo con las exteriores. No se trata de otra cosa que lo que hoy conocemos como una asociación de condensadores en paralelo donde la capacidad del conjunto es la suma de las capacidades de los componentes.

En los grabados de la época se puede ver como cronológicamente las primeras “máquinas eléctricas”, superada la bola de azufre, van evolucionando en esferas, cilindros y sobre todo discos de vidrio, que giran sobre un eje horizontal y se cargan por el rozamiento de frotadores que presionan sobre las superficies en rotación.

Existen infinidad de dibujos que describen estas máquinas que proliferaron en el siglo XVIII y los museos de ciencia exhiben toda una gran variedad de ellas con datos sobre sus características y prestaciones.

A título de ejemplo se va a describir la más grande de todas las construidas y que se conserva en perfecto estado en el Teylers Museum (es el museo más antiguo de Holanda (1778),  fundado por el mecenas Pieter Teyler van der Hulst (1702-1778), del que fue su primer director e impulsor Martinus van Marum) de la ciudad holandesa de Haarlem a unos 14 km de Amsterdam.

Montada sobre una mesa de 1,70 m de anchura por 0,75 m de profundidad y 0,92 m de altura, sostenida por 6 patas de vidrio de 5,7 cm de diámetro, está constituida por dos discos gemelos de 1,65 m de diámetro, también de vidrio, separados 19 cm el uno con el otro.

Sobre la mesa se apoyan cuatro pilares de vidrio que soportan los discos atravesados por un eje y sostenido por estos pilares.

Los discos son frotados por cuatro almohadillas de tafetán que presionan el vidrio. Un doble manubrio soportado por una estructura de madera que se apoya en otra mesa movía, por la acción de dos hombres, los discos. Las partes centrales de éstos estaban recubiertas por material resinoso que tenía la misión de absorber las vibraciones cuando a la máquina se le hacía girar rápidamente, mientras que la conexión entre el manubrio y el disco se hace mediante una junta universal Hooke.

La idea, el proyecto y la dirección del proceso de construcción se deben al ingenio del doctor Martins van Marum (1750-1837). La parte más delicada del proyecto fue la obtención de los discos. En Inglaterra se fabricaba cristal para experimentos eléctricos de una muy alta calidad pero el problema era que no eran capaces de construirlos de semejantes dimensiones. En una visita a París de van Marum le pusieron en contacto con el capataz de un importante taller que fabricaba discos de estas características en St. Gobain (Picardía). Este le garantizó que su fábrica podía fundir discos de hasta 1,90 m de diámetro de suficiente calidad para su proyecto. Finalmente los discos fueron encargados y presupuestados en 3000 libras (moneda francesa de la época).

El constructor de la máquina fue el inglés, fabricante de instrumentos para los gabinetes de física, John Cuthbertson, el cual se había instalado en Amsterdam en 1768. 

La máquina se terminó de construir en abril de 1784 en el taller que John Cuthbertson tenía en Amsterdam y se grabó en la base de los soportes de la máquina la siguiente inscripción:

“J.Cuthbertson. Fecit Amsterdam . MDCCLXXXIV”.

Una vez probada fue depositada en el Teylers Museum el 24 de diciembre de ese mismo año. Entre este año y 1791 van Marum realizó modificaciones de mejora, sobre todo sobre los frotadores y las conexiones de los conductores. Los primitivos conductores se conservan en los almacenes del museo y los que se ven junto a la máquina son fruto de las modificaciones señaladas. Estos son esféricos y están soportados por columnas de cristal macizo (1,45 m de altura) que se apoyan en una hermosa base de madera de caoba que hace de aislante.

En la década de los setenta se realizó un riguroso estudio de esta máquina y se obtuvieron resultados altamente sorprendentes, sobre todo si se compara con otros instrumentos similares. Así, el generador electrostático de van Marum puede producir chispas de una longitud de 61 cm, lo que implica unas diferencias de potencial de 330.000 V.

