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Sociedad

Tercer Milenio

Aquellos maravillosos inventores

Los pioneros de la moderna tecnología de vacío

El físico alemán Wolfgang Gaede inventó a comienzos del siglo XX nuevas bombas de vacío más eficaces y prácticas: la bomba rotatoria de mercurio, que luego mejoró y se utilizó en la industria de la luz eléctrica, la bomba de vacío molecular y la bomba de difusión. Tras llegar a un acuerdo de colaboración con él, la firma E. Leybold Nachfolger se convirtió en el único fabricante y proveedor de la nueva bomba de vacío rotatoria de mercurio.

Bomba rotatoria
Bomba rotatoria
Archivo Gaede-Stiftung

Una bomba de vacío sirve para retirar el aire del interior de tubos, bombillas, instrumentos científicos, equipos, etc. A comienzos del siglo XX, la industria de la luz eléctrica empezó a demandar ese vacío, fundamental para evitar el deterioro de los filamentos de las bombillas o en los tubos catódicos en los de rayos X. Hacían falta bombas más eficaces y allí estaba el físico alemán Wolfgang Gaede y la compañía fabricante E. Leybold Nachfolger.

Ernst Leybold (1827-1907) fue un emprendedor hombre de negocios alemán que en 1851 adquirió el ídem del recientemente fallecido Martin Kothe, dedicado al comercio de vinos y de suministros y equipamiento para farmacias. Una línea de ventas, esta última que Leybold primó y potenció. Y que además expandió a otras áreas y disciplinas científicas. Así lo demuestra que en el año 1859 ofreciese no solo un catálogo completo de productos, sino que además garantizase proveer con cualquier producto o equipo farmacéutico, químico, físico, matemático y técnico que no estuviese recogido en su catálogo e incluso que no hubiese sido aún fabricado, siguiendo las especificaciones del diseño. En un principio Leybold adquiría y encargaba los equipos a un fabricante local, pero en 1867 y a la vista de que el negocio marchaba viento en popa, decidió poner en marcha su propia fábrica de instrumentos y equipos científicos, técnicos y didácticos en el centro de Colonia. Y con gran éxito, toda vez que en los siguientes años la fábrica E. Leybold se consolidó como uno de los principales proveedores de escuelas, universidades y centros de estudios.

No obstante, y a pesar de la prosperidad de la fábrica, en 1870 Ernst Leybold decidía vender la compañía a Otto Landeloff y Emile Schmidt para embarcarse en otras aventuras empresariales. Con buen criterio, los nuevos propietarios decidieron mantener el apellido del fundador rebautizándola como E. Leybold Nachfolger (Herederos de E. Leybold) que bajo la dirección de la familia Schmidt se centró en la fabricación y venta de equipamiento de laboratorio para universidades, agencias gubernamentales y otras instituciones.

Fue en 1906 cuando Emile Schmidt tuvo noticia, al leer un artículo publicado en la revista científica 'Physikalische Zeitschrift', del novedoso equipo desarrollado por un joven físico que atendía al nombre de Wolfgang Gaede.

Parece ser que Wolfgang Gaede (1878-1945) ya había dado muestras durante su infancia de un talento innato para visualizar y analizar los más intricados sistemas móviles y mecánicos. Así que no es de extrañar que, tras entrar en la Universidad de Friburgo para estudiar Medicina, decidiese abandonar esta disciplina para cursar Física. En 1901 obtenía su doctorado e iniciaba una carrera como asistente de laboratorio en la universidad. Allí, sus primeras investigaciones se centraron en la amplificación de las oscilaciones de alta frecuencia. Fue entonces cuando se cercioró de lo imperfectos que eran los equipos y bombas de vacío disponibles. Y las limitaciones que ello imponía a sus experimentos. Una circunstancia que lejos de frustrarle le incentivó. Wolfgang Gaede casi se sintió obligado a desarrollar una nueva bomba de vacío realmente eficaz y práctica.

