Una excelente muestra de la naturaleza polifacetica de Rumford la

63
Una excelente muestra de la naturaleza polifacetica de Rumford la tenemos
en el titulo de un ensayo escrito en 1796, De comida, y especialmente de dar
de comer a los pobres. En el mismo, el Conde ex pone su teoria de la nutri­
ci6n . Otro ejemplo, en relaci6n con la comodidad de las viviendas, es el en­
sayo De los hogares de chimenea, con propuestas para mejorarlos a fin de
ahorrar combustible, para hacer las moradas mas confortables y salubres, y
evitar eficazmente los humos de las chimeneas.
En 1796, Rumford descubri6 10 que Ilamamos "corrientes de convecci6n" . EI
punto de partida de dicho descubrimiento fue el deseo del Conde de averi­
guar por que se · quemaba su boca cuando trataba de comer demasiado
pastel de manzana caliente. (,Cuantos conocemos que al quemarse la boca
al comer algo terminen inspirados para lIegar a un buen descubrimiento
cientifico?
Hasta aqui este preambulo alusivo a algunos de los logros del Conde de
Rumford en 10 cientffico y tecnico.
En 10 que sigue, nos detendremos en los diversos pormenores tocantes a los
experimentos que Thompson concibi6 para refutar la teoria del cal6rico. As­
pecto clave en los mismos fue su trabajo con fabricaci6n de canones en 8a­
viera. EI profundo senti do practico del Conde, en 10 que a realizaci6n de ex­
perimentos cientfficos se refiere , queda plasma do en las siguientes palabras:
64
"En los hechos y sucesos de la vida diaria se presentan muchas oportunida­
des para contemplar los fenomenos mas curiosos de la naturaleza, y a me­
nudo se pueden efectuar los mas interesantes experimentos filos6ficos, casi
sin molestias ni gastos, por medio de la maquinaria ide ada para servir a las
necesidades puramente mecanicas de las artes
0
de las manufacturas".
Semejante vision practica de las cosas la veremos en seguida, con motivo
de los experimentos que el Conde concibi6 con el propos ito de refutar el pa­
radigma del cal6rico .
EI experimento mas famoso de Rumford fue el de la perforaci6n del canon,
con el que abordo el estudio del fen6meno de la friccion. Empleo para tal
cometido un canon procedente de su fundicion . EI canon se fundra vertical­
mente y se taladraba en posicion horizontal para formar su anima. En su
celebre experimento, Rumford Ie anadi6 al taladro, mas alia de donde el ca­
non se taladraba, un objet() de metal suplementario, el descabecedor. En la
produccion normal del canon, la pieza se fijaba horizontal mente a un sopor­
te , y un taladro estacionario , accionado por caballos, se avanzaba por com­
pleto hacia la pieza fundida . Para la finalidad de este experimento, el desca­
becedor contenfa un pedazo del taladro desafilado adrede, y este conjunto
de metal , de forma cilfndrica, se encerro en una caja de madera que podfa
lIenarse con agua. En el artfculo del profesor Brown podemos apreciar un
buen grabado al respecto .
65
Ahora bien, l,C6m0 pod ria realizarse un buen prototipo de este experimento
con algunas adaptaciones convenientes? En primera instancia, prescinda­
mos de los caballos y usemos un taladro electrico. Luego, fijemosle, como si
de una broca se tratara, una varilla de acero, de un diametro tal que la parte
que sobresalga del taladro entre ajustada en un tubo metalico, pero con po­
sibilidad de girar, una vez que el taladro entre en funcionamiento. Por su­
puesto, el taladro estara debidamente fijo a un soporte, y el tubo con la parte
de la varilla metalica que sobresale del taladro metida en el, estara sumergi­
do en un recipiente con una cantidad conocida de agua. Todo debidamente
soportado: EI taladro y el tubo, sobre todo.
Una vez realizado el· montaje descrito, se pone a funcionar el taladro hasta
qu~ en principio,
el agua ebulla. Mediremos, desde luego, el tiempo reque­
ride para lograr la ebullici6n . Reemplazamos el agua hirviente por la misma
cantidad de agua a la misma temperatura inicial (digamos, la del ambiente),
y se pone a funcionar de nuevo el taladro hasta que la segunda tanda de
agua ebulla, y medimos el tiempo respectiv~ para lograr la ebullici6n . Lleva­
mos a cabo el experimento con otras porciones. de igual masa, de agua a la
temperatura del ambiente, hasta alcanzar la ebullici6n respectiva.
Hasta aqui las claves basicas para lIevar a cabo el experimento.