La máquina constaba de una magnífica batería de botellas de Leyde fabricadas con cristal de Bohemia que se cargaban con la energía producida en el generador. Esta batería formada por 25 elementos está montada sobre una caja metálica de 1,62 x 1,61 m que pone en contacto, entre sí, las láminas metálicas que forran exteriormente las botellas. Unas barras de latón que atraviesan la tapa y están en contacto con las láminas metálicas que recubren el interior convergen en una esfera que las pone en contacto, asociando las 25 botellas de Leyden en paralelo con una capacidad de 0,56 µF con lo que pueden almacenar hasta 30.000 Julios de energía.

En un óleo, expuesto en el mismo museo, del pintor WibrandHendriks (1744-1831), y fechado hacia 1810, puede verse la extraordinaria máquina en la llamada Sala Oval del Teylers Museum recubierta por una funda de madera que la protegía cuando no se utilizaba y que fue destruida en el período 1940-1944 durante la invasión nazi de los Países Bajos (Segunda Guerra Mundial).

Algunas de las aplicaciones que se le daban, en las exhibiciones, a este grandioso generador consistían en partir bloques de madera, fundir hilos metálicos de diversos calibres, así como magnetizar alambres de acero amén del espectáculo de sus descargas.

Aunque esta máquina destacaba por sus dimensiones, la diversificación de las máquinas fue enorme realizándose de muy diversas formas y tamaños, llegando a haber otros modelos que también alcanzaron cierta popularidad en los medios científicos como son: la primera y segunda máquina de Hauwsbee (Londres), las de Boze (Wittemberg) y Haüsen (Leipziz). Una mejora de las dos últimas la constituye la de Winckler (Leipziz). También destacan las máquinas de Gordon (Erfurt), Adams, Nairne o “máquina de los dos fluidos”, Watson y Ramsden (todas ellas en Londres) así como la de Nollet (París) y la ya descrita de van Marum (Haarlem).

La Electroestática tocaba a su fin para dejar paso a la Electrodinámica, pero este es otro capítulo que debe ser contado en otro momento…

Continuará…

El generador electroestático ya es un hecho. La electricidad se genera por forzamiento, pero existe el problema de la fugacidad; se trata de fenómenos instantáneos, difíciles de estudiar y de aprovechar.

Es en este contexto cuando los científicos comienzan a pensar en cómo almacenar esa “maravilla” que son capaces de crear y una idea empieza a tomar forma: “si la electricidad es un fluido y los fluidos se almacenan en recipientes, tarros, botellas, etc ¿por qué no guardamos la electricidad en una botella?”

Corre el año 1745 y la “botella de Leyde” acaba de nacer. Un auténtico salto (que no duelo 😉 ) de titanes en la evolución o revolución eléctrica.

Su nombre se debe al hecho de haber sido creada en la Universidad de Leyde (o Leiden); la más antigua (1575) de los Países Bajos (los cuales formaron parte del Imperio Español hasta 1648), por el profesor Pieter van Musschenbroek (1692-1761).

Aunque la paternidad de este descubrimiento, que tendría una importancia enorme en el desarrollo tecnológico y científico de la electricidad, se le atribuye con toda justicia al mencionado Pieter van Musschenbroek, fue el sabio y obispo de Pomerania Ewald Jürgen von Kleist quien inició este tipo de experimentos encaminados a almacenar la electricidad.

