jueves, 5 de abril de 2007

ELECTRICIDAD

En la sociedad actual nos resultaría imposible imaginar un mundo sin electricidad.
Se utiliza prácticamente en casi todo: alumbrado de calles, comercios, industrias y viviendas; para producir fuerza motriz mediante motores eléctricos (por ejemplo, fuerza mecánica para la elevación de un ascensor); baterías para vehículos y telefonía móvil... La electricidad mueve transportes de personas y de mercancías: trenes