Sir Joseph Wilson Swan FRS (31 de octubre de 1828 - 27 de mayo de 1914) fue un físico , químico e inventor inglés. Es conocido como uno de los primeros desarrolladores independientes de una exitosa bombilla incandescente , y es la persona responsable de desarrollar y suministrar las primeras luces incandescentes utilizadas para iluminar hogares y edificios públicos, incluido el Teatro Savoy , Londres, en 1881. [1] [ 2]
En 1904, Swan fue nombrado caballero por el rey Eduardo VII , [3] recibió la Medalla Hughes de la Royal Society y fue nombrado miembro honorario de la Sociedad Farmacéutica . Había recibido la más alta condecoración de Francia, la Legión de Honor , cuando visitó la Exposición Internacional de Electricidad de 1881, París . La exposición incluyó exhibiciones de sus inventos y la ciudad se iluminó con su iluminación eléctrica. [4]
Joseph Wilson Swan nació en 1828 en Pallion Hall en Pallion , en la parroquia de Bishopwearmouth , Sunderland , condado de Durham . Sus padres fueron John Swan e Isabella Cameron. [5]
Swan fue aprendiz durante seis años en una firma de farmacéuticos de Sunderland , Hudson y Osbaldiston . [4] Sin embargo, no se sabe si Swan completó su aprendizaje de seis años, ya que ambos socios murieron posteriormente. [4] Se decía que tenía una mente inquisitiva, [4] incluso cuando era niño. Aumentó su educación con una fascinación por su entorno, la industria de la zona y la lectura en la Biblioteca Sunderland. [4] Asistió a conferencias en el Sunderland Atheneum. [6]
Posteriormente, Swan se unió a Mawson's, una empresa de fabricación de químicos en Newcastle upon Tyne , fundada en el año del nacimiento de Swan por John Mawson [4] (9 de septiembre de 1819 - 17 de diciembre de 1867), esposo de su hermana, Elizabeth Swan (22 de noviembre de 1822). – 2 de agosto de 1905). En 1846, a Swan le ofrecieron una sociedad en Mawson's. [4] Esta empresa existió posteriormente como Mawson, Swan y Morgan hasta 1973, anteriormente ubicada en Gray Street en Newcastle upon Tyne, cerca de Grey's Monument . El local, ahora ocupado por la cadena de hamburguesas Byron , puede identificarse por una hilera de farolas eléctricas de estilo victoriano frente a la tienda en Gray Street.
Swan vivía en Underhill, Low Fell, Gateshead , una casa grande en Kells Lane North, donde llevó a cabo la mayoría de sus experimentos en el gran invernadero . [7] La casa se convirtió más tarde en la escuela Beaconsfield, una escuela primaria mixta privada de pago y subvencionada. [8] Los estudiantes allí todavía podían encontrar ejemplos de accesorios eléctricos originales de Swan. [8]
En 1850, Swan comenzó a trabajar en una bombilla utilizando filamentos de papel carbonizados en una bombilla de vidrio al vacío. En 1860, pudo demostrar un dispositivo que funcionaba, pero la falta de una buena aspiradora y de una fuente eléctrica adecuada dio como resultado una bombilla ineficiente y de corta vida. [9] En agosto de 1863 presentó su propio diseño para una bomba de vacío en una reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia . [10] El diseño utilizó mercurio que caía a través de un tubo para atrapar el aire del sistema a evacuar. El diseño de Swan era similar en construcción a la bomba Sprengel y es dos años anterior a la investigación de Herman Sprengel . Además, es de destacar que Sprengel realizó su investigación mientras visitaba Londres [11] y probablemente conocía los informes anuales de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. No obstante, se informó más tarde que Joseph Swan y Thomas Edison utilizaron la bomba Sprengel para evacuar sus lámparas de filamento de carbono . [12] [13]
En 1875, Swan volvió a plantearse el problema de la bombilla con la ayuda de un mejor vacío y un hilo carbonizado a modo de filamento. La característica más importante de la lámpara mejorada de Swan fue que había poco oxígeno residual en el tubo de vacío para encender el filamento, lo que permitía que el filamento brillara casi al rojo vivo sin incendiarse. Sin embargo, su filamento tenía poca resistencia, por lo que necesitaba cables de cobre pesados para alimentarlo. [14]
Swan demostró públicamente por primera vez su lámpara de carbón incandescente en una conferencia para la Sociedad Química de Newcastle upon Tyne el 18 de diciembre de 1878. Sin embargo, después de arder con una luz brillante durante algunos minutos en su laboratorio, la lámpara se estropeó debido al exceso de corriente. El 17 de enero de 1879 esta conferencia se repitió con éxito mostrándose la lámpara en funcionamiento real; Swan resolvió el problema de la iluminación eléctrica incandescente mediante una lámpara de vacío. El 3 de febrero de 1879 hizo una demostración pública de una lámpara en funcionamiento ante una audiencia de más de setecientas personas en la sala de conferencias de la Sociedad Literaria y Filosófica de Newcastle upon Tyne , presidida por Sir William Armstrong de Cragside . Swan centró su atención en producir un mejor filamento de carbono y en los medios para unir sus extremos. Ideó un método para tratar el algodón para producir "hilo apergaminado" y obtuvo la patente británica 4933 el 27 de noviembre de 1880. [15] A partir de ese momento comenzó a instalar bombillas en hogares y lugares emblemáticos de Inglaterra.