De hecho algunos autores le atribuyen la paternidad del primer condensador como consecuencia de experimentos en los que intentaba retener, en vasijas de agua, la electricidad proveniente de una “máquina eléctrica” y debido a los cuales sufrió una grave descarga eléctrica en un brazo que le dejó secuelas hasta el final de sus días…

Pero volviendo a los experimentos de Musschenbroek es él mismo quién en una carta enviada a René Antoine Ferchault de Reaumur (1683-1757), físico francés que ideó la escala termométrica que lleva su nombre, explica su descubrimiento en los siguientes términos:

“Yo había suspendido de dos hilos de seda blanca una barra de hierro que era electrizada por una esfera de vidrio a la que se le hacía girar rápidamente mientras era frotada con las manos de mi ayudante. En el otro extremo pendía un hilo de latón cuyo extremo era sumergido en un vaso de vidrio redondo, parcialmente lleno de agua, que yo tenía en la mano derecha. Con la otra mano ensayaba sacar chispas de la barra de hierro. De golpe mi mano se sacudió violentamente al mismo tiempo que todo mi cuerpo fue agitado como bajo el golpe de un rayo”.

¿Qué es lo que había ocurrido? Pues algo sencillo de entender desde nuestra posición del tiempo; se acababa de descubrir el condensador eléctrico.

Es decir, la barra metálica conducía la energía eléctrica generada al frotar la esfera de vidrio y era llevada al agua (primera “aramadura”) para acumularse en ella. El recipiente, el vidrio del que está constituido, hacía las veces dieléctrico aislando la mano derecha de Musschenbroek (segunda “armadura”) situada fuera y con carga de signo contraria a la del agua. El profesor al tocar la barra cerró el circuito entre las dos armaduras provocándole, al desprevenido científico holandés, el que quizás fue uno de los primeros calambrazos de la Historia de la Humanidad.

Este tipo de experiencias se extendieron rápidamente. Por ejemplo en Francia gracias a Louis de Monnier, hermano de Pierre de Monnier, astrónomo y traductor, del holandés al francés, de la obra de Musschenbroek “Essai de Physique”, donde el profesor explica sus teorías sobre la electricidad así como sus experimentos.

En poco tiempo los científicos trataron de mejorar el invento; el agua fue substituida por una hoja de metal y la mano por un paño de lana. Posteriormente la botella quedaba constituida por un recipiente de vidrio forrado interior y exteriormente por láminas de estaño, con un cable metálico que unido al revestimiento interno salía al exterior a través de la tapa.

Con el fin de aumentar la potencia de las descargas, las botellas de Leyde se asociaron situándolas sobre soportes metálicos y con conexiones entre ellas; es así como se formó la batería de botellas de Leyde.

A este rápido desarrollo contribuyó de una manera notable el inglés William Watson (1715-1787). El doctor Watson se dedicó a aumentar paulatinamente los potenciales para así conseguir mandar las descargas a mayores distancias. Es así como en el año 1747, apenas dos años después del descubrimiento de Leyde, Watson logró enviar una descarga a través de un cable de 360 m que atravesaba el río Támesis. Más tarde creó, con total éxito, un circuito, utilizando la tierra como retorno, de 2.400 m de longitud.

Con el aumento de las distancias de transmisión los científicos comenzaron a preocuparse por la velocidad de propagación. Para determinar esta magnitud el mismo William Watson diseñó un circuito de 6.500 m de longitud sobre el que realizó diferentes pruebas llegando a la conclusión de que la velocidad de propagación era prácticamente instantánea.

A medida que la Electricidad toma forma al ser mejor conocida surge el interés por sus aplicaciones. Es así como surge uno de los primeros “electrodomésticos” de la Historia…

Se trata del encendedor eléctrico Tiberius Cavallo. Este dispositivo estaba formado por una pequeña botella de Leyde que era capaz de provocar una chispa que a su vez inflamaba un algodón impregnado de resina. Esta llama permitía encender las velas de los candelabros.

Falta mucho todavía para que aparezca el brillante y a la vez maligno y tenebroso Alva Edison, pero la iluminación, como una de las aplicaciones de la Electricidad, empieza a tomar forma en esta época.

Continuará…

Charles Du Fay (1698-1739), que era superintendente de parques y jardines reales del rey Luis XV, repitió por su cuenta los experimentos realizados por Stephen Gray en Inglaterra años atrás. Llegando a demostrar, con la inestimable ayuda de su amigo el abad Jean Nollet (1700-1770), que el cuerpo humano era un excelente conductor.

