ELECTRICIDAD Y ESAS COSAS
Capítulo 5.

COMO EMBOTELLAR UN RAYO.
 

Autor:

Ing. Víctor Cires
 Gavidia

Octubre, 2003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Un holandés, Musschenbroek, (aprenderse su nombre está más difícil que aprenderse cómo embotellar un rayo), en la ciudad de Leyden, descubrió cómo meter un rayo en una botella.
Con ese nombrecito no es de extrañar que su nombre no se haya

popularizado, pero sí su botella, donde metió al rayo, conocida como botella de Leyden.
Este asunto empezó con los  griegos.
Ya ellos habían observado que al frotar un pedazo de ámbar, un plástico natural que es una resina de un árbol, que en griego se llama "elektron"; decía yo que, al frotar un pedazo de ámbar con una tela de lana y al poner éste ámbar cerca de pedacitos de papel (papyrus), o de virutas de saúco (una madera muy ligera), estos saltaban para unirse al ámbar.
Este es un experimento muy sencillo y muy interesante  que cualquiera puede hacer. Basta frotar un peine en el pelo seco y ponerlo cerca de pedacitos de papel, para ver como estos saltan para unirse al peine.
¿Por qué brincan estos al peine, que fuerza misteriosa los atrae?
¿Nunca les ha pasado que al caminar sobre una alfombra en un día seco, se den un toque, salte una chispa que les produce dolor en el dedo, al tratar de coger la perilla de la puerta?
¿No han visto en la noche que al frotar una tela de nylon o de seda salten chispas de la misma?
Dicen que Benjamín Franklin tenía un papalote o cometa, como algunos le llaman y se le ocurrió que con él podría atraer al rayo.
Se salía a volar su cometa en días de tormenta. En el extremo del cordel le había amarrado una cadena con una llave en la punta que quedaba cerca de la tierra.
Así pudo observar cómo saltaban chispas  de la llave al piso. Afortunadamente nunca recibió una descarga lo suficientemente fuerte que podría haberlo matado.
Estas chispas o rayos son iguales a las que se producen al caminar sobre la alfombra o al frotar una tela de nylon.
¿Qué cosa es esto?
Les llamaron chispas eléctricas por suponer que eran producidas por un fenómeno semejante al de frotar el ámbar (elektron).
Hubo varios que se dedicaron a inventar máquinas capaces de producir estas chispas, basadas en el hecho de frotar un disco de algún material como el vidrio, que hacían girar entre piezas fijas que frotaban el vidrio con un pedazo de lana o material semejante y conectar estas piezas con un alambre a una esfera desde la que saltaban chispas.
Nuestro amigo Musschenbroek encontró que, al tener por cierto tiempo en contacto la esferita de su botella con la esfera de una de estas máquinas y acercarla a su dedo, producía una chispa mucho más fuerte, ¡había embotellado un rayo!
Su famosa botella era una simple botella de vidrio en la que ponía mercurio hasta cierto nivel y la forraba con una lámina metálica. A través del tapón pasaba un alambre que hacía contacto con el mercurio y lo terminaba en una esfera metálica.
Actualmente existen en los museos máquinas mucho más poderosas, llamadas Generadores de Van de Graaf, en honor de su inventor Robert J. Van de Graaf, quien en 1931 fabricó un modelo que se encuentra en el museo de Ciencia de Boston, capaz de generar chispas de 2.5 millones de volts.
Consisten en una banda de hule que se hace girar entre dos cilindros, colocando uno bastante más arriba del otro:
Se hace girar al cilindro inferior por medio de una manivela, moviéndose la banda.
El cilindro superior se cubre con una esfera metálica que tiene un hueco para el paso de la banda, el efecto se aumenta si la banda en su parte inferior se hace frotar con un trozo de lana o algo similar. La esfera metálica superior debe estar aislada con soportes de vidrio.
Al hacer girar la manivela de esta máquina, saltan chispas de la esfera si acercamos el dedo o cualquier metal, pero esto no sucede si acercamos una varilla de vidrio, ¿Por qué?
Si una persona se sube en una placa metálica que esté colocada sobre aisladores de vidrio y se conecta la placa a la máquina eléctrica, observaremos cómo se le empiezan a parar los pelos como si fuera puerco espín.
Tal parece que de su cabeza salieran unas líneas de fuerza que le quisieran arrancar los cabellos.
Yo tuve un profesor muy querido, que nos dio una clase que se llamaba Electrometría del que aprendí una frase que se me ha quedado grabada para siempre, nos decía:
"MEDIR ES SABER"
Realmente, mientras no se pueden medir los efectos de un fenómeno, poco se sabe de éste.
Fueron los físicos los que trataron de medir las fuerzas producidas por estos fenómenos eléctricos, así como otros trataron de medir las fuerzas producidas por los fenómenos magnéticos, tales como los de nuestra piedra embrujada.
Volviendo con nuestra botella de Leyden, ¿qué sucede en ella?, ¿donde se almacena el rayo?
A las botellas de Leyden actuales, los electrotécnicos les llaman capacitores o condensadores.
Consisten estos en dos conductores separados por un material aislante; por ejemplo dos cintas de papel de aluminio, separadas por una cinta de mylar o algún otro plástico aislante, u hojas de aluminio separadas por hojas de papel impregnadas en aceite metidas en un recipiente lleno de aceite aislante.
También hay capacitores electrolíticos, donde el aislante es una delgadísima película de óxido producida qu
imicamente sobre el conductor, metido en un líquido aislante.
Pero ¿y cómo se almacena el rayo?
En primer lugar, el rayo es una descarga eléctrica. Para que haya una descarga debe existir una "carga" que se "descargue".
Las nubes, formadas por finísimas gotas de agua, son frotadas y cargadas eléctricamente por las corrientes de aire, en la misma forma que se carga el peine al frotarlo en el cabello. Esta carga eléctrica quiere salir de la nube, pero la distancia existente entre ella y la Tierra se lo impide. Llega un momento en que el esfuerzo eléctrico que se produce en el aire existente entre la nube cargada eléctricamente y la Tierra es de tal magnitud, que el aire se "rompe" y deja pasar la carga eléctrica de la nube a la Tierra.
Aunque el rayo es muy aparatoso, no representa una cantidad de energía apreciable; aunque tenga millones de volts y miles de amperes, su duración es de millonésimas de segundo. De hecho la energía de un rayo nos serviría sólo para alimentar la que utilizamos en la casa durante varios minutos. El rayo es un pobretón que parece millonario porque derrocha todo lo que tiene en un tiempo muy pequeño.
Nuestro capacitor almacena la carga eléctrica en los conductores, separados por material aislante. Dichos conductores separados por material aislante o dieléctrico, sometido al esfuerzo eléctrico, se comportan como un resorte que almacena la energía que representa la carga eléctrica.
Ya hablaremos como se miden y que significan estas cargas y fuerzas eléctricas de éstos y otros experimentos, pero mientras tanto vamos a ocuparnos de otro fenómeno misterioso.
 

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Última revisión: Domingo, 19 Noviembre 2006.