Se usa en los focos, y claro: en la televisión y en tu teléfono móvil. Pero también tus músculos y tu corazón se mueven gracias a impulsos eléctricos. ¡No podrías tener ni pensamientos si no fuera por la energía eléctrica!
Desde la prehistoria la vimos en los rayos (TRUENO) ¡Ay, y la oímos! y su poder fue atribuido a los dioses. Pero, realmente… ¿Qué es la electricidad?
Ya Tales de Mileto notó que si frotaba con lana un trozo de ámbar, éste podía atraer trocitos de hojas secas ¡como magia! En griego ámbar se dice elektron y por eso, miles de años después, le llamamos a este fenómeno “electricidad”. De hecho le llamamos “electricidad estática” para diferenciarla de la “electricidad en movimiento”, aunque son dos formas de lo mismo: el flujo de electrones entre átomos.
Pero ¿cómo funciona? Luigi Galvani descubrió que al tocar con su bisturí unas ancas de rana las ancas de una rana que colgaban de un gancho de bronce ¡Estas se movían! ¿Sería que los seres vivos producían electricidad?
A lo mejor eso hacían los nervios, que hasta entonces se pensaba que transportaban algún fluido. Su colega Alessandro Volta no estaba muy convencido y de su discusión surgió la investigación que llevó a la creación de la pila voltaica: la primera fuente artificial de corriente eléctrica, mientras que Galvani se acredita como el descubridor de la función de los nervios como conductores de las señales eléctricas. Y de ahí se le ocurrió a Mary Shelley la idea del monstruo de Frankenstein… pero esa es otra historia.
Ya desde antes, Benjamín Franklin teorizó que la electricidad era una especie de fluido, un “fuego”, que se movía de un lugar al que llamó polo positivo, a otro al que llamó polo negativo. Aunque seguimos usando la convención de Franklin, en la actualidad sabemos que los electrones se mueven exactamente en sentido opuesto y ahora lo vamos a explicar. Toda la materia está hecha de átomos.
Este es el modelo Rutherford-Bohr de un átomo que en este caso, es el de cobre. En el núcleo hay protones, de carga positiva, y neutrones, que no tienen carga. La cantidad de protones define de qué elemento se trata.
El cobre, por ejemplo, tiene 29 protones. Alrededor del núcleo están los electrones, de carga negativa, distribuidos en capas, como una cebolla. Si el número de electrones es igual al de protones, el átomo no tiene carga eléctrica.
Pero si hay un desbalance en el número de electrones, el átomo se convierte en un ion. Si son más electrones que protones, la carga del ion es negativa. Y si hay más protones que electrones, la carga es positiva.
Y, a diferencia de las partículas del núcleo, los electrones pueden pasar con relativa facilidad de un átomo a otro, dependiendo del elemento. Si frotas un globo con tu pelo seco, le estás transfiriendo tus electrones a los átomos del globo, con lo que adquiere carga negativa. Esto tiene efectos de fuerza que puedes observar: ahora puedes pegar el globo a la pared ¡sólo con electricidad estática!
Las cargas iguales se repelen y las diferentes se atraen. Seguro te ha pasado esto: has caminado descalzo un rato sobre una alfombra y luego, al acercar tu mano al picaporte ¡recibes un chispazo! Al frotarla, la alfombra te quitó electrones y al acercar tu dedo al metal, que es un material conductor, los electrones corrieron del metal a la superficie de tu piel ¡incluso rompiendo la resistencia del aire, que suele ser aislante!
Produjiste una versión diminuta de los rayos que puedes ver en las tormentas. Hay un número máximo de electrones que el átomo puede tener en cada capa. Como el cobre sólo tiene un electrón en la última capa, tiene mucha capacidad de dar y recibir y eso lo vuelve un muy buen conductor.
Por eso se usa en los cables, que por cierto están cubiertos de plástico aislante. Ahora bien: el cable se usa para transportar corriente eléctrica, es decir; electricidad dinámica o flujo de electrones. Verás, antes del invento de la pila voltaica sólo se podía almacenar electricidad estática, con poca capacidad de corriente constante, en diferentes artilugios, como los llamados “botellas de Leyden”.
Eran meras curiosidades que se usaban para dar chispazos o para hacer bailar cadáveres de ranas. Pero lo que Volta creó fue una manera de producir una corriente eléctrica constante. Si sumerges una pieza de cobre en agua salada, las sustancias reaccionan y se producen átomos con carga negativa: aniones.
Si sumerges una pieza de zinc en otro recipiente, se producen átomos de carga positiva: cationes. Al conectar las dos piezas con un cable, los electrones empiezan a fluir del ánodo al cátodo. ¡Haz creado un circuito!
Es como si dos recipientes, uno con agua, otro sin agua; estuvieran conectados con un tubo en el fondo: al haber una diferencia de presión entre el recipiente lleno y el vacío, el agua fluye de un recipiente a otro. Si la diferencia de potencial es mucha se dice que el sistema tiene mayor voltaje. La corriente que puede fluir a través de un cable conductor, depende de la relación y capacidad de entrega de corriente y voltaje de una fuente de energía eléctrica, por ejemplo, de una pila o batería, un enchufe; y la resistencia del cable conductor.
Si el cable opone la suficiente resistencia al flujo de corriente, esto puede provocar que se caliente ¡y se funda! La buena noticia es que la corriente se puede aprovechar para realizar un trabajo: tostar una rebanada de pan, encender un foco, hacer girar un motor, o hacer sonar un altavoz, por ejemplo. Las fuentes de electricidad actuales actuales no son iguales a las de Volta: ahora la energía eléctrica se puede obtener por muchos medios diferentes, pero los principios son similares.
Por cierto: tu cuerpo es un conductor porque está formado con agua rica en sales, si tocas un cable con corriente, los electrones podrían fluir a través de ti. Y si la corriente es suficientemente alta ¡te podría causar graves daños! Así que, si ves por ahí un cable pelado, no lo toques y pide que lo reparen lo más pronto posible.
¡CuriosaMente! Agradecemos a Marisol Maldonado y Erick Blackmer por su asesoría para este episodio. Puedes visitar el canal de Marisol aquí.
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