Para ello, inspirándose en un grabado de la época, utilizaba su propio cuerpo de la siguiente forma; se colgaba de cuerdas aislantes de seda y una vez en esta posición se cargaba con una máquina de bola de vidrio, generando grandes chispas eléctricas cuando su compañero Nollet lo tocaba.

Este, y otros experimentos similares, fueron realizados por Du Fay y Nollet ante una corte que asistía divertida y complacida a tales espectáculos. Mientras tanto la ciencia se daba a conocer y progresaba.

Charles Du Fay fue un observador nato; sistemático en sus observaciones se dedicaba a estudiar con ahínco los resultados obtenidos. Llegando así, en el curso de sus experimentos, a descubrir que dos objetos cargados eléctricamente a veces se repelen y a veces se atraen. Esto le llevó a la conclusión de que debían de existir dos clases de electricidad. Así exponía sus experimentos en uno de sus escritos:

Si dos trozos de corcho se electrizan con una varilla de vidrio, éstos se repelen. Electrizados otros dos corchos de la misma manera pero ahora utilizando una varilla de resina, el efecto es el mismo. Pero, ¡oh, sorpresa!, si se juntan un trozo de corcho de los primeros con uno de los otros, éstos se atraen”.

Fue en uno de los ocho tomos de sus “Memorias” publicadas por Du Fay entre 1733 y 1737 donde informó a la comunidad científica de la época de la existencia de dos tipos de electricidad atendiendo a su origen; la electricidad vítrea, procedente del vidrio, cristal, lana o piedras preciosas y la electricidad resinosa, cuyo origen está en el ámbar, la seda, el papel o la resina. También informó de que los cuerpos con igual tipo de electricidad se repelen mientras que los que la tienen distinta se atraen, afirmando además que aquellos cuerpos no cargados poseían igual cantidad de fluido eléctrico de cada tipo.

Una vez definidas estas dos electricidades observó que éstas se comportaban entre sí de igual forma que los polos de un imán, por lo que parecía que por fin se había encontrado la tan buscada relación entre la electricidad y el magnetismo….

La pregunta que se planteaba era ¿es esta dicotomía una Ley Universal?

Durante muchos años el convencimiento de que así era supuso un importante lastre para los investigadores puesto que la teoría de Du Fay justificaba demasiadas cosas, aunque fallase en otras, como para rechazarla. La solución al problema planteado vino del otro lado del Atlántico, precisamente de la mano del primer científico americano de relevancia. Pero esa es otra historia que será contada en próximos capítulos…

Por otra parte, un personaje muy importante e influyente de la corte de Versalles, el reverendo Jean Nollet, aunque carecía del rigor científico de su amigo Du Fay, fue un enorme vulgarizador y divulgador de la ciencia tratando siempre de hacer de ésta “un placer para los aficionados y una diversión de moda” como él mismo describió.

Es conocida la forma que utilizó para demostrar, por ejemplo, la conducción de la electricidad por parte del cuerpo humano; con el permiso de su majestad el rey colocó 180 soldados franceses, unidos unos a otros, en fila, delante de los cortesanos. Al aplicarle una fuerte descarga a uno de los soldados situado en los extremos, ésta se transmitía al resto que saltaban bajo los efectos del choque; la electricidad como espectáculo de masas estaba servida.

Pero Nollet no se conformó y fue más lejos todavía. Repitió la experiencia pero ahora formando una cadena humana de 3 km de longitud, con frailes cartujos unidos unos a otros con un hilo metálico. Los efectos fueron similares.

La nobleza reía, el ejército saltaba y el clero temblaba frívolamente. Paradójicamente estos tres pilares de la monarquía absoluta; el clero, el ejército y la nobleza, dejaron de reír y empezaron a temblar en 1789 con el estallido de la Revolución Francesa.

