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Después de una ausencia –más prolongada de lo que hubiera querido– debido a compromisos académicos, estoy de regreso para compartir con ustedes historias sobre el desarrollo científico y tecnológico. Quiero agradecer a El Sol de Tampico por esta nueva oportunidad para hablar sobre un tema que me apasiona: la ciencia.
Corrían los primeros años del Siglo XX, y la fábrica de Henry Ford producía miles de vehículos anualmente. Cierto día sus ingenieros le reportaron que uno de los generadores eléctricos tenía una falla severa, lo que afectaba a la producción. Entonces decidió llamar al que se consideraba el mejor ingeniero eléctrico en esa época para que solucionara el problema. Una vez ahí, este ingeniero solicitó lo siguiente: gises, una libreta y lápices, además de una pequeña cama. Después de pasar dos días y sus noches junto a la máquina analizando el problema, hizo unas marcas con gis en el chasís del generador y llamó a los ingenieros de la planta. Les dijo que destaparan el equipo y justo en esos puntos reemplazaran los embobinados.
El personal siguió sus indicaciones, y después de encender nuevamente el generador, este funcionó perfectamente. Henry Ford estaba encantado hasta que le llegó la cuenta por la reparación: diez mil dólares. Entonces dijo que pagaría, pero primero debía recibir el desglose. El ingeniero le envió la siguiente nota, marcar el chasís con gis: 1 dólar; saber dónde poner las marcas de gis: 9,999 dólares; total: 10,000 dólares. Valga decir que Ford lo pagó con gusto.
El ingeniero protagonista de esta historia es Charles Proteus Steinmetz, quien fue una pieza fundamental en el análisis y desarrollo del sistema de energía eléctrica que utilizamos hasta la actualidad. Nació el 9 de abril de 1865 en Breslavia, Polonia (en ese tiempo parte de Alemania). Desde sus primeros años se dio cuenta de que la vida no sería fácil para él: era jorobado, además de padecer enanismo –llegó a medir solo 1.20 m–, cifosis y displasia de cadera; todo esto heredado de su padre.
Sin embargo, todas estas desventajas físicas no impidieron que asistiera a la escuela y destacara por sus habilidades académicas; aprendió varios idiomas y fue un alumno sobresaliente en matemáticas, física e historia. En 1883 ingreso a la Universidad de Breslavia para estudiar astronomía, aunque pronto cambio su rumbo al estudio de matemáticas y física. En esos años la institución ya tenía una tradición en el estudio de la electricidad (Gustav Kirchhoff, quien desarrolló las leyes que llevan su nombre, fue profesor de 1850 a 1854). Completó su formación con menciones honoríficas en varias materias, y en 1887 la universidad le ofreció una beca para continuar con sus estudios de doctorado.
Sin embargo, no pudo concluir sus estudios doctorales debido a problemas económicos, académicos y personales. Steinmetz siempre tuvo simpatía por las ideas socialistas. Se unió a un grupo de esta tendencia en 1884, y pronto aumentó su participación en las actividades de proselitismo. El grupo fue prohibido por el Gobierno alemán y varios de sus integrantes llevados a juicio. Por lo tanto, se traslada a Zurich, Suiza con el fin de alejarse y continuar con sus estudios, esta vez enfocado en los principios teóricos de la ingeniería. Una noticia define su futuro: en 1889 su padre le envía una carta en la que le informa que existe una orden de arresto en su contra; por lo tanto, acepta la invitación (y un préstamo) de un amigo para emigrar a los Estados Unidos de América (EUA), por lo que arriban a la ciudad de Nueva York el 20 de mayo de ese año.
Su llegada coincidió con los inicios de la ingeniería eléctrica en EUA; las principales universidades del país comenzaban a establecer programas de estudio en esta área, por lo que ofrecía infinitas posibilidades de desarrollo. La mayoría de las personas que ya se dedicaban a ella eran de otras ramas de la ingeniería o con formación práctica, por lo que Steinmetz –con sus estudios en ciencias– tuvo gran ventaja sobre ellos.
En junio de 1889 fue contratado por Rudolf Eickmeyer, dueño de una pequeña compañía, con un salario inicial de 12 dólares por semana. Gracias a su tutela, Steinmetz se desarrolla y obtiene una gran reputación en la ingeniería eléctrica. Inicia sus proyectos en motores, generadores, y todo lo relacionado con el sistema eléctrico. Tres años después la compañía fue adquirida por la General Electric, donde pudo llevar sus inventos a un nivel más elevado.
Antes de continuar repasemos las características de la electricidad que utilizamos todos los días. Existen dos tipos de sistemas: uno de corriente directa (CD), y otro de corriente alterna (CA). El primero es el que utilizamos para energizar los aparatos electrónicos, por ejemplo; mientras que el segundo lo usamos principalmente para generar la electricidad. A finales del Siglo XIX existió una pugna entre Thomas Edison y Nikola Tesla –conocida como la Guerra de las Corrientes Eléctricas– con el fin de establecer el sistema a utilizar. Al final, la guerra fue ganada por Nikola Tesla (con el apoyo de George Westinghouse), por lo que utilizamos CA para generar, transmitir y distribuir la energía eléctrica.
En ese tiempo la electricidad era comprendida por unos cuantos profesionistas, y básicamente el sistema de CD, pero cuando Tesla probó que el sistema de CA era mejor, y comenzó a instalarse por todo EUA, aparecieron los primeros problemas. Parecía que la CA no obedecía las leyes eléctricas, en especial la de Ohm y las de Kirchhoff; las mediciones de corriente, voltaje y potencia no correspondían a los cálculos realizados.
Steinmetz –junto con otros científicos, como Oliver Heaviside– descubrió que la CA sí obedecía las leyes eléctricas, pero el detalle se encontraba en que sus cantidades son vectoriales (con una magnitud y un ángulo), por lo que su análisis debía hacerse utilizando números complejos (con el numero imaginario, la raíz cuadrada de menos uno, como base). Además, desarrolló la ley de histéresis, fundamental para el estudio de las máquinas eléctricas, junto con inventos relacionados con motores para tranvías, generadores eléctricos, transformadores, y diversos equipos.
Steinmetz nunca quiso tener hijos por el miedo a heredarles sus problemas físicos. Sin embargo, adoptó a un joven amigo, Joseph Hayden, quien se casó con Corinne Rost; el matrimonio tuvo tres hijos, para quienes fue un cariñoso abuelo. Juntos vivieron felices en una espaciosa casa y laboratorio. Fueron los mejores años de su vida, en los que combinaba una bonita vida familiar junto con la pasión por su trabajo.
Charles Proteus Steinmetz falleció el 26 de octubre de 1923 debido a un paro cardiaco. Su legado es impresionante, aunque prácticamente desconocido –incluso por los ingenieros eléctricos y de ramas afines–. Publicó varios libros y decenas de artículos, además de presentar múltiples conferencias, en las que estableció las bases teóricas del sistema de CA que utilizamos hasta el día de hoy. Gracias a su labor se agregó a la ingeniería eléctrica el rigor matemático y la metodología científica que la definen actualmente. Dejemos el reconocimiento a este gran hombre, quien a pesar de sus discapacidades, supo sobreponerse y dejar un legado de bienestar al mundo.