66
Y ahora vienen los interrogantes cruciales:
~Se
agota en algun momenta la
posibilidad de lIevar hasta ebullici6n nuevas porciones de agua? Si no es
asi , ~signif;ca esto acaso que se tiene una fuente infinita de cal6rico , si este
existiera?
es asf ,
~ Tiene
~es
sentido hablar de una fuente inagotable de cal6rico? Si no
16gico que exista el caI6rico?
Con el anterior conjunto de preguntas se ha esbozado grosso modo la linea
argumentativa del Conde de Rumford al respecto . Thompson lIev6 a cabo
muchos ;Jtros experimentos tratando de refutar la teorfa cal6rica del calor.
Entre estos encontramos sus investigaciones del hecho que el agua pasa
por un punto de maxima densidad antes de congelarse. Si tomamos en
prestamo los datos de volumenes espedficos del agua Ifquida compilados
en una buena tabla de propiedades termodinamicas de dicho fluido , y los
graficamos en funci6n de la temperatura , desde el punto triple hasta el crfti­
co , apreciamos un punto mfnimo a 4° C. Tal circunstancia hace del agua un
fluido an6malo entre los IIquidos.
~C6mo
relacionamos este hecho con la
posible existencia del cal6rico? Razonemos a la manera del Conde de
Rumford . Admitamos por un momenta que el cal6rico es en efecto una sus­
tancia material. Si asf fuera ,
~deberfa
ocupar algun espacio? Si tal cosa nos
parece, al eliminarlo de un cuerpo mediante enfriamiento, ~deberia conducir
siempre a contracci6n del volumen del cuerpo? Si asf 10 creemos,
~estariamos
de acuerdo con que entre el punto triple y 4° C habrfa algo raro,
67
esto es, que disminuye el volumen conforme se incrementa la temperatura?
iDisminucion de volumen conforme se adiciona calorico al agua liquida? En
este punta surge la sagacidad de Rumford, deteccion de otra anomalia pa­
radigmati .::a.
Por otra parte, Rumford se esforzo en vane en medir el peso del calor, con 10
que puso en tela de juicio la teoria material del calor.
En resumen , de 10 dicho en este aparte se destaca como sugerencia la reali­
zacion del experimento de la perforacion del canon , en la version propuesta
del taladro electrico . No es bueno limitarse a la mera lectura sobre el tema.
EI experimento per se ensena muchisimo mas. La practica, bien manejada,
es una gran maestra. Si bien se intenta reproducir la linea argumentativa de
Thompson, con la reconstruccion de algunos de sus experimentos, tal repro­
duccion esta contaminada por fuerza con nuestra perspectiva de las postri­
merias del siglo XX, dos centurias despues del Conde de Rumford . No per­
damos de vista tal limitacion .
Como buen remate de este capitulo, merece la pena detenerse un poco en
otro experimento de Thompson, tambien con canones, y que 10 describe
Isaac Asimov, el famoso divulgador cientffico, fallecido recientemente. En
principio, tambien amerita montar un prototipo del mismo, pese a su mayor
68
dificultad en comparacion con el experimento descrito con el taladro electri­
co.
Asimov describe el experimento de marras en relacion con el proceso de fa­
bricacion de un canon . Cuenta Asimov que "Ios canones se hacian vertiendo
el metal en moldes y taladrando luego la pieza para formar el alma" . Oestaca
ademas que "como es logico , el canon y el taladro se calentaban y habia
que estar echando constantemente agua fria por encima para refrigerarlos .
AI ver salir el calor, la mente incansable de Rumford se puso en funciona­
miento".
Naturalmente , el Conde se pregunto por que el calorico , si en verdad existia,
salia del canon "Los partidarios de la teo ria del calorico respondieron que
era porque el taladro rompia en pedazos el metal, dejando que el calorico
contenido en este fluyese hacia afuera , como el agua de un jarron roto" , nos
cuenta Isaac Asimov.
Prosigue Asimov su relato diciendo que Rumford repitio su experimento con
un taladro completamente romo y desgastado. Oesde luego, el taladro no hi­
zo mella alguna en el metal , pero produda aun mas calor que uno nuevo .
Resalta tambien Asimov que "Rumford via claro que el calorico no se des­
prendia por la rotura del metal , y que quiza no procediese siquiera de este.
69
EI metal estaba inicialmente frio , por 10 cual no podia contener mucho cal6ri­
co : y. aun asf, parecfa que el cal6rico flufa en cantidades il imitadas"
Y concluye el conocido divulgador cientffico senalando que "Rumford , para
medir el cal6rico que salfa del can6n. observ6 cuanto se calentaba el agua
utilizada para refrigerar el taladro y el can6n, y lIeg6 a la conclusi6n de que
si todo ese cal6rico se reintegrara al metal, se fundirfa".
Hasta aqui la descripci6n a prop6sito de este otro experimento de Benjamin
Thompson .
