Frederick Gardner Cottrell (10 de enero de 1877 – 16 de noviembre de 1948) fue un químico físico , inventor y filántropo estadounidense . Es más conocido por su invención del precipitador electrostático , uno de los primeros inventos diseñados para eliminar la contaminación del aire , y por establecer la Research Corporation for Science Advancement , una fundación que ha financiado la investigación científica desde 1912.
Nació el 10 de enero de 1877 en Oakland, California , hijo de Cynthia (de soltera Durfee) y Henry Cottrell, ambas familias prominentes que se remontan a la colonización de Estados Unidos. [1]
La inmensa curiosidad de Cottrell le hizo ganar notoriedad a temprana edad. Un conocido dijo: "Leía libros de texto como si fueran novelas". Terminó la escuela secundaria a los 16 años, ingresó en la Universidad de California, Berkeley , y se graduó en 3 años. [2] Después de graduarse, enseñó química en la escuela secundaria de Oakland , ahorrando dinero (su salario anual era de $1200) hasta que pudo continuar con su educación formal. Una anotación en su diario, fechada el 15 de enero de 1900, dice: "Semana para el almuerzo y el cuidado del patio en la escuela".
En aquella época, era habitual que los científicos estadounidenses realizaran sus estudios de posgrado en el extranjero. Con ese fin, Cottrell partió hacia Europa en julio de 1900 en el vapor alemán Waesland y aterrizó en Inglaterra, donde visitó los “laboratorios Cavendish… Hyde Park , los jardines de Kensington , la Casa del Parlamento , la Abadía de Westminster y el Crystal Palace ” en Londres; y “la Biblioteca Bodleian , el Teatro Sheldonian y el Museo Ashmolean de Arte y Arqueología ” en Oxford .
Luego fue a París , donde visitó la Exposición Universal , la feria mundial de 1900 diseñada para celebrar los logros del siglo pasado y acelerar el desarrollo del próximo. Allí, Cottrell vio la nueva Torre Eiffel (“[fue] a la cima”) y visitó el “Viejo París”. Su entrada en el diario del 11 de agosto señala: “Me levanté a las 5 am debido a las chinches. Me sacudí y empaqué mis cosas e hice arreglos… para cambiarme de habitación”.
Desde París, Cottrell viajó a Berlín, donde comenzó sus estudios en la Universidad de Berlín con Jacobus Henricus van 't Hoff , recibiendo un título avanzado en 1901. Al año siguiente, van't Hoff recibió el primer Premio Nobel de Química "en reconocimiento a los extraordinarios servicios que ha prestado con el descubrimiento de las leyes de la dinámica química y la presión osmótica en soluciones".
Cottrell se trasladó entonces a la Universidad de Leipzig [3] , donde estudió con Wilhelm Ostwald , realizando un estudio teórico del efecto del contraflujo de un electrolito en la migración de iones a través de un diafragma en una celda electrolítica. Un mes después de su llegada a Leipzig , Cottrell escribió a su futura esposa, Jessie Fulton: «Mi antiguo entusiasmo, que durante mi estancia en Berlín puede que a veces haya menguado un poco, está volviendo con toda su fuerza y descubro que tengo entre el doble y el cuádruple de planes para intentar de los que posiblemente tenga tiempo. El cambio se debe principalmente, creo, a que me he vuelto a soltar en mi propio trabajo y he entrado en contacto con un gran número de hombres con ideas diversas». Por su trabajo con Ostwald, Cottrell obtuvo un doctorado en 1902. Ostwald recibió el Premio Nobel de Química en 1909.
Cottrell tuvo dificultades para aprender nuevos idiomas. En Francia, sus esfuerzos por hablar francés se topaban con miradas de indiferencia. Aunque su alemán llegó a ser lo suficientemente bueno como para estudiar con científicos alemanes y escribir su tesis, estaba lejos de hablarlo con fluidez. Inspirado sin duda por Ostwald (que estudió esperanto y apoyó otra lengua artificial, el ido , donando las ganancias de su Premio Nobel para su apoyo), Cottrell se interesó en el movimiento para establecer una lengua universal para hablantes de diferentes orígenes lingüísticos. En 1924, fue uno de los fundadores de la Asociación Internacional de Lenguas Auxiliares .
Con el título en la mano, Cottrell regresó a California y comenzó a enseñar en la Universidad de California, Berkeley. El día de Año Nuevo de 1904, se casó con Jessie Mae Fulton, una ex compañera de clase de la escuela secundaria que había conocido en la clase de botánica. Jessie era tímida y frágil, un marcado contraste con el entusiasmo desbordante y la energía inagotable de Cottrell. Cuando le propuso matrimonio, Cottrell le declaró su amor, con la condición de que "mi trabajo es lo primero". Después de dos embarazos difíciles y la pérdida de dos hijos, se establecieron en una vida tranquila y solitaria. Disfrutaban de leer en voz alta, viajar y asistir a conferencias y representaciones teatrales.
