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No podríamos imaginar un mundo hoy en día sin electricidad, entonces, ¿a quién le debemos el honor de inventar esta maravilla? En primer lugar, como forma de energía, la electricidad no se puede inventar. En cuanto a quién la descubrió, como la mayoría de las investigaciones en la investigación fundamental, la electricidad ha sido estudiada por varios científicos a lo largo de los siglos.

Algunos creen que Ben Franklin fue el primero en descubrir la electricidad, pero, como veremos más adelante en este artículo, su famoso experimento con una cometa y una llave demostró que los rayos son una forma de electricidad. La electricidad como fenómeno físico había sido identificada miles de años antes que Franklin.

¿Qué es la electricidad en primer lugar?

La electricidad simplemente se refiere al movimiento de electrones a través de un material conductor, como un alambre de cobre.

La fuerza aplicada a los electrones para empujarlos a través del cable conductor se conoce como voltaje, y la tasa de flujo de los electrones se conoce como corriente.

Si imagina el cable conductor como una tubería a través de la cual puede fluir el agua, el voltaje es la presión aplicada para hacer que el agua fluya, mientras que la corriente es la cantidad de agua que fluye a través de la tubería cada segundo.

En los metales, los electrones pueden moverse libremente, lo que los convierte en grandes conductores de electricidad. Algunos materiales, sin embargo, no conducen la electricidad, estos son aislantes. Sin embargo, hay casos en los que un aislante puede transportar una carga eléctrica. Si frotas dos materiales aislantes diferentes, como un globo y un puente, los electrones se transferirán del puente al globo, que se carga con una carga negativa. Esta acumulación de electrones en un aislador se conoce como electricidad estática. Si toca el globo, puede sentir esta física en acción con una leve descarga.

La electricidad en el mundo antiguo: la historia de la batería de Bagdad

Hasta donde sabemos, los griegos fueron los primeros en descubrir la noción de carga eléctrica hace más de 2600 años. Observaron que frotar resina de árbol fosilizada, o ámbar, con piel de animal, provocaba que atrajera hierba seca. Esencialmente, los griegos se habían encontrado con la electricidad estática.

También sabemos por textos antiguos que los egipcios sabían que algunas especies de peces eléctricos podían provocar descargas en el cuerpo. De hecho, los antiguos egipcios probablemente usaban el bagre eléctrico del Nilo para tratar los dolores de cabeza y los dolores nerviosos, una práctica conocida como ictioelectroanalgesia que permaneció en uso médico hasta finales del siglo XVII.

Una momia de bagre.

Pero, sin duda, el ejemplo más asombroso de electricidad en la antigüedad es la batería de Bagdad . Este peculiar instrumento fue descubierto por una expedición encabezada por el Dr. Wilhelm Koenig del Museo de Irak en Bagdad en 1936. El hallazgo consistió en un jarrón hecho de arcilla, de unos 14 centímetros de alto y con el diámetro mayor de 8 centímetros.

La datación sugiere que el artefacto tiene unos 2.000 años de antigüedad, del siglo I d. C., durante una época en la que la región estaba ocupada por el imperio parto.

Aunque su apariencia no parecía fuera de lo común, los científicos aprendieron rápidamente que había mucho más en la pequeña vasija de barro una vez que miraron dentro.

El jarrón contiene un cilindro hueco fabricado con una lámina de cobre de alta pureza. El extremo inferior del cilindro se cubrió con una pieza de lámina de cobre, mientras que el fondo interior del cilindro se cubrió con una capa de asfalto de solo 3 milímetros de espesor. El extremo superior del cilindro estaba tapado por una gruesa y pesada capa de asfalto. El centro del enchufe presentaba una pieza sólida de hierro.

Réplica y diagrama de una de las antiguas celdas eléctricas (baterías) encontradas en Khujut Rabua, cerca de Bagdad.

En el momento del descubrimiento, Koening reconoció que el frasco y su extraña estructura de metal tenían una configuración que sugería que podría haber funcionado como una batería de celda húmeda. De hecho, parece no haber tenido otro propósito que el de generar una corriente eléctrica débil.

Los experimentos realizados con réplicas del frasco empleando varios ácidos encontraron que una mezcla de ácido acético (vinagre destilado) y jugo de toronja generaba 0,5 voltios durante varios días.

