Gustav Robert Kirchhoff nació el 12 de marzo de 1824 en Königsberg, Prusia (hoy Kaliningrado, Rusia). Hijo de un juez, quien formaba parte de un cuerpo de funcionarios de Estado altamente disciplinados y con un gran sentido del deber.
Gustav fue un niño sumamente inquieto y tuvo una infancia muy feliz, en compañía de sus padres y sus dos hermanos. Su padre tenía la firme convicción de que sus hijos también formaran parte de ese grupo de funcionarios comprometidos con el Gobierno prusiano.
LAS LEYES
HEIDELBERG
LA DISCAPACIDAD
EL LEGADO
Las leyes de Kirchhoff resultaron fundamentales para el desarrollo de la ingeniería eléctrica. Sin embargo, ésa fue sólo su primera aportación, ya que además realizó contribuciones en otras áreas de la ciencia.
rodolfoechavarria@eluniversodemaxwell.com
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Las leyes de voltaje y corriente de Kirchhoff son ampliamente utilizadas por todos los estudiantes de ingeniería eléctrica o ramas afines. Sin embargo, la gran mayoría de los alumnos no sabe que fueron enunciados cuando su autor tenía su misma edad y cursaba sus estudios universitarios.
Kirchhoff estudió el bachillerato en su ciudad natal e ingresó a la Universidad Albertus de Königsberg, en 1842. Su tutor en la universidad fue Franz Ernst Neumann, un profesor interesado en la nueva ciencia del electromagnetismo, quien tuvo gran influencia en su formación académica.
Su gran contribución a la ingeniería eléctrica la realiza muy joven, a la edad de 21 años, cuando se encontraba a la mitad de sus estudios universitarios. En 1845 publica su primer artículo, en la revista “Annalen der Physik und Chemie” (Anales de Física y Química) en el cual presenta sus leyes sobre voltaje y corriente, las cuales son una continuación de la ley enunciada por George Ohm.
Su investigación parte del análisis de los circuitos eléctricos, en particular para encontrar la corriente y el voltaje en cada uno de sus elementos. Sus estudios sirvieron para afianzar la ley de Ohm, además de que le dieron mayores fundamentos matemáticos y ayudaron a realizar los primeros análisis de problemas en las redes eléctricas.
Kirchhoff se graduó de la universidad en 1847 y en ese mismo año contrajo nupcias con Clara Richelot –hija de su profesor de matemáticas–. Se le otorgó una beca para continuar sus estudios en París, sin embargo, los conflictos sociales que había en esa ciudad lo hacen rechazarla para aceptar un puesto como tutor en la Universidad de Berlín, en 1848.
En 1850 se muda, junto con su familia, a Breslau, Prusia (hoy Polonia), donde comienza a laborar en la universidad de esta ciudad como profesor de Física, además de que continúa con sus experimentos sobre la electricidad. Al año siguiente llega a la Universidad de Breslau el profesor Robert Bunsen a realizar una estancia por un año.
A su regreso a la Universidad de Heidelberg, Bunsen recomienda ampliamente la contratación de Kirchhoff, por lo que –aunado al prestigio con que ya contaba- le ofrecen el puesto de profesor y lo acepta con agrado, en 1854. Es con el profesor Bunsen con quien realiza la mayor parte de sus investigaciones y contribuciones a la ciencia. Además, desarrollan una fuerte amistad que duraría toda la vida.
La importancia de las leyes de Kirchhoff para la ingeniería eléctrica se debe a que permitieron los primeros análisis de circuitos, además de que –como ya se comentó- afianzaron el establecimiento de la ley de Ohm. Kirchhoff promulgó dos leyes al respecto, la primera habla sobre la distribución de voltajes en un circuito, mientras que la segunda define la distribución de corrientes.
Sobre las corrientes, Kirchhoff enunció el siguiente principio (que puede parecer obvio en estos tiempos, pero hay que ubicarlo en los inicios del uso de las redes eléctricas): “la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo”. Si utilizamos una analogía hidráulica, podemos establecer que el flujo de agua que entra a una casa, por ejemplo, es igual a la suma de los flujos que salen por todas las llaves.
En la Universidad de Heidelberg, entre los años de 1854 a 1874, Kirchhoff realiza su principal labor como profesor e investigador. Aunque a los 21 años ya había realizado una gran contribución a la ciencia –con la que su nombre quedó inmortalizado–, eso fue apenas el inicio de sus investigaciones. Posteriormente, realizó importante aportaciones en el campo del análisis de espectros (espectroscopía), esto es, el análisis de la composición de la luz que desprende un material al llevarlo a la incandescencia.
Fue gracias al uso de esta técnica que Kirchhoff y Bunsen descubrieron varios elementos, como el cesio, en 1860, y el rubidio, en 1862 (para finales del siglo XIX otros científicos habían descubierto diez nuevos elementos con el uso de la espectroscopía). Además, mediante el análisis espectral de la luz del Sol descubrieron los elementos que se encuentran en nuestra principal estrella.
Kirchhoff solía contarle a un amigo banquero que estaba investigando si había oro en el Sol, a lo que su amigo –un hombre de negocios, práctico, obviamente– respondía: “¡Y qué me importa si hay, si no lo puedo traer a la Tierra!”. Años después, cuando le otorgaron una medalla –y un premio en oro– por sus investigaciones sobre la composición del Sol, Kirchhoff le dijo a su amigo: “¡Ya ves, sí pude traer oro del Sol!”
Otra gran aportación científica de Kirchhoff lo constituye su teoría general de emisión y radiación de los cuerpos, la cual fue muy importante en el desarrollo de las leyes de la termodinámica. Años después, el gran científico Max Planck –quien fue su sucesor en la cátedra de Física Teórica en la Universidad de Berlín– utilizó estos principios para el desarrollo de la mecánica cuántica (una de las grandes aportaciones en el estudio de la física en el siglo XX, junto con la teoría de la relatividad).
Kirchhoff sufrió un accidente en 1869, al caer de una escalera, lo que lo obligó a usar muletas o silla de ruedas durante varios años. Además, debido a sus experimentos en la espectroscopía y a la exposición prolongada de sus ojos a la luz solar, tuvo una grave pérdida de la vista. En cierto momento su médico le prohibió leer (lo cual debió ser una tragedia para alguien que había sido profesor toda su vida). Sin embargo, nunca perdió su alegría y excelente sentido del humor, además de que no faltó a sus deberes en la universidad. Aunque al final dejó los experimentos de laboratorio y se dedicó sólo a la física teórica.
Su esposa Clara, con quien tuvo cuatro hijos, falleció en 1869. Kirchhoff contrajo nupcias nuevamente con Karolina Brömel –quien era la superintendente del hospital universitario, y especialista en padecimientos de los ojos– en 1872. A pesar del deterioro de su salud, mantuvo siempre una actitud positiva y también fue feliz en su segundo matrimonio.
Durante su estancia en Heidelberg tuvo varias ofertas de otras universidades, las cuales rechazó. Sin embargo, en 1875 acepta la cátedra de Física Teórica en la Universidad de Berlín, la cual ocupó durante once años, hasta que su estado de salud lo obligó a retirarse en 1886. Gustav Kirchhoff murió de forma tranquila, en su casa, el 17 de octubre de 1887.
Esto aunado al gran número de físicos, ingenieros, e investigadores que formó en su paso por varias universidades (Heinrich Hertz fue su alumno, por ejemplo). Queda aquí el reconocimiento para este gran científico, viejo conocido de todos los que se dedican a cualquier área de la ingeniería eléctrica.