En 1917, Cottrell fue iniciado en el capítulo Sigma de Alpha Chi Sigma en la Universidad de California en Berkeley. [4]
Poco después de regresar a Berkeley, Cottrell comenzó a trabajar como consultor para la empresa DuPont en sus instalaciones de producción de explosivos y ácidos cerca de Pinole, California , 20 millas al norte de la Universidad. DuPont quería abordar el problema de la precipitación de las nieblas ácidas que se forman cuando se burbujea trióxido de azufre a través del agua o ácido sulfúrico diluido . Utilizando un método eléctrico similar al imaginado por Sir Oliver Lodge en Inglaterra, Cottrell comenzó a experimentar con la precipitación electrostática como un medio para recolectar nieblas de ácido sulfúrico. El resultado del trabajo de Cottrell fue el precipitador electrostático, un dispositivo que podía recolectar cenizas volantes, polvo y humos, nieblas ácidas y neblinas que arrojaban las plantas de principios de siglo, y que se convirtió en un medio principal para controlar la contaminación del aire industrial. Cottrell lo hizo funcionar desarrollando una fuente de alimentación de alto voltaje confiable y electrodos que permitían que la energía eléctrica se filtrara a través de una cámara llena de gas desde muchos puntos pequeños. En 1906, se aplicó una corriente eléctrica a un pequeño dispositivo de laboratorio que emitía niebla de ácido sulfúrico y el concepto se hizo realidad. La primera patente, la n.° 895.729, se concedió el 11 de agosto de 1908. El precipitador electrostático sigue siendo una tecnología principal para la eliminación de contaminantes de los flujos de residuos industriales hasta el día de hoy.
Cottrell no era un hombre de negocios, pero reconoció el potencial comercial de su invento y decidió usarlo para financiar la investigación científica mediante la creación de Research Corporation. En la época en que la ciencia no era financiada rutinariamente por el gobierno y fuentes privadas, Cottrell, a la edad de 34 años, decidió que la ciencia sería la principal beneficiaria de su invento. Aquellos asociados con él en el desarrollo de la precipitación electrostática estuvieron de acuerdo con esta sugerencia altamente inusual, y Cottrell hizo varios intentos de donar la patente a organizaciones que pudieran comercializar el precipitador, utilizando los ingresos para financiar la investigación científica. Después de que la Universidad de California y el Instituto Smithsoniano rechazaran su oferta, Cottrell trabajó con el entonces secretario del Smithsoniano, Charles Doolittle Walcott , para formar Research Corporation, una fundación dedicada a la filantropía en la ciencia. La junta directiva original (académicos, científicos, abogados y banqueros) invirtió un total de $10,100 para financiar la incipiente organización y trabajó sin compensación. La junta directiva compartía el objetivo de Cottrell de adquirir inventos y patentes, desarrollarlos, ponerlos a disposición de la industria bajo licencia y aplicar todos los beneficios a apoyar las investigaciones en el campo de la ciencia fundamental. En menos de un año, se habían recuperado todas las inversiones de la junta y el negocio de los precipitadores estaba en marcha. Cottrell es quizás más conocido por este acto de filantropía.
La creencia de Cottrell en el servicio público y su amor por el medio ambiente lo impulsaron a unirse a la Oficina de Minas de EE. UU. en 1911. En ese momento, la Oficina de Minas era la principal agencia del gobierno de EE. UU. que realizaba investigaciones científicas sobre recursos minerales. Comenzó estableciendo una oficina en San Francisco, Cottrell sirvió a la oficina en varias capacidades, incluida la de director en Washington, DC. El trabajo experimental sobre la producción de helio para su uso en globos y dirigibles comenzó en 1917 en la Oficina de Minas de EE. UU ., y Cottrell jugó un papel vital en hacer que la producción de helio fuera financieramente viable durante la Primera Guerra Mundial. El costo de un pie cúbico de helio en ese momento era de $ 1,700, lo que lo hacía prohibitivo para su uso en la Primera Guerra Mundial. En 1920, la búsqueda de Cottrell de un proceso económico para recuperar helio de los gases de los pozos de petróleo dio como resultado su disponibilidad comercial a un costo tan bajo como 1 centavo por pie cúbico.
En 1921, Cottrell dejó la Oficina de Minas para presidir la División de Química y Tecnología Química del Consejo Nacional de Investigación . De 1922 a 1930, fue director del Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo en el Departamento de Agricultura de los EE. UU . Durante su mandato, el departamento desarrolló un catalizador funcional para un proceso tipo Haber. Cottrell fue responsable de recomendar qué hacer con la planta de nitrógeno erigida por el gobierno en Muscle Shoals en el río Tennessee durante la Primera Guerra Mundial. Después de la guerra, la producción se había convertido de explosivos a fabricación de fertilizantes y la recomendación de Cottrell de que el gobierno continuara operando como una instalación experimental finalmente se incorporó a los planes para la Autoridad del Valle de Tennessee . Después de renunciar a su puesto en el Departamento de Agricultura en 1930, siguió siendo consultor del departamento durante la siguiente década.
