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 bombilla incandescente de éxito , y es la persona responsable de desarrollar y suministrar las primeras luces incandescentes utilizadas para iluminar hogares y edificios públicos, incluido el Teatro Savoy de 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 en 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 empresa de farmacéuticos de Sunderland , Hudson and 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 de Sunderland. [4] Asistió a conferencias en el Ateneo de Sunderland. [6]
Swan se unió posteriormente a Mawson's, una empresa de químicos industriales 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), el esposo de su hermana, Elizabeth Swan (22 de noviembre de 1822 - 2 de agosto de 1905). En 1846, a Swan se le ofreció una sociedad en Mawson's. [4] Esta empresa existió posteriormente como Mawson, Swan y Morgan hasta 1973, anteriormente ubicada en Grey Street en Newcastle upon Tyne, cerca del Monumento de Grey . Las instalaciones, ahora ocupadas por el minorista de moda END., se pueden identificar por una línea de farolas eléctricas de estilo victoriano frente a la tienda en Grey Street.
Swan vivió 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 secundaria mixta privada subvencionada y de pago. [8] Los estudiantes allí todavía podían encontrar ejemplos de los accesorios eléctricos originales de Swan. [8]
En 1850, Swan comenzó a trabajar en una bombilla que utilizaba filamentos de papel carbonizado en una bombilla de vidrio evacuada. En 1860, pudo demostrar un dispositivo que funcionaba, pero la falta de un buen vacío y de una fuente eléctrica adecuada dio como resultado una bombilla ineficiente con una vida útil corta. [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 utilizaba 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 anterior a la investigación de Herman Sprengel por dos años. Además, es notable 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 informa 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 estudiar el problema de la bombilla con la ayuda de un mejor vacío y un hilo carbonizado como filamento. La característica más significativa de la lámpara mejorada de Swan era 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 a una corriente excesiva. El 17 de enero de 1879, esta conferencia se repitió con éxito con la lámpara mostrada en funcionamiento real; Swan había resuelto el problema de la iluminación eléctrica incandescente por medio de una lámpara de vacío. El 3 de febrero de 1879, demostró públicamente una lámpara en funcionamiento a una audiencia de más de setecientas personas en el auditorio 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 carbón 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 completamente con 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 todos los teatros. Como todos saben, cada quemador de gas consume tanto oxígeno como mucha gente y, además, provoca un gran calor. Las lámparas incandescentes no consumen oxígeno y no provocan un calor perceptible". [24] El primer generador resultó demasiado pequeño para alimentar todo el edificio, y aunque toda la parte delantera del teatro estaba iluminada eléctricamente, el escenario estuvo iluminado con gas hasta el 28 de diciembre de 1881. En esa actuación, Carte subió al escenario y rompió una 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, aparte 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.
Las lámparas de filamento de carbono y de varilla de Swan, aunque funcionales, eran relativamente poco prácticas debido a su baja resistencia (requerían un cableado de cobre grueso y muy costoso) y a su corta vida útil. [14] [26] Mientras buscaba un filamento mejor para su bombilla, Swan, sin darse cuenta, hizo otro avance. En 1881, desarrolló y patentó un proceso para introducir nitrocelulosa a través de agujeros para formar fibras conductoras. Su empresa recién creada (que, mediante una fusión, se convirtió finalmente en la Edison and Swan United Company) utilizó los filamentos de celulosa de Swan en sus bombillas. La industria textil también ha utilizado este proceso. [5] [27]
El primer barco que utilizó la invención de Swan fue el City of Richmond , propiedad de la Inman Line. Fue equipado con lámparas incandescentes en junio de 1881. La Marina Real Británica también las introdujo en sus barcos poco después; el HMS Inflexible instaló las nuevas lámparas ese mismo año. [28] Uno de los primeros empleos en ingeniería fue durante la excavación del túnel Severn , donde el contratista Thomas Walker instaló "lámparas de 20 candelas" en los túneles piloto temporales. [29]
Swan fue uno de los primeros desarrolladores de la lámpara eléctrica de seguridad para mineros, exhibiendo su primera en Newcastle upon Tyne en el Instituto de Ingenieros Mineros y Mecánicos del Norte de Inglaterra el 14 de mayo de 1881. [30] Esto requería una fuente de alimentación con cable, por lo que al año siguiente, presentó una con una batería [31] y 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 de llama. [33] Sin embargo, sufrió problemas de confiabilidad y no fue un éxito. Tuvieron que ser desarrollados por 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] con la primera lámpara exitosa de Swan y la lámpara de Edison ambas patentadas en 1880. [1] [36] El objetivo de Edison al desarrollar su lámpara era que se usara como parte de un sistema mucho más grande: una lámpara de alta resistencia y larga duración que pudiera conectarse en paralelo para funcionar económicamente con la utilidad de iluminación eléctrica a gran escala que estaba creando. [37] [35] El diseño de lámpara original de Swan, con su baja resistencia (la lámpara solo podía usarse en serie ) y su corta vida útil, no era adecuado para tal aplicación. [35] Las fuertes patentes de Swan en Gran Bretaña llevaron, en 1883, a que las dos compañías 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 la 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 reemplazados en 1904 por filamentos de celulosa horneada "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 termoiónicas de radio del Reino Unido en Ponders End. Esta zona, junto con la cercana Brimsdown, se desarrolló posteriormente como un centro para la fabricación de válvulas termoiónicas, tubos de rayos catódicos , etc., y las 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 British Thomson-Houston and Associated Electrical Industries (AEI) a finales de la década de 1920. [40]
Al trabajar con placas fotográficas húmedas, Swan se dio cuenta de 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 el plástico de nitrocelulosa por placas de vidrio, iniciando así la era de la comodidad en la fotografía. Ocho años después, patentó el papel de bromuro , cuyos desarrollos todavía se utilizan para impresiones fotográficas en blanco y negro.
En 1864, Swan patentó el proceso de transferencia para realizar impresiones de carbón , un proceso fotográfico permanente. Al añadir el paso de transferencia, Swan pudo realizar fácilmente fotografías 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 Institution of Electrical Engineers ; en ese momento, Swan era uno de sus tres miembros honorarios, los otros dos eran Lord Kelvin y Henry Wilde . [9] En septiembre de 1901, se le concedió el título honorario de Doctor en Ciencias (D.Sc.) de la Universidad de Durham . [42] También se desempeñó como presidente de la Society of Chemical Industry de 1900 a 1901, [43] y en 1903 fue elegido primer presidente de la Faraday Society . [9] En 1904, fue nombrado caballero , [44] recibió la Medalla Hughes de la Royal Society y fue nombrado miembro honorario de la Pharmaceutical Society . 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 carbonero costero de 1.554 TRB, el SS Sir Joseph Swan . [28] [46]
Swan se casó en primera instancia con Frances "Fanny" White, tercera hija de William White, de Liverpool , en la Capilla de Camberwell , 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 segunda instancia 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 Dorothy. Sir Kenneth Rayden Swan era un abogado de la reina y una autoridad reconocida en materia de 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 revolucionarios 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 se iluminó con luz eléctrica, gracias al invento de Swan.
La sala de conferencias de la sociedad fue la primera sala pública que se iluminó con luz eléctrica, durante una conferencia de Sir Joseph Swan el 20 de octubre de 1880.