Pero antes de que sucediese ese acontecimiento histórico que cambiaría el curso de la Historia en la vieja Europa, en el año 1754 Nollet publicó una obra donde recogía y explicaba muchos de estos experimentos. El título no podía ser más ilustrativo; “Ensayo sobre la electricidad de los cuerpos”.

Éstas últimas experiencias por parte de Nollet fueron hechas con la ayuda de un instrumento que iba a permitir un nuevo salto en el avance de la electricidad; la botella de Leyden. Se trataba de un acumulador de electricidad estática capaz de producir grandes descargas. Estamos hablando por tanto de un condensador, el primer condensador de la Historia de la Humanidad…

Paralelamente a estos experimentos las máquinas electrostáticas seguían ampliándose y mejorando. Muchos fueron los inventores consagrados a esta labor. Entre todos cabe destacar al inglés Jesse Ramsden (1735-1800), matemático, astrónomo y constructor de instrumentos científicos que pasó a la Historia por sus notables mejoras en los telescopios, el cual logra modificar considerablemente la forma de la máquina sustituyendo la mano del experimentador por unos cojinetes metálicos recubiertos de una capa de oro y con tacos de crin. Estos cojinetes fijos rozaban con el disco móvil sobre el cual se depositaban las cargas eléctricas generadas por la frotación, las cuales eran inmediatamente recogidas por unas puntas metálicas en forma de peine.

Estas máquinas electroestáticas adquirieron una gran difusión. Con discos de 1,5 m de diámetro se conseguían chispas de más de ¡1 metro de longitud!. Todavía hoy, casi 300 años después pueden observarse en algunos museos de ciencia europeos discos de este tipo capaces de generar grandes cantidades de voltios con intensidades, lógicamente, muy pequeñas.

Pero… ¿que fué de Nollet, del abad Jean Antoine Nollet?

Como una y mil veces ha de suceder a lo largo de la Historia de la Humanidad Nollet pasó de ser alabado al más oscuro de los ostracismos, olvidado completamente en los libros de Historia…

Pero antes de que eso ocurriese le dio tiempo a ser miembro de numerosas academias y sociedades científicas, ademas de crear el Gabinete Real de Física de Versalles, potenciar a los artesanos que construían instrumentos cada vez más sofisticados y publicar su obra de tres volúmenes “El arte de las experiencias” donde explica el manejo de innumerables aparatos e instrumentos en la línea de lo que otro de sus colegas, el abad Pluche publicó en su obra “El espectáculo de la naturaleza” (que llegó a las 8 ediciones) donde un prior explica a un caballero de la época todas las bellezas del conocimiento del mundo que le rodea.

Ya no se hacen libros así…

Continuará…

 

El período centrado en la primera mitad del siglo XVIII se caracterizó por el interés del gran público por la ciencia. La electricidad como espectáculo llegó al pueblo en las ferias y a la aristocracia en sus elegantes y sofisticados salones. La hilaridad de los asistentes a las exhibiciones públicas se conseguía produciendo chispas en la nariz de los espectadores o haciendo saltar a una fila de soldados, cogidos de la mano, al ser electrizados por un extremo. La electricidad había salido del ostracismo. La electricidad se ponía de moda.

El mundo científico se había abierto, los “sabios” salieron de sus cuevas y de una existencia marginal, y pasaron a ser individuos solicitados en las reuniones de la clase alta. Los científicos mantenían una fluida correspondencia, intercambiando ideas y ratificando o negando las teorías de sus colegas. Los trabajos se publicaban rápidamente y se difundían con prontitud. Durante estos años las academias y sociedades científicas se multiplicaron en las grandes ciudades europeas.

Afortunadamente se conservan una gran colección de grabados, que de forma sencilla e incluso ingenua describen a la perfección ese acercamiento de la electricidad a los profanos. Sólo con alguno de estos grabados se podría describir gráficamente la historia de la electricidad en el siglo XVIII.