Como consultor científico, Cottrell era muy respetado en círculos nacionales e internacionales, en la industria y en la comunidad académica. Viajaba mucho, conocía a científicos de los EE. UU. y del extranjero, y era especialmente conocido por su capacidad para identificar y contribuir a nuevas ideas. Cottrell rechazó cualquier papel en Research Corporation como funcionario o director, pero permaneció activo como asesor durante el resto de su vida. Muchas de las primeras subvenciones de Research Corporation se otorgaron a científicos que Cottrell había identificado como "motores y agitadores" en sus campos, entre ellos Ernest O. Lawrence (el ciclotrón ), Isidor Rabi ( resonancia magnética nuclear ) y Robert Van de Graaff (el generador de Van de Graaff ).
Otra “invención” de Cottrell fue Research Associates Inc., que se organizó el 1 de enero de 1935 con 10 empleados y oficinas en el campus de la American University en Washington DC. Financiada por “subvenciones” de Research Corporation, Research Associates representó un esfuerzo de Cottrell por crear otra Research Corporation que, con el tiempo, se volvería autosuficiente a través de los retornos por sus servicios y productos. Entre sus proyectos se encontraban los faros Brackett, los detergentes, la tostación de tierra de Fuller durante las olas de calor, la pila de combustible Greger y las estufas y desodorizadores Royster.
En un obituario que escribió en el momento de la muerte de Cottrell en 1948, Vannevar Bush recordó: “El propósito de [Research Associates] era realizar investigación científica y social y eliminar en la medida de lo posible el desfase temporal entre la perfección de las ideas científicas y su introducción en la vida nacional. El período de actividad de Research Associates, de 1935 a 1938, fue sumamente estimulante”.
Por muchas razones, la organización acabó fracasando. En una carta fechada el 18 de septiembre de 1951, J. W. Barker, entonces presidente de Research Corporation, comentó:
“... el principal problema de Research Associates, Inc. es la absoluta incapacidad de este brillante y heterogéneo grupo de prima donnas para dedicarse durante suficiente tiempo a una línea de investigación y determinar si funcionaría o no. Parecía que, en el momento en que se iniciaba un experimento en particular, todos, incluido Cottrell en particular, perdían todo interés en ese experimento. Empezaban a saltar chispas sobre algún otro experimento y, abandonando el anterior sin ninguna determinación específica, se lanzaban a buscar la nueva chispa.”
A lo largo de su vida, Cottrell sufrió períodos de depresión. El fracaso de Research Associates le provocó una depresión prolongada y difícil y marcó un declive en su fervor y entusiasmo, que hasta entonces no tenían límites.
El interés que Cottrell tenía desde hacía mucho tiempo por la fijación del nitrógeno motivó una colaboración con Farrington Daniels, de la Universidad de Wisconsin , a partir de 1939. Daniels y sus asociados estaban intentando desarrollar un proceso térmico para la fijación del nitrógeno utilizando un horno regenerativo de lecho de guijarros, que esperaban que fuera una alternativa económica a la síntesis de amoníaco de Haber . Aunque el proyecto ayudó a rejuvenecer emocionalmente a Cottrell, el desarrollo del proceso no se completó hasta después de su muerte.
Cuando Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial, Cottrell tenía 64 años. Su salud se estaba deteriorando y su mente estaba cansada. En 1944, él y Jess compraron una casa en Palo Alto, California, y se jubilaron. Jessie Cottrell murió en febrero de 1948.
El 16 de noviembre de 1948, el fundador de Research Corporation, Frederick Gardner Cottrell, murió mientras asistía a una reunión de la Academia Nacional de Ciencias celebrada en su alma mater, la Universidad de California en Berkeley.
El siguiente obituario se publicó posteriormente en la sección “Hitos” del número del 29 de noviembre de 1948 de la revista Time:
Falleció el Dr. Frederick Gardner Cottrell, 71 años, químico nacido en California e inventor (precipitador eléctrico Cottrell); de una dolencia cardíaca; en Berkeley, California. El Dr. Cottrell fundó la famosa Research Corporation en 1912 como una organización sin fines de lucro para el avance de la ciencia, autorizándola a gastar la totalidad de los 3.500.000 dólares recaudados por su invención.
Aunque Cottrell ya no estaba, la Fundación siguió con su inspiración. En 2012, Research Corporation for Science Advancement celebró 100 años de financiación de profesores-investigadores en el inicio de su carrera en las principales universidades de Estados Unidos. Poco antes de su muerte, Cottrell dijo: “Apuesten por los jóvenes. Son apuestas arriesgadas, pero algunas de ellas dan resultado”. Su inversión ha financiado miles de proyectos de investigación científica, muchos de los cuales han cambiado nuestro mundo.
