Nicolás Callan

Nicholas Joseph Callan (22 de diciembre de 1799 – 10 de enero de 1864) fue un físico irlandés y sacerdote católico conocido por su trabajo sobre la bobina de inducción . ^{[ 1 ]}

Nació y se crio en Dundalk , condado de Louth , donde asistió a una escuela. Su párroco, el padre Andrew Levins, lo acogió como monaguillo y acólito, y lo acompañó en sus primeros pasos en el sacerdocio en el seminario de Navan . Ingresó en el Maynooth College en 1816. En su tercer año en Maynooth , Callan estudió filosofía natural y experimental con Cornelius Denvir . Introdujo el método experimental en su enseñanza y mostró interés por la electricidad y el magnetismo . ^{[ 1 ]}

Callan fue ordenado sacerdote en 1823 y viajó a Roma para estudiar en la Universidad Sapienza , donde obtuvo un doctorado en teología en 1826. Durante su estancia en Roma, conoció el trabajo de pioneros de la electricidad como Luigi Galvani (1737-1798), pionero de la bioelectricidad, y Alessandro Volta (1745-1827), conocido especialmente por el desarrollo de la batería eléctrica . En 1826, Callan regresó a Maynooth como nuevo profesor de filosofía natural (actualmente física ), donde también comenzó a trabajar con electricidad en su laboratorio del sótano de la universidad. ^{[ 2 ]}

Influenciado por William Sturgeon y Michael Faraday , Callan comenzó a trabajar en la idea de la bobina de inducción en 1834. Inventó la primera bobina de inducción en 1836. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Una bobina de inducción produce una corriente alterna de alto voltaje intermitente a partir de una fuente de corriente continua de bajo voltaje . Tiene una bobina primaria que consiste en unas pocas vueltas de alambre grueso enrollado alrededor de un núcleo de hierro y sometido a un bajo voltaje (generalmente de una batería ). Enrollada sobre esta se encuentra una bobina secundaria compuesta por muchas vueltas de alambre delgado. Una armadura de hierro y un mecanismo de apertura y cierre interrumpen repetidamente la corriente a la bobina primaria, produciendo una corriente alterna rápida de alto voltaje en el circuito secundario.

Callan inventó la bobina de inducción porque necesitaba generar un nivel de electricidad superior al disponible en ese momento. Tomó una barra de hierro dulce de aproximadamente 0,61 m de largo y la enrolló con dos trozos de alambre de cobre de unos 61 m cada uno. Callan conectó el inicio de la primera bobina con el inicio de la segunda. Finalmente, conectó una batería, mucho más pequeña que el enorme dispositivo descrito, al principio y al final de la bobina de inducción. Descubrió que, al interrumpirse el contacto de la batería, se podía sentir una descarga eléctrica entre el primer terminal de la primera bobina y el segundo terminal de la segunda.  

Experimentos posteriores demostraron que el dispositivo de bobina podía elevar la potencia de la descarga eléctrica de una batería pequeña al nivel de una batería grande. Así pues, Callan intentó fabricar una bobina más grande. Con una batería de tan solo 14  placas de siete pulgadas (178 mm), el dispositivo producía suficiente energía para una descarga eléctrica "tan fuerte que quien la recibía sentía sus efectos durante varios días". Callan concebía su creación como una especie de electroimán ; pero lo que en realidad había fabricado era un transformador de inducción primitivo.

La bobina de inducción de Callan también utilizaba un interruptor que consistía en un alambre oscilante que se sumergía repetidamente en una pequeña copa de mercurio (similar a los interruptores utilizados por Charles Page ). Debido a la acción del interruptor, que podía abrir y cerrar la corriente que entraba en la bobina, llamó a su dispositivo "repetidor". De hecho, este dispositivo fue el primer transformador del mundo . ^{[ 6 ]} Callan había inducido un alto voltaje en el segundo alambre, partiendo de un bajo voltaje en el primer alambre adyacente. Y cuanto más rápido interrumpía la corriente, mayor era la chispa. En 1837 produjo su gigantesca máquina de inducción: utilizando un mecanismo de reloj para interrumpir la corriente 20 veces por segundo, generó chispas de 380 mm (15 pulgadas) , un estimado de 600 000 voltios y el rayo de electricidad artificial más grande visto hasta entonces. 

Callan experimentó con el diseño de baterías después de que los modelos disponibles en ese momento resultaran insuficientes para la investigación en electromagnetismo. El Anuario de Datos en Ciencia y Arte, publicado en 1849, ^{[ 7 ]} contiene un artículo titulado "La batería de Maynooth" que comienza: "Observamos esta nueva y económica batería voltaica en el Anuario de Datos, 1848, pág. 14,5. El inventor, el reverendo D. Callan, profesor de Filosofía Natural en el Maynooth College, comunicó a la Revista Filosófica, n.° 219, algunos experimentos adicionales, comparando la potencia de una batería de hierro fundido (o de Maynooth) con la de una Grove de igual tamaño". Algunas baterías anteriores habían utilizado metales raros como el platino o materiales poco reactivos como el carbono y el zinc. Callan descubrió que podía usar hierro fundido económico en lugar de platino o carbono. Para su batería de Maynooth, utilizó una carcasa exterior de hierro fundido y colocó una placa de zinc en el centro de un recipiente poroso (un recipiente con una cámara interior y otra exterior para contener dos tipos diferentes de ácido). Mediante una celda de un solo fluido, eliminó el recipiente poroso y los dos fluidos. De esta manera, logró construir una batería con una sola solución.

Mientras experimentaba con baterías, Callan también construyó la batería más grande del mundo en ese momento. Para construirla, unió 577 baterías individuales ( "celdas" ), que utilizaron más de 30 galones de ácido. ^{[ 8 ]} Dado que aún no se habían inventado instrumentos para medir corriente o voltaje, Callan medía la potencia de una batería midiendo cuánto peso podía levantar su electroimán cuando se alimentaba con ella. Usando su batería gigante, el electroimán de Callan levantó 2 toneladas. ^{[ 9 ]} La batería de Maynooth entró en producción comercial en Londres. Callan también descubrió una forma temprana de galvanización para proteger el hierro de la oxidación mientras experimentaba con el diseño de baterías, y patentó la idea. ^{[ 10 ]}

Falleció en 1864 y está enterrado en el cementerio del St. Patrick's College de Maynooth.

El edificio Callan, en el campus norte de la NUI Maynooth , universidad que formó parte del St Patrick's College hasta 1997, fue nombrado en su honor. Además, el Callan Hall, en el campus sur, se utiliza para clases de ciencias y matemáticas. ^{[ 11 ]} El Premio Conmemorativo Nicholas Callan es un premio anual que se otorga al mejor estudiante de último año de Física Experimental.

• Electricidad y galvanismo (libro de texto introductorio), 1832

• Lista de científicos del clero católico

• O'Hara, James G. Callan, Nicholas Joseph (1799–1864) , Oxford Dictionary of National Biography, Oxford University Press, 2004
• Biografía en corrosion-doctors.org

• Nicholas Callan en el Museo de Ciencias de Maynooth.
• Obras de Nicholas Callan en LibriVox (audiolibros de dominio público) (sus traducciones)