Los experimentos, abundantemente representados en las ilustraciones de los libros de la época, tenían multitud de variantes. Una de ellas era la siguiente; por medio de una gran polea y una manivela se hacía girar una esfera de azufre o de vidrio del tamaño de un balón de fútbol mientras era frotada por las palmas de la mano. La carga eléctrica depositada sobre la superficie de la esfera era recogida por una cadena de hierro suspendida por hilos de seda. A partir de aquí los experimentos presentaban múltiples variaciones, como por ejemplo; un hombre conectado a la cadena, con los pies apoyados sobre un aislante, que podía ser un taburete de madera o un cojín, sacando chispas al contacto con una masa metálica.

Un grabado original de 1745 muestra un curioso experimento de conducción eléctrica; un joven suspendido horizontalmente con cuerdas de seda, recibe una carga eléctrica de una máquina electroestática. Las chispas y sacudidas que se transmitían a un niño situado próximo a él corroboraban que el cuerpo humano es un buen conductor. Hecho éste que se ponía de manifiesto también al ser capaz de atraer a ligeros cuerpos al acercarles la mano previamente cargada de electricidad.

En otro grabado se representa un juego practicado habitualmente en la corte francesa; un joven subido a una plataforma, que se mantiene colgada del techo, es cargado eléctricamente mediante una “máquina eléctrica” de frotamiento. Las personas que le rodean comprueban que efectivamente el hombre ha adquirido electricidad estática al verificar que saltan chispas de su nariz cuando se acercan a él para tocársela con la mano, o de su cabeza al aproximarle un bastón. El mismo joven es capaz de atraer con su mano pequeños trozos de papel colocados sobre un pebetero.

Otro experimento-juego de la época era el conocido como “el beso eléctrico”. Un hombre hace girar, con la mano derecha, un mecanismo que arrastra una bola de vidrio que al rotar frota con  la mano izquierda, por lo que se carga con electricidad estática. Esta electricidad es trasladada a una dama mediante contacto, la cuál queda electrizada pues se encuentra aislada del suelo al estar subida a una plataforma de madera. El juego consiste en que un caballero, que no se encuentra aislado, bese a la dama y sea capaz de aguantar (¿por amor?) la descarga que se produce al juntar sus labios.

A este tipo de demostraciones, mitad ciencia mitad juego, se les sumaron los experimentos de dos franceses, coetáneos, que trabajaban conjuntamente: Charles Francois de Cistaernay Du Fay (1698-1739) y el abad Jean Antoine Nollet (1700-1770).

Continuará….

Nacido en la ciudad alemana de Magdeburgo el 20 de noviembre de 1602, falleció el 11 de mayo de 1686 en Hamburgo.

De joven estudió derecho y matemáticas viajando tras finalizar sus estudios por Francia e Inglaterra. Tras trabajar como ingeniero en la ciudad de Erfurt (Alemania), regresó a la edad de 25 años a su ciudad natal donde intervino de forma activa en la vida política.

Tras la destrucción de Magdeburgo en el año 1631 a manos del Ejército Imperial (la ciudad era partidaria del bando protestante), en el curso de la conocida como Guerra de los Treinta Años, se exilió con su familia durante algún tiempo sirviendo bajo la bandera del rey de Suecia Gustavo Adolfo II. Finalmente regresó a su ciudad cuando ésta se encontraba en pleno proceso de reconstrucción siendo elegido alcalde o burgomaestre de la misma.

Su mayor interés en el campo de la física se centró en la creación del vacío, no limitándose a discutir (como hacían los sabios de la época) sino dedicando la mayor parte de su tiempo a experimentar; así fue como logró crear la primera bomba de vacío en el ya lejano 1650. Con este invento realizó espectaculares exhibiciones en las que mostraba las características de esta creación que eran similares a las de la bomba de agua pero de mayor hermeticidad.