Pese a tan espectaculares y convincentes experimentos , transcurri6 todav fa
un buen tiempo antes de que la tozuda comunidad cientffica de la epoca se
rindiera ante la evidencia que ponia en entredicho la existencia del cal6rico.
Por ultimo, en cuanto a lecturas complementarias se refiere , justifica sobre­
manera que el lector pong a sus ojos en el tema del flogisto , t6pico empa­
rentado en cierta manera con el del cal6rico . Para muestra un bot6n . el
nombre del famoso qufmico frances Antoine Laurent de Lavoisier esta fnti­
mamente relacionado con el flogisto, al que puso en tela de juicio, y con el
cal6rico , del que fue defensor. De facto , la viuda de Lavoisier, con el tiempo,
Ilegaria a ser esposa del Conde de Rumford. Cosas del
destin~.
70
5. NARRACIONES EXTRAORDINARIAS.
"Actorum Memores Simul Affectamus Agenda".
(Oivisa de The Newcomen Society for the Study of the
History of Engineering and Technology. sita en el Reino
Unido)
"L Cuantos fisicos se encuentrar) satisfechos de su igno­
rancia de 10 que Ilaman las 'ciencias blandas '? LCuantos
bioqufmicos pueden nombrar las flores silvestres de su
region?"
(James E. Lovelock, Las Edades de Gaia) .
Journal of Chemical Education es una revista bastante conocida en el mun­
do, al igual que The Physics Teacher. Ambas estan ded icadas a la ensenan­
za de la quimica y la fisica , respectivamente , en todos sus aspectos . Las dos
71
se editan en los Estados Unidos de America del Norte, y tanto la una como
la otra gozan de prestigio. Cosa parad6jica , si bien dichas revistas estan
disponibles en las bibliotecas universitarias medellinenses , su bajo indice de
consulta deja bastante que desear. Aun mas, pese a su bajo costo , para
efectos practicos. ningun profesor de secundaria
0
universidad de esta ciu­
dad la tiene en suscripci6n . Cosas del Tercer Mundo
Llama poderosamente la atenci6n en las mencionadas revistas el hecho que
la historia de las ciencias rec:t)e un esmerado cuidado . Los anglosajones
son muy conscientes de que la historia y filosoffa de la ciencia prestan una
valiosa ayuda en el aprendizaje de las diversas disciplinas cientificas. Por
supuesto, en el mundo hispano dicho enfoque est a en panales si acaso. Por
tal motivo, se ha intercalado este capitulo dedicado en especial a la pers­
pectiva hist6rica del experimento recreativo y del descubrimiento cientifico.
En concreto, se han elegido tres relatos maravillosos . EI primero de ellos
trata sobre lord Kelvin, figura clave en la historia de la termodinamica ; el se­
gundo, sobre sir Edward Elgar, muy conocido entre los mel6manos; y el ter­
cero , sobre Heike Kamerlingh-Onnes , celebre fisico holandes casi olvidado
hoy dia.
De esta forma queda justificado el primer epigrafe de este capitulo, cuya tra­
ducci6n es : "Vigilantes de las cosas que han ocurrido, al mismo tiempo que
72
nos esforzamos en pos de las cosas aun por hacerse". Esta divisa describe
muy bien la admirable idiosincracia anglosajona.
5.1 LA CLASE DE FILOSOFiA NATURAL CON LORD KELVIN
"En 1846 William Thomson, en aquel tiempo de 22 anos, comenz6 su obra
como catedratico en Glasgow, en la antigua universidad en la calle alta. En
su nuevo cargo todos los detalles que tenian que ver con la ensenanza y la
administraci6n requirieron y recibieron su atenci6n.
EI
mismo alude al estado
desprovisto de su Departamento en cuanto a equipo cuando entr6 en funcio­
nes, y los documentos demuestran que por varios anos se foment6 anima­
damente la labor de proporcionar equipo adecuado para las ilustraciones de
clase. Gran parte del equipo suplementario tenia que traerse de fuera del
pais con problemas de transporte considerables. La ensenanza de la c/ase
de filosoffa natural era entonces en realidad el interes principal del catedrati­
co, asociado, pero , por el momento, teniendo prioridad sobre su obra de in­
vestigaci6n matematica. La labor de coopeiaci6n con Joule sobre experi­
mentaci6n del calor apenas habia comenzado en aquel tiempo, y la batalla
con los problemas practicos de la telegrafia oceanica aun no habian ocasio­
nado exigencias sobre su tiempo , y, a la vez, dividido sus intereses. Es im­
portante tener presente que, si bien en los ultimos arios el tenia que respon­
der a lIamamientos para la direcci6n de toda clase de empresas cientlficas
73
practicas y teoricas , la enserianza de su clase permanecio como un interes
personal primordial.