Su casa, Underhill, Low Fell, Gateshead , fue la primera del mundo en tener instaladas bombillas que funcionaban. [16] La biblioteca Lit & Phil en Westgate Road, Newcastle , fue la primera sala pública iluminada con luz eléctrica durante una conferencia de Swan el 20 de octubre de 1880. [17] [18] En 1881 fundó su propia empresa, The Swan Electric. Light Company, [19] y comenzó la producción comercial. [20]
El Savoy , un teatro de última generación en la ciudad de Westminster , Londres, fue el primer edificio público del mundo iluminado íntegramente por electricidad. [2] [21] Swan suministró alrededor de 1200 lámparas incandescentes, alimentadas por un generador de 88,3 kilovatios (118,4 caballos de fuerza ) en un terreno abierto cerca del teatro. [22] [23] El constructor del Savoy, Richard D'Oyly Carte , explicó por qué había introducido la luz eléctrica de Swan: "Los mayores inconvenientes para el disfrute de las representaciones teatrales son, sin duda, el aire viciado y el calor que impregnan todo teatros. Como todo el mundo sabe, cada quemador de gas consume tanto oxígeno como muchas personas, y causa un gran calor al lado. Las lámparas incandescentes no consumen oxígeno y no causan ningún calor perceptible." [24] El primer generador resultó demasiado pequeño para alimentar todo el edificio, y aunque todo el frente de la casa estaba iluminado eléctricamente, el escenario estuvo iluminado por gas hasta el 28 de diciembre de 1881. En esa actuación, Carte subió al escenario y rompió un bombilla incandescente ante el público para demostrar la seguridad de la nueva tecnología de Swan. El 29 de diciembre de 1881, The Times describió la iluminación eléctrica como visualmente superior a la luz de gas. [25]
La primera residencia privada, además de la del inventor, iluminada por la nueva lámpara incandescente fue la de su amigo, Sir William Armstrong en Cragside , cerca de Rothbury , Northumberland. Swan supervisó personalmente la instalación allí en diciembre de 1880. Swan había formado "The Swan Electric Light Company Ltd" con una fábrica en Benwell, Newcastle, y había establecido la primera fabricación comercial de bombillas incandescentes a principios de 1881.
La lámpara de varilla de carbono y la lámpara de filamento de carbono de Swan, aunque funcionales, todavía eran relativamente poco prácticas debido a su baja resistencia (necesitaban un cableado de cobre grueso muy costoso) y su corta vida útil. [14] [26] Mientras buscaba un mejor filamento para su bombilla, Swan sin darse cuenta hizo otro avance. En 1881, desarrolló y patentó un proceso para exprimir nitrocelulosa a través de agujeros para formar fibras conductoras. Su empresa recién creada (que mediante fusión finalmente se convirtió en Edison and Swan United Company) utilizó filamentos de celulosa de Swan en sus bombillas. La industria textil también ha utilizado este proceso. [5] [27]
El primer barco que utilizó el invento de Swan fue el City of Richmond , propiedad de Inman Line. Le equiparon con lámparas incandescentes en junio de 1881. La Royal Navy también las introdujo en sus barcos poco después; y el HMS Inflexible instaló las nuevas lámparas el mismo año. [28] Uno de sus primeros empleos en ingeniería fue durante la excavación del túnel Severn , donde el contratista Thomas Walker instaló "lámparas de 20 velas" en los túneles piloto temporales. [29]
Swan fue uno de los primeros desarrolladores de la lámpara eléctrica de seguridad para mineros, y exhibió la primera en Newcastle upon Tyne en el Instituto de Ingenieros Mecánicos y Mineros del Norte de Inglaterra el 14 de mayo de 1881. [30] Esto requería un suministro por cable, por lo que lo siguiente Al año siguiente presentó uno con batería [31] y le siguieron otras versiones mejoradas. [32] En 1886, la Edison-Swan Company estaba produciendo una lámpara con mejor salida de luz que una lámpara de seguridad con llama. [33] Sin embargo, sufrió problemas de confiabilidad y no fue un éxito. Fue necesario el desarrollo por parte de otros durante los siguientes 20 años aproximadamente antes de que las lámparas eléctricas efectivas fueran de uso común. [34]