Después de realizar infinidad de experimentos entorno al vacío desarrolló la obra que le haría famoso; los hemisferios de Magdeburgo. Éstos fueron utilizados en 1654 para demostrar, ante el mismísimo emperador Fernando III el poder del vacío.

Los hemisferios de Magdeburgo consistían en dos semiesferas metálicas unidas por sus bordes. Cuando se realizaba el vacío en el interior del artilugio varias yuntas de caballos, tirando de los dos extremos, no eran capaces de separarlas, sin embargo en cuanto se volvían a llenar de aire las esferas se separaban por sí solas.

Entre los múltiples experimentos que realizó figuran el de comprobar que, tal y como Aristóteles había defendido 2000 años antes, el sonido no se transmitía en el vacío; para ello introdujo una campanilla en el interior de un recipiente al que se le había hecho el vacío. También comprobó como los animales morían en el vacío y que las velas no ardían.

Fue al final de su vida cuando se interesó por la recién nacida electroestática, creando la primera “máquina eléctrica”.

Cuando falleció fue enterrado con la pomba y el boato que merecían su rango y méritos siendo inhumado en la iglesia de San Nicolás de Hamburgo. Posteriormente sus restos fueron trasladados a su ciudad natal, donde había sido alcalde, para ser depositados en el panteón familiar del convento de San Nicolás, pero cuando las tropas de Napoleón Bonaparte (1769-1821) tomaron la ciudad en 1806 transformaron el convento en un hospital y sus restos fueron desperdigados por las inmediaciones de su lugar de descanso.

Como curiosidad cabe mencionar que algunas biografías comparan a Otto von Guericke con el personaje real de aventuras infantiles el Barón de Münchhausen por sus similitudes en cuanto a brillante filósofo y con grandes habilidades para el montaje escénico, aunque evidentemente con un perfil más científico por parte de Guericke.

Ya no hay políticos así…

La “máquina eléctrica” de Otto von Guericke (que en realidad no tenía nada que ver con lo que en la actualidad se conoce como una máquina eléctrica) fue descrita en el libro “Experimenta Nova”, publicado en Amsterdam en 1672.

Durante más de 100 años se utilizó este invento de Guericke para realizar electrizaciones de diferentes objetos. De manera que 74 años después de que se publicase la descripción de la mencionada “máquina eléctrica”, el holandés Pieter van Musschenbroek escribió en 1746 lo siguiente;

“Si se toma un tubo de vidrio blanco, de un diámetro no inferior de una pulgada, con el borde de una mano y con la otra mano se frota con fuerza y rápidamente de un borde a otro, el tubo se calienta. Para realizar este experimento la mano con la cual se frota el tubo ha de estar seca, no siendo adecuada en el caso de encontrarse sudorosa. Por este motivo los flacos, secos y robustos son mejores que los gruesos y llenos de humores acuosos”.

Durante muchos años los científicos que realizaban experimentos obtuvieron pequeños estallidos y destellos visibles en la oscuridad; se trataba de chispas obtenidas artificialmente y que algunos asociaban al fuego.

Aunque los avances progresaron con gran rapidez en Alemania y Francia (España queda una vez más apartada de prácticamente cualquier participación en el desarrollo de la historia de la ciencia) fue en Inglaterra donde se desarrollaron los primeros experimentos eléctricos por parte de Gray y Hauwsbee.

En 1707 el inglés Francis Hauwsbee (1670-1713), también conocido por Hauwkbee, comprobó que la bola de azufre clásica podía ser sustituida por una esfera o tubo de vidrio cambiando la mano por unos patines de fieltro o de cuero. Con esta nueva máquina compuesta por una bola de vidrio se dedicó a experimentar sobre la electrización en diferentes materias.