Se han descubierto más artefactos de este tipo a lo largo de los años alrededor de sitios en el actual Irak, que fueron hechos por partos y sasánidas. Sin embargo, ¿qué propósito podrían haber tenido estas baterías antiguas considerando que no se han encontrado motores, luces o cualquier dispositivo eléctrico similar?

Una posible aplicación de la batería de Bagdad es para la terapia médica, ya que los griegos y los romanos de la época empleaban rutinariamente el rayo eléctrico común para administrar descargas eléctricas a los pacientes para tratar el dolor.

Esta falta de uso aparente de la corriente eléctrica ha llevado a algunos a preguntarse si estos frascos antiguos realmente se usaron como baterías. En cambio, estos podrían haberse utilizado para almacenar documentos importantes para evitar que la humedad dañe el papiro.

Es más, dado que no hay constancia de que los partos, ni nadie en el mundo antiguo, poseyera una teoría formal de la electricidad, el descubrimiento de las baterías probablemente fue un accidente.

Avance rápido a 1.600 años en el futuro. Durante este tiempo, un físico inglés llamado Wiliam Gilbert publicó un tratado sobre la naturaleza atractiva del ámbar y usó la palabra latina electricus para describirlo. No mucho después, otro inglés llamado Thomas Browned publica un libro sobre física en el que usa la palabra electricidad para describir el trabajo de Gilbert.

Ben Franklin y su experimento de la cometa relámpago

Fotografía de una pintura que representa el famoso experimento de la cometa y la llave de Franklin. Crédito: Charles E. Mills, Biblioteca del Congreso, Washington, DC

A muchos se les ha enseñado en la escuela primaria que Benjamin Franklin, padre fundador y renombrado inventor, descubrió la electricidad al atar una llave a una cometa mientras estaba parado en una tormenta eléctrica. Sin embargo, esto no es cierto en absoluto. Franklin no fue el primer científico en estudiar partículas cargadas ni se propuso descubrir la electricidad; sus investigaciones simplemente buscaban demostrar que los rayos eran una forma de electricidad estática.

A mediados del siglo XVIII, mucho antes de embarcarse en su famoso experimento, Franklin jugaba con tubos eléctricos que le había dado su amigo Peter Collinson. Siguiendo estas experiencias, Franklin planteó la hipótesis de que la iluminación era una chispa eléctrica masiva y propuso un experimento con una barra elevada para atraer el fuego eléctrico de la nube. Muy consciente de los peligros involucrados, Franklin también mencionó en una de sus cartas a Collinson que cualquier persona involucrada en tal experimento tendría que observar el fenómeno en la protección de un recinto similar a la garita de un soldado.

La noticia de las teorías de Franklin llegó a Europa, donde el francés Thomas Francois DAlimbard usó una varilla vertical de 50 pies de largo para atraer el fluido eléctrico (rayo). Tuvo éxito el 10 de mayo de 1752 en París. En julio, un inglés, John Canton, replicó con éxito el experimento. Posteriormente, el químico ruso Mikhail Lomonosov también llegó a la misma conclusión tras su propio experimento.

Franklin, aparentemente inconsciente de estos desarrollos al otro lado del charco, emprendió su propia versión del experimento durante una tormenta eléctrica en junio de 1752, en Filadelfia. Se paró afuera bajo un refugio mientras sostenía una cometa de seda con una llave atada a ella. Cuando cayó un rayo, la electricidad viajó por la llave y su carga se recogió en una botella de Leyden, un componente eléctrico antiguo que almacena una carga eléctrica de alto voltaje y puede liberarla en una fecha posterior.

Muchos creen que la cometa en realidad acumuló carga eléctrica de la atmósfera y no fue golpeada directamente por un rayo, de lo contrario, Franklin podría haber sido un brindis ese fatídico día.