En 1905, Gaede inventaba la bomba rotatoria de mercurio, con una capacidad de bombeo muy superior a las vigentes. El nuevo equipo incorporaba un tambor de porcelana lleno hasta la mitad con mercurio. Al hacerlo rotar, de forma manual, el aire era expulsado debido al desplazamiento del mercurio (líquido de elevada densidad) en el interior del tambor. Gaede fabricó con sus propias manos el prototipo en la Fábrica de Porcelana de Berlín. Y en 1906 publicaba su trabajo en 'Physikalische Zeitschrift' y lo presentaba en sociedad en la Conferencia de Física de Merano, donde fue acogido con interés, aunque no alcanzó mayor repercusión. Al menos no en un primer momento, o en 'el directo'; porque justo entonces Emile Schmidt estaba buscando un equipo de vacío suficientemente eficaz para su empleo en la industria de la luz eléctrica, que entonces iniciaba su despegue. Y entonces leyó el artículo de Gaede. De inmediato puso todo su empeño en contactar con el físico y llegar a un acuerdo de colaboración por el cual E. Leybold Nachfolger se convertía en el único fabricante y proveedor de la nueva bomba de vacío rotatoria de mercurio. Un acuerdo que selló la entrada de la compañía en el hasta entonces poco explorado y explotado sector de la tecnología de vacío. Y que orientó definitivamente la carrera profesional de Wolfgang Gaede al diseño de nuevos y mejores equipos en este campo. Todo ello bajo el viento a favor de la elevada demanda de la nueva bomba rotatoria debido a las necesidades de la industria lumínica que Schmidt había acertado a anticipar. Esta demanda, a su vez, motivó a Gaede para mejorar su equipo, consciente de que una bomba accionada manualmente estaba lejos de ser la solución definitiva para los requerimientos de la industria. Este empeño le llevó a desarrollar la bomba de paletas tipo Gaede (una versión mejorada de la convencional bomba rotatoria de aceite) y la bomba multietapa de pistón.

Su siguiente y decisivo paso, al tiempo que era nombrado profesor titular de la Universidad de Friburgo, fue concentrarse en estudiar la viscosidad de los gases y su difusión. Investigaciones que le iban a llevar a inventar dos nuevos tipos de bombas de vacío totalmente diferentes a las existentes hasta entonces al estar basadas en nuevos principios físicos.

En 1911 Gaede inventaba y construía su bomba de vacío molecular. La primera con un fundamento distinto al empleado desde que Otto von Guericke inventase la suya. En la bomba molecular, las moléculas de gas se adhieren a una superficie rotatoria que gira a gran velocidad, lo que les proporciona un momento o impulso adicional para ser expelidas al exterior. El dispositivo presentaba una capacidad de bombeo diez veces superior a sus precursoras.

Apenas dos años más tarde, en 1913, Gaede inventaba la bomba de difusión, en la que las moléculas de gas se difundían en un chorro de vapor de alta velocidad que las expulsaba de la cámara. Mecanismo que de nuevo mejoraba la eficiencia y la capacidad de su antecesora. Precisamente en 1913 Gaede recibía la medalla Elliot del Instituto Franklin debido a su anterior invención.

La publicación del nuevo modelo de bomba se iba a demorar hasta 1915 como consecuencia de la I Guerra Mundial. A partir de entonces Gaede iba a concentrar la mayor parte de sus esfuerzos y trabajo en mejorar y perfeccionar sus dos nuevos tipos de bombas, que, de la mano de Leybold Nachfolger, iban a copar el mercado en dicho sector durante la primera mitad del siglo XX. Fruto de ello, en 1935, Wolfgang Gaede iba a introducir su última gran mejora, un ingenio que prevenía que los gases bombeados condensasen en la bomba durante la fase de compresión con lo que eliminaba una de las principales limitaciones que afectaban al rendimiento de los equipos.

Pero mientras tanto su vida se vio salpicada por otros muchos acontecimientos. En 1919 Gaede se trasladaba a Karlsruhe tras aceptar el puesto de profesor de Física en la Universidad Técnica. Y en 1933 y ya con Alemania bajo el control nazi, la Physical Society de Londres le concedía la prestigiosa medalla Dubell. Cuando Gaede se desplazó a Inglaterra para recibir el galardón, dos de sus estudiantes le denunciaron como persona 'sospechosa', alegando, entre otras acusaciones, que se había manifestado en contra de la expulsión de sus colegas judíos de la universidad. Denuncia que obligó al propio Gaede a abandonar la institución y a trasladar su trabajo a un laboratorio privado en Karlsruhe montado y equipado por la E. Leybold Nachfolger. Pese a ello, ese mismo año de 1933 Wolfgang Gaede era distinguido con el Anillo Siemens, el mayor honor que podía recibir un inventor alemán. En 1939 y huyendo del clima prebélico trasladaba su laboratorio a la más tranquila ciudad de Munich, donde en 1945 fallecería tras contraer difteria.

Entre tanto la compañía E. Leybold Nachfolger ya establecida como líder en el sector de la tecnología de vacío se reconvertía en sociedad limitada en 1922. Finalmente, en 1967 se unía con la compañía Heraeus Hochvakuum GmbH para crear la Leybold Heraeus GmbH con el objetivo de adaptarse a las exigencias y demandas de un mercado cada vez más global en aras de mantener su privilegiada posición en el sector.

Miguel Barral Técnico del Muncyt

Esta sección se realiza en colaboración con el Museo Nacional de Ciencia y Tecnología

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