Hauwsbee era discípulo de Boyle, por lo que se dedicaba también al estudio de los gases y el vacío. Esto le llevó a someter un tubo en el que había practicado el vacío a la acción de su máquina. En el tubo se encontraban unas gotas de mercurio (utilizado por los alquimistas y sobre todo por los físicos para confeccionar los barómetros que ya eran conocidos desde 1643 a raíz de los experimentos realizados por Evangelista Torricelli) que produjeron el “milagro”; ¡¡el tubo se incendió iluminando toda la estancia!!.

El físico inglés quedó perplejo ante lo que sus ojos contemplaron pero incapaz de encontrarle una explicación a este hecho “milagroso” abandonó por completo la investigación de este descubrimiento que permaneció en el olvido durante décadas.

Lo que había descubierto sin darse cuenta (falleció sin llegar a ser consciente nunca de lo que había logrado) es algo universalmente extendido hoy en día; la ionización de un gas enrarecido de mercurio producida por una descarga eléctrica. Fenómeno este al que años más tarde se le sacaría partido en, por ejemplo, el alumbrado público de las ciudades.

En 1729 se escala un nuevo peldaño en la historia de la electricidad; el responsable de ello es el miembro de la Royal Society Stephen Gray (1670-1736).

¿El descubrimiento?; el fluido producido por las esferas electrizadas podía ser transferido y conducido por determinados cuerpos.

Esta idea le surge a Gray al observar que al electrizar los largos tubos de vidrio con los que experimentaba también se electrizaban los tapones de corcho situados en los extremos que cerraban los tubos, sin que éstos estuvieran en contacto con la máquina electroestática. El fenómeno resultaba más que evidente; las propiedades de atracción del vidrio electrizado se transmitían al corcho, que ahora era capaz de atraer cuerpos ligeros.

Rápidamente Gray se lanzó a estudiar las materias capaces de conducir la electricidad (los posteriormente llamados “conductores”) y a construir “caminos” cada vez más largos. Tal es así que usando hilos de bramante llegó a transportar cargas hasta una distancia de 7765 pies (2366,77 m); lo cual constituyó una gran hazaña para la época.

Gray acababa de descubrir una propiedad que poseen algunos elementos; la conductividad. En honor a la verdad hay que decir que ya Otto van Guericke había intuido esta propiedad pero fue Stephen Gray el que estableció que la electrización se efectúa sólo en la superficie de los cuerpos y quién observó que no todos tenían esa propiedad de “conducir la electricidad”.

John Theophile Desaguliers (1683-1744), físico anglo-francés formado en Oxford y ardiente defensor de las teorías de Isacc Newton (1642-1726), daría un paso más allá al repetir los experimentos de Gray con la electricidad estableciendo una clasificación de los cuerpos en función de su capacidad para conducir cargas. Fue por lo tanto el primero que utilizó la palabra “conductor” para nombrar a los cuerpos que conducen la electricidad. De igual forma a aquellos cuerpos que bloquean el fluido eléctrico de la misma manera que el mar asila a una isla los denominó “aisladores”, término que proviene de la palabra latina correspondiente a isla.

Al estudiar los trabajos de Gray surge ineludiblemente una cuestión: ¿Cómo es posible que Gray usase como materiales conductores materias (varas de pino, trozos de caña, cuerdas de cáñamo, cuerdas de lino, etc) que en la actualidad son considerados como relativamente buenos aislantes?

La respuesta es que usaba altas tensiones que permitía circulaciones de corriente en materiales muy poco conductores. Si hubiera utilizado las tensiones domésticas o industriales usadas en la actualidad no hubiese conseguido desplazar con tanto éxito tal cantidad de cargas.

De ahí surge la paradoja de que según la clasificación establecida en aquella época buenos aislantes aparecen como excelentes conductores.

La pregunta que cabe hacerse es: ¿estaba realmente Desaguliers equivocado?

Parece ser que no del todo. En la ciencia las verdades no son siempre absolutas… A principios del siglo XVIII y generando cargas con una bola de vidrio, una caña era un buen conductor….

Continuará…