Jacques Charles: quién fue, biografía, aportes e inventos
¿Quién fue Jacques Charles?
Jacques Charles (1746-1823) fue un físico, químico, matemático, inventor, aeronauta y académico francés reconocido por la invención del globo aerostático impulsado por gas de hidrógeno, en colaboración con los hermanos Robert.
Tal invento le permitió surcar el cielo francés en el primer vuelo tripulado por un humano a más de un kilómetro de altura, superando el modelo propuesto por los hermanos Montgolfier años antes, en distancia recorrida, altura y tiempo que se mantuvo en el aire.
Su relación científica con los hermanos Robert fue muy prolífica, lo que permitió a Charles el diseño y desarrollo de algunas partes y elementos principales del globo aerostático, como se conoce en la era moderna.
Por su investigación en el área de la aeronáutica relacionada con la propulsión con gases inflamables, en este caso el hidrógeno, Charles pudo darle luz a lo que en la actualidad se conoce como la Ley de Charles, siendo este su aporte más destacado a la física.
Biografía de Jacques Charles
Primeros años
Jacques Alexandre César Charles nació en la pequeña ciudad de Beaugency, ubicada en Loiret, Francia, el 12 de noviembre de 1746.
Acerca de su familia y entorno se maneja muy poca información. Lo que sí se conoce es que su educación fue más bien libre, con muy poca aproximación a las ciencias, aunque tuvo acceso al estudio de las matemáticas básicas y a algunos experimentos sencillos.
En su juventud se trasladó a París, donde uno de sus primeros empleos fue un pequeño cargo en una oficina de finanzas del Ministerio de Hacienda de la ciudad, cargo que mantuvo hasta que una crisis del gobierno provocó su destitución.
Influencia de Benjamin Franklin
Más adelante, en 1779 Benjamin Franklin visitó la capital francesa como embajador de los Estados Unidos, lo que supuso un gran acontecimiento para Charles, dado que se sentía atraído por las investigaciones e inventos de Franklin. Esto marcó el inicio de su interés por el estudio científico experimental.
Solo dieciocho meses después Charles se desenvolvió de manera satisfactoria dictando conferencias sobre física experimental inspirado por Franklin, quien luego se convirtió en su tutor de investigación. Charles demostraba con ejemplos muy prácticos los hallazgos de sus estudios, lo que le atrajo seguidores.
Relación con Luis XVI
La invención del Charlière (aerostato de gas) y su ascensión en el mismo en 1783, le permitieron ganarse el favor de Luis XVI, quien en aquel entonces era rey de Francia, y que concedió a Charles una posición privilegiada en el Louvre para desarrollar sus investigaciones, además de financiamiento para sus inventos.
Su estancia en el Louvre permitió la formulación, en 1787, de uno de sus aportes más destacados: la ley de los gases ideales.
En 1785 fue elegido como miembro de la Real Academia de las Ciencias. Fue profesor en el Conservatorio de las Artes y Oficios en el área de física experimental y luego, en 1816, pasó a ser el presidente de la clase en su área de estudio en la Academia, institución en la que también fue bibliotecario.
Vida en pareja y fallecimiento
Estuvo casado con Julie-Françoise Bouchard a partir de 1804. Trece años más tarde su mujer murió después de luchar contra una enfermedad prolongada.
Se desconocen los motivos del fallecimiento de este célebre científico, pero se sabe que Jacques Charles murió en París el 7 de abril de 1823.
Aportes de Jacques Charles
Dentro de la gama de sus investigaciones, los aportes por los que Jacques Charles es más conocido tienen que ver con la utilización del hidrógeno para impulsar un globo.
Ley de Charles
Siguiendo con su línea de estudio basada en el comportamiento de los gases, Jacques Charles formuló la ley que actualmente se conoce como Ley de Charles o Ley de los gases ideales, en la que sostiene que el volumen correspondiente a un gas varía según cambia la temperatura a la que este está siendo sometido.
En esta ley se afirma que a altas temperaturas el gas se expande y a bajas temperaturas el gas se comprime. La relación entre el volumen de dicho gas y la presión no fue publicada por Charles, sino por Joseph Louis Gay-Lussac, años más tarde, y después de sus propias observaciones y estudios sobre el trabajo de Charles.
En 1802 Gay-Lussac fundamentó los estudios de Charles, lo que en la actualidad se conoce como Ley de Charles-Gay-Lussac. Esta ley se denomina de esta manera por su complementariedad y sirvió como base para los estudios de Kelvin dos décadas más tarde.
Publicaciones
Charles escribió algunos artículos sobre la electricidad debido a la influencia que Franklin tuvo en su vida académica, pero sobre todo realizó publicaciones de artículos con la matemática como tema central.
El globo Charlière
Este artefacto le supuso un récord, ya que en diciembre de 1783 Charles fue el primer humano que emprendió un vuelo a más de 1.000 metros de altura. Fue en Tullerías, con una gran convocatoria de espectadores, incluyendo a Benjamin Franklin.