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En lo que se consideran líneas de investigación independientes, la lámpara eléctrica incandescente de Swan se desarrolló al mismo tiempo que Thomas Edison estaba trabajando en su lámpara incandescente, [35] y la primera lámpara exitosa de Swan y la lámpara de Edison se patentaron en 1880. [1] [36] El objetivo de Edison al desarrollar su lámpara era que se utilizara como parte de un sistema mucho más grande: una lámpara de larga duración y alta resistencia que pudiera conectarse en paralelo para funcionar de manera económica con la empresa de iluminación eléctrica a gran escala. él estaba creando. [37] [35] El diseño original de la lámpara de Swan, con su baja resistencia (la lámpara sólo podía usarse en serie ) y su corta vida útil, no era adecuado para tal aplicación. [35] Las sólidas patentes de Swan en Gran Bretaña llevaron, en 1883, a que las dos empresas competidoras se fusionaran para explotar las invenciones de Swan y Edison, [28] con el establecimiento de Edison & Swan United Electric Light Company . Conocida comúnmente como "Ediswan", la empresa vendía lámparas fabricadas con un filamento de celulosa que Swan había inventado en 1881, mientras que Edison Company seguía utilizando filamentos de bambú fuera de Gran Bretaña. En 1892, General Electric (GE) comenzó a explotar las patentes de Swan para producir filamentos de celulosa, hasta que fueron reemplazadas en 1904 por filamentos de celulosa cocidos "General Electric Metallized" (GEM) desarrollados por GE. [38]
En 1886, Ediswan trasladó la producción a una antigua fábrica de yute en Ponders End , al norte de Londres. [39] En 1916, Ediswan instaló la primera fábrica de válvulas radiotermiónicas del Reino Unido en Ponders End. Esta área, junto con la cercana Brimsdown, se desarrolló posteriormente como un centro para la fabricación de válvulas termoiónicas, tubos de rayos catódicos , etc., y partes cercanas de Enfield se convirtieron en un importante centro de la industria electrónica durante gran parte del siglo XX. Ediswan pasó a formar parte de la británica Thomson-Houston and Associated Electrical Industries (AEI) a finales de la década de 1920. [40]
Al trabajar con placas fotográficas húmedas, Swan notó que el calor aumentaba la sensibilidad de la emulsión de bromuro de plata. En 1871, había ideado un método para utilizar placas secas y sustituir placas de vidrio por plástico de nitrocelulosa , iniciando así la era de la conveniencia en la fotografía. Ocho años más tarde, patentó el papel bromuro , cuyos desarrollos todavía se utilizan para impresiones fotográficas en blanco y negro.
En 1864, Swan patentó el proceso de transferencia para realizar impresiones al carbón , un proceso fotográfico permanente. Al agregar el paso de transferencia, Swan pudo tomar fotografías fácilmente con una gama tonal completa.
En 1894, Swan fue elegido miembro de la Royal Society (FRS), [41] y en 1898 fue elegido presidente de la Institución de Ingenieros Eléctricos ; en ese momento, Swan era uno de sus tres miembros honorarios, siendo los otros dos Lord Kelvin y Henry Wilde . [9] En septiembre de 1901, se le concedió el título honorífico de Doctor en Ciencias (D.Sc.) de la Universidad de Durham . [42] También sirvió como presidente de la Sociedad de la Industria Química de 1900 a 1901, [43] y en 1903 fue elegido primer presidente de la Sociedad Faraday . [9] En 1904, fue nombrado caballero , [44] recibió la Medalla Hughes de la Royal Society y fue nombrado miembro honorario de la Sociedad Farmacéutica . En 1906 recibió la medalla Albert de la Royal Society of Arts. [45]
En 1945, la London Power Company conmemoró a Swan nombrando a un nuevo minero costero de 1.554 TRB SS Sir Joseph Swan . [28] [46]
Swan se casó en primer lugar con Frances "Fanny" White, tercera hija de William White, de Liverpool , en Camberwell Chapel, Londres , el 31 de julio de 1862. [47] Tuvieron tres hijos supervivientes: Cameron, Mary Edmonds y Joseph Henry. Frances murió el 9 de enero de 1868 [48] y se casó en segundo lugar con Hannah White, la hermana menor de Frances, en Neuchâtel , Suiza, el 3 de octubre de 1871. [49] Tuvieron cinco hijos: Hilda, Frances Isobel, Kenneth Rayden, Percival, y Dorotea. Sir Kenneth Rayden Swan era QC y una autoridad reconocida en derecho de patentes. [50]
Swan murió en 1914 en su casa de Overhill, Warlingham , Surrey. [9] El funeral tuvo lugar en la Iglesia de Todos los Santos, Warlingham, el 30 de mayo de 1914, y el entierro tuvo lugar en el cementerio. [51] Entre los dolientes se encontraban representantes de la Institución de Ingenieros Eléctricos, la Institución de Ingenieros Mecánicos y la Royal Society. [52]
Swan hizo descubrimientos innovadores en los campos de la iluminación eléctrica y la fotografía. Ya había recibido la Legión de Honor cuando visitó una exposición internacional en París en 1881. La exposición incluía exhibiciones de sus inventos y la ciudad estaba iluminada con luz eléctrica, gracias al invento de Swan.
La sala de conferencias de la sociedad fue la primera sala pública iluminada con luz eléctrica, durante una conferencia de Sir Joseph Swan el 20 de octubre de 1880.