El propio Franklin escribió más tarde en el Pennsylvania Gazette el 19 de octubre de 1752, detallando sus hallazgos y ofreciendo instrucciones sobre cómo recrear el experimento:

Tan pronto como cualquiera de las Nubes de Trueno venga sobre la Cometa, el Alambre puntiagudo extraerá el Fuego Eléctrico de ellas, y la Cometa, con todo el Hilo, será electrificada, y los Filamentos sueltos del Hilo se destacarán en todos los sentidos. y ser atraído por un Dedo que se aproxima. Y cuando la Lluvia haya mojado la Cometa y el Hilo, de modo que pueda conducir libremente el Fuego Eléctrico, encontrará que brota abundantemente de la Llave en el Acercamiento de su Nudillo. En esta Llave se puede cargar el Frasco; y del fuego eléctrico así obtenido, se pueden encender espíritus y se pueden realizar todos los demás experimentos eléctricos, que generalmente se realizan con la ayuda de un globo o tubo de vidrio frotado; y así quedó completamente demostrada la Igualdad de la Materia Eléctrica con la del Rayo.

Dicho esto, Franklin no descubrió la electricidad. Ni siquiera fue el primero en realizar un experimento que mostraba que la iluminación es electricidad y escribir sobre los hallazgos. Sin embargo, se le acredita como el primer científico en elaborar la hipótesis y las condiciones experimentales.

Los primeros usos prácticos de la electricidad.

Después de las revelaciones de los experimentos de Franklin, la ciencia floreció en todos los campos, incluido el electromagnetismo.

En 1800, un médico italiano llamado Luigi Galvani descubrió que cuando una rana tocaba dos tipos diferentes de metales, su pata se contraía. Con base en estos hallazgos, su compañero Alessandro Volta concluyó que existe una especie de potencial eléctrico entre las dos placas de metal, lo que hace que la carga eléctrica fluya a través de la anca de rana.

Volta utilizó esta idea para inventar las primeras baterías modernas. En su honor, ahora nombramos una de las propiedades de la electricidad, potencial eléctrico (o voltaje ), en su honor.

En 1808, a Humphry Davy se le atribuye la invención de la primera lámpara de arco eficaz, una pieza de carbono que generaba luz cuando se conectaba a una batería. Davy esencialmente inventó la primera bombilla.

En 1820, Hans Christian Oersted, AM Ampre y DFG Arago confirmaron la relación entre electricidad y magnetismo. Ampre, matemático y físico francés, es considerado el padre de la electrodinámica. La unidad base de corriente eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades (SI), el amperio o amp, lleva su nombre. Posteriormente, en 1826, Georg Ohm definió la relación entre potencia, voltaje, corriente y resistencia en la Ley de Ohm. La unidad básica de resistencia, el ohm, lleva su nombre.

Los primeros usos prácticos de la electricidad.

En 1831, Michael Faraday inventó la dínamo eléctrica, esencialmente un generador de energía crudo que usaba un imán que se movía dentro de una bobina de alambre de cobre, creando una pequeña corriente eléctrica.

Esto sentó las bases para una revolución eléctrica en todo el mundo. En 1878, el inventor estadounidense Thomas Edison presentó la primera bombilla incandescente práctica que podía generar luz durante horas y horas.

Más tarde, a fines del siglo XIX, el inventor serbio-estadounidense Nikola Tesla fue pionero en el trabajo con corriente alterna, el motor de inducción y el sistema de distribución polifásico. Tesla también tenía patentes en competencia con Marconi por la invención de la radio.

La electricidad hoy y en el futuro

El momento en que la humanidad aprovechó la electricidad fue un hito en la historia. El mundo nunca hubiera sido el mismo y la mayoría de los inventos que damos por sentado hoy simplemente no habrían sido posibles sin la electricidad.

Hoy, la electricidad alimenta al mundo. Al mismo tiempo, todo el asombroso progreso y prosperidad que permite la electricidad ha tenido un costo oculto.

Incluso hasta el día de hoy, la mayor parte de nuestra electricidad proviene de la quema de combustibles fósiles como el carbón en enormes generadores de energía. Solo una fracción de las necesidades energéticas del mundo se satisface con energías renovables, como la solar o la eólica. Esto debe cambiar si queremos evitar una catástrofe global a manos del calentamiento global antropogénico.

En pocas palabras: la electricidad no fue descubierta por una sola persona. El concepto de electricidad fue conocido por la gente durante miles de años. Cuando finalmente llegó el momento de formar una teoría de la electricidad y desarrollarla comercialmente, muchas mentes brillantes trabajaron en el problema al mismo tiempo.

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