CAPÍTULO 11.

ELECTRICIDAD MÁGICA.

odemos ponerle una piel metálica a una estatuilla de plástico, brillante y duro cromo a la defensa de un automóvil, recuperar "impurezas" de oro y plata del cobre, para convertirlo en cobre más puro, fabricar discos fonográficos, ponerle una piel de oro a otros metales más baratos, darle hermosos colores al aluminio y aún fabricar metales antes inexistentes, etc.

Todo esto lo hacemos por medio de la electricidad.

¿No es por lo tanto ésta, una electricidad mágica?

Si colocamos dos placas de cobre en una solución de sulfato de cobre (CuSO4) y hacemos pasar una corriente, observaremos que una placa se va engrosando, mientras que la otra se adelgaza.

Este procedimiento se utiliza en las refinerías de cobre para producir cobre electrolítico, del que utilizamos en nuestros alambres eléctricos y que debe de tener un grado de pureza mayor que el 99.9%.

Para ello se utilizan láminas de cobre puro como cátodos, o sean los electrodos negativos donde se van a depositar los átomos de cobre que se forman de los iones de cobre de la solución al recibir sus electrones faltantes.

 Los ánodos, o electrodos positivos, son formados por gruesas placas de cobre impuro, de los que los átomos de cobre van a pasar a la solución formando más sulfato de cobre y las "impurezas", oro y plata, entre otras, caen al fondo de las cubas electrolíticas en forma de lodos para ser recuperadas.

Si en una solución de ácido sulfúrico, colocamos dos placas de plomo y hacemos pasar la corriente, aunque los químicos no nos han podido aclarar exactamente todas las reacciones químicas que suceden, resulta que en una placa se deposita plomo puro y en la otra se forma una costra de sulfato de plomo.

Si interrumpimos la corriente, observaremos que existe un voltaje o sea una tensión eléctrica entre los electrodos de plomo y de sulfato de plomo (la costra que se ha formado sobre nuestro electrodo negativo)

Gran parte, (no toda) de la energía eléctrica que se utilizó al hacer pasar corriente por nuestro acumulador, se convirtió en energía electroquímica, que queda así "cargado", es decir, convertido en una pila que nos puede propor-cionar gran parte de la energía eléctrica con que lo cargamos.

La razón por la que no toda la energía con que cargamos el acumulador, se convierte  en energía electroquímica, es debido a que parte se convierte en calor, producido al pasar por los alambres la corriente con que cargamos la batería, calor que "se pierde" al ser radiado al espacio, o conducido al aire que rodea al alambre.

Nuestro proceso no es 100 % eficiente.

Si descargamos totalmente nuestro acumulador, , los dos electrodos quedan cubiertos por una película de sulfato de plomo y la acción electrolítica se neutraliza, ya no nos produce voltaje.

Como todos los fenómenos químicos se realizan en la superficie, ha sido de interés aumentar ésta lo más posible, sin aumentar el tamaño de los acumuladores. Para ello se construyen los electrodos con un enrejado de plomo: uno de ellos se rellena con una pasta de litargirio (óxido de plomo) y el otro con una pasta formada por sesquióxido  de plomo y ácido sulfúrico. Con esto se aumenta considerablemente la capacidad del acumulador. Este tipo de acumulador ácido, tiene poca resistencia interna y nos puede producir una corriente muy grande momentáneamente, tal como la necesitamos por ejemplo en el arranque de un automóvil.

Existen también acumuladores alcalinos, cuya vida es más larga y que son relativamente más baratos, con los que se fabrican baterías que se usan donde no son necesarias corrientes momentáneas muy altas, por ejemplo para la operación de interruptores en las subestaciones eléctricas o para operación de lámparas de emergencia.

Veamos ahora otra aplicación de nuestra electricidad química,

Sobre un disco de cera, que se hace girar a velocidad constante, una aguja de diamante traza surcos separados una fracción de milímetro, de una misma profundidad. La aguja se hace vibrar, desplazándola horizontalmente, a la frecuencia producida por determinado sonido y el surco se convierte en un camino sinuoso debido a esas vibraciones.

Sobre el disco así "grabado", se coloca una finísima capa de grafito, que es un material conductor. Se coloca como cátodo en una cuba electrolítica con un ánodo de plata y un electrólito de sales de plata. Se hace pasar la corriente y queda nuestro disco cubierto con una delgada película de plata. Se lleva a una segunda cuba, donde se repite el procedimiento, pero ahora se recubre con una gruesa película de cobre.

Así se produce un disco "patrón", que es una imagen del original, lo que antes eran surcos, son ahora protuberancias.

De este disco patrón, por el mismo procedimiento se obtienen varias "madres", o sea discos similares al original.

De estas se obtienen varios "positivos", que son los que sirven para imprimir las copias que se lanzan al mercado.