En el primer periodo de 1847 a 1850 el numero de estudiantes que asistfan
a la clase de filosofia natural normal era aproximadamente 80 , pero en arios
posteriores la asistencia media aumento de manera notable, aumentando
par la adicion de estudiantes de otras universidades y del extranjero . En los
sesentas la asistencia media sobrepasaba los 100. La mayor parte de la cla­
se ordinaria consistia de estudiantes de derecho , medicina y teologia en
preparacion para el sacerdocio de las multiples iglesias escocesas, siendo la
filosofia natural en aquel tiempo una de las asignaturas requeridas para el
titulo de artes . Muy pronto, sin embargo, el profundo interes del catedratico
en la fisica matematica, y en problemas que surgian de las investigaciones
de Joule y de el mismo y de la empresa del cable , Ie indujo a ampliar las ac­
tividades de su Departamento inaugurando una clase de matematicas supe­
riares. En est a clase los estudiantes sacaban provecho de la puesta en rela­
cion con los problemas reales que absorb ian su atencion inmediata , tanto
practicos como teoricos , y, sin duda, el catedratico se beneficiaba en sus in­
vestigaciones por el incentivo otorgado por el esfuerzo de exponer su asig­
natura en una forma adaptada a este publico. Se lograba asi una doble
ventaja. En este metodo el estaba, como era su costumbre, convirtiendo a
sus estudiantes en sus socios y comparieros de trabajo , y a la vez estaba
74
relacionando su labor como catedratico con la esfera aumentada de labor
iniciada por sus investigaciones y actividades practicas. Siguio mas tarde un
procedimiento parecido en relacion con la ensenanza de sus estudiantes en
trabajo de laboratorio, con similar ventaja doble.
•
Cad a manana , menos los lunes y los sabados, el catedratico daba una con­
ferencia dos veces: La primera conferencia, de 9 a 10 a.m. , era sobre fisica
ordinaria, acompanada por ilustraciones experimentales; la segunda confe­
rencia, de 11 a.m . a 12 del mediodia, era sobre ffsica matematica. La prepa­
racion de los experimentos la hacian por 10 general ayudantes : No rara vez
el montaje 10 hacian estudiantes voluntarios, pero en la clase los experi­
mentes los Ilevaba a cabo el mismo catedratico. En el primer periodo de su
ensenanza los temas que recibian mas atencion eran dinamica y propieda­
des de la materia, calor y electricidad, otorgandosele importancia a las obras
de Kepler y Newton, Joule y Clausius, Coulomb, Ampere y Faraday. En la
clase superior la obra de Fourier requeria el lugar maximo. La materia de
sus primeras conferencias se encuentra , por supuesto, en forma permanente
en "Thomson y Tail", y tarnbien en un libro de texto compilado a partir de los
apuntes de conferencias de clase escrito por un antiguo alumno , John Fer­
guson, luego por muchos anos catedratico de quimica en la Universidad de
Glasgow. La preparacion de "Thomson y Tait" comenzo ya en 1860, pero la
primera edicion no salio a la luz hasta 1867, y la labor de colaboracion de
75
los dos catedraticos continuo por dieciocho arios. En el interin se imprimie­
ron pruebas avanzadas de fragmentos del libro de vez en cuando en benefi­
cio de la clase que, de esta manera, asi como tambien por menciones infor­
males frecuentes, se mantenia interesada e informada con respecto a su
progreso, y de una manera u otra sentfan que ellos eran casi participantes
en la misma obra. EI metodo de enserianza y de dirigir la clase de Thomson
era en todos los aspectos caracteristico de el mismo y de fidedigno acuerdo
con sus opiniones sobre educacion como 10 expreso en una epoca posterior.
Estaba fundamentado sobre la suposicion de que la educacion efectiva de
cualquier estudiante dependia de 10 que el hiciera por si mismo al hacer usa
de las oportunidades proporcionadas. La clase era para comenzar en un
punto en el cual se proporcionaba orientacion y consejo a aquellos dispues­
tos a educarse por sf mismos y por sus propios esfuerzos, y, desde luego, no
en un punto para asesorar estudiantes en detalles para fines de un examen
proximo. "Si ustedes quieren conocer 10 que esta en los libros vayan y lean­
los por ustedes mismos" era una de sus observaciones habituales para sus
estudiantes. EI trabajo real del profesor consistfa en proporcionar explicacio­
nes cuidadosas y precisas de los principios fundamentales, y en ilustrar sus
significados en aplicaciones a casos especiales,
0
por el experimento . Las
definiciones, enunciadas cuidadosamente, se dictaban. No se permitfa que
la tarea de exponer y desarrollar los principios fundamentales avanzara muy
rapidamente en to do caso a fin de que durara mas que la capacidad del es­