El Charlière tenía unas dimensiones de casi 10 metros de altura, estaba elaborado en malla elástica y de vivos y llamativos colores. A este artefacto se le introdujeron ciertas mejoras que superaron el modelo previo de Charles y, por supuesto, el propuesto por los Montgolfier.
Charles se apoyó en las investigaciones que años antes realizara el físico británico Henry Cavendish, relacionadas con el comportamiento del aire y con el descubrimiento de que el hidrógeno es más liviano que el aire.
Charles dedujo que el “aire inflamable” (hidrógeno) sería lo más eficiente para elevar el globo a mayor altura y, además, permitiría que este se mantuviera mayor tiempo en el aire.
Vuelos populares
Las noticias de globos voladores tripulados se expandieron por Europa, lo que ocasionó una fiebre general en la población, que se emocionaba por volar en globo. España fue el segundo país en contagiarse con esta moda.
Luego los ingleses, los escoceses y los italianos no pudieron resistirse a la innovación francesa, la cual tuvo un auge tal que se realizaron más de 180 vuelos tripulados en el continente europeo. También vale decir que fue una moda efímera debido a la cantidad de accidentes que ocasionaba.
Inventos de Jacques Charles
Partes del globo
Su fascinación por la aeronáutica le permitió desarrollar una serie de inventos muy importantes en la fabricación moderna de globos, dentro de los cuales pueden destacarse algunas de las partes principales del globo propulsado por hidrógeno.
Tal es el caso de la línea de la válvula, lo que permite al tripulante del globo la liberación del gas de hidrógeno para el descenso de la nave.
Otra parte desarrollada por Charles fue el apéndice, que proporcionaba el escape del hidrógeno expandido y así se evitaba que el saco del globo se rompiera.
La góndola, que no es más que una canasta de mimbre en la que va el tripulante de la nave, fue también una total innovación en el diseño del globo, ya que anteriormente no contaba con un espacio en donde el tripulante pudiera estar.
Megascopio
Entre otros artefactos que fueron desarrollados por Jacques Charles, también se puede mencionar el megascopio, una herramienta útil en la proyección de imágenes ampliadas.
Densímetro
También destacó el densímetro, conocido como hidrómetro. Se trata de un artefacto de vidrio diseñado para medir la densidad relativa de líquidos, el cual puede ser calibrado para el uso en diversas industrias y con escalas específicas.
En enología se utiliza este artefacto para determinar el grado de maceración en el que se encuentra un vino.
En la industria de los lácteos se utiliza el densímetro para medir la cremosidad de la leche. En dicha industria se le conoce con el nombre de lactómetro; también se le conoce con otros nombres, tales como sacarómetro y alcoholímetro, entre otros.
Goniómetro
El goniómetro de reflexión sirve para la medición o construcción de ángulos en mineralogía, sobre todo para la medición de ángulos en cristales de diversas caras. También se usa para determinar el tipo de cristal.
En topografía e ingeniería se utiliza el goniómetro para la medición de ángulos y para la triangulación; además, permite determinar la latitud de un astro con cálculos sencillos.
El goniómetro también es empleado en la astronomía para la medición del diámetro de astros o galaxias, y en geodesia se usa para la triangulación del territorio en la creación de mapas.
Dato curioso
Algunos biógrafos consideran que Jacques Charles no llegó a realizar todo lo que se le atribuye, sino que puede haber estado envuelto en una confusión con otro de sus contemporáneos, conocido como Charles el geómetra.
Se dice que Charles solo conoció lo más básico del área de matemáticas y que todos los artículos en esta área realmente fueron escritos por el geómetra, quien se desempeñó como profesor de dinámica de los líquidos en la Academia a partir de 1785.
La confusión entre estos personajes pudo haberse dado debido a que se desconocen completamente datos sólidos acerca de Charles el geómetra. Por esto, algunos afirman que Jacques Charles pudo haber mentido acerca de su ingreso en la Academia; sin embargo, no se tiene certeza de esta información.
Referencias
- “Charles, Jacques-Alexandre-César” en Encyclopedia. Recuperado en 27 de agosto de 2018 de Encyclopedia: enciclopedia.com
- Dobberpuhl, David A. “Jacques Charles” en Chemistry Explained Foundations and Applications. Recuperado en 27 de agosto de 2018 de Chemistry Explained: chemistryexplained.com
- “El globo aerostático y la conquista de los cielos” en National Geographic España. Recuperado en 27 de agosto de 2018 de National Geographic España: nationalgeographic.com.es
- “Charles, Jacques Alexandre César” en Encyclopedia Universalis France. Recuperado en 27 de agosto de 2018 de Encyclopedia Universalis France: universalis.fr
- “La Ley de Charles” en Encyclopedia Britannica. Recuperado en 27 de agosto de 2018 de Encyclopedia Britannica: britannica.com