Como verán, los antiguos discos de 78, 45 ó 33 rpm, eran la copia de la copia de la copia del original.

Actualmente la música viene empaquetada en "discos compactos", que utilizan un rayo láser, o en cintas magnéticas, de lo que platicaremos mas adelante.

El proceso electroquímico nos sirve para reproducir con toda fidelidad los más mínimos detalles.

Así podemos reproducir monedas o medallas antiguas, fabricar tipos de imprenta, hacer placas en relieve o grabadas, etc.

También esta electricidad química, nos sirve para hacer aluminio.

El aluminio, a diferencia de otros metales como el oro, el cobre, el mercurio, etc, no se encuentra en la naturaleza en su forma metálica y ha sido en realidad un metal hecho por el hombre.

Desde fines del siglo dieciocho, químicos como Lavoisier, pensaban que la alúmina era el óxido de un metal, el cual no había podido ser "fabricado" por procedimientos químicos.

Este óxido de aluminio se encuentra en la naturaleza en muy diversas formas, desde el esmeril y la arcilla, hasta en piedras preciosas como el zafiro y el rubí.

El primero en producir aluminio metálico fue Roberto Bunsen en 1854, haciendo pasar una corriente eléctrica en una mezcla de cloruro de aluminio fundido y sal común, produciéndose cloro y gotas de aluminio metálico.

Este proceso perfeccionado por Pablo Hérault en Francia y Carlos Hall en Estados Unidos es el que se utiliza fundamentalmente en la actualidad.

Alumina purificada, se disuelve en criolita fundida y en esta solución se hace pasar una gran corriente eléctrica entre electrodos de carbón, corriente que no sólo sirve para llevar a cabo el proceso electrolítico, produciendo aluminio metálico fundido, que se recoge del fondo de la cuba y oxígeno, que reacciona con los electrodos de carbón, produciendo óxidos de carbón, sino que también la corriente eléctrica produce el calor necesario para tener la solución a 950 grados centígrados, bastante mayor que la temperatura de fusión del aluminio (659 Grados Centígrados).

El aluminio fundido se extrae del fondo de la cuba y lo que se gasta, aparte de la gran corriente eléctrica, son los electrodos de carbón, que se tienen que reemplazar y el mineral (criolita) que se tiene que estar agregando al electrólito.

La electroquímica es una de tantos territorios casi inexplorados, en los que pocos se quieren meter, los electricistas piensan que es territorio de los químicos y éstos, que es de los electricistas.

De cualquier manera falta mucho por hacer y por investigar.

Algo se ha hecho, por ejemplo las "celdas de energía".

En estas celdas, se ha tratado de producir energía eléctrica directamente mediante el uso de algún "combustible".

El producir energía eléctrica directamente de la energía química, se ha tratado de hacer desde fines del siglo pasado.

Fue en 1839 cuando Guillermo Grove tuvo éxito en lograrlo al fabricar lo que él llamó su batería de gas.

Consiste esta celda, bautizada actualmente con el nombre de "hydrox", en un recipiente dividido en tres cámaras por medio de dos paredes intermedias hechas de platino poroso.

La cámara central, limitada por las dos paredes de platino, se llena con una solución de ácido sulfúrico. En una de las cámaras laterales se pone a presión hidrógeno y en la otra oxígeno, también a presión.

Los iones de hidrógeno de la solución (positivos), toman sus electrones faltantes de los átomos de oxígeno a través de los poros del platino y forman agua (H2O).

Los iones del radical SO4 (negativos), ceden sus electrones libres al hidrógeno formando ácido sulfúrico H2SO4.

La reacción se mantiene inyectando oxígeno e hidrógeno a la celda y produciéndose agua y energía eléctrica entre los electrodos.

Una versión moderna de esta celda, bautizada con el nombre de "Hydrox", por J.T.Bacon en Cambridge, consiste en un electrólito de hidróxido de potasio y electrodos de níquel poroso, opera a 400 grados fahrenheit y a una presión de 400 libras por pulgada cuadrada.

Esta celda experimental de Bacon, ha producido una potencia de 6 KW (seis mil watts) con una eficiencia de conversión de energía química en eléctrica superior al 80 %.

Actualmente se experimenta en todo el mundo con tipos de celdas similares y parece ser que el uso de gases como "combustibles" son los más prometedores para llegar a producir una celda económica.

Esto ya se ha logrado (1997) y ya circulan en Chicago autobuses impulsados por energía proveniente de celdas de combustible (hidrógeno).

La Mercedes Benz, ya tiene un automóvil experimental operado por celdas de combustible basadas en un proceso canadiense.

Se espera que para el año 2005 ya circulen automóviles impulsados por energía proveniente de celdas de combustible que se cargará en gasolineras como los coches actuales, pero con una eficiencia del doble de los actuales y sin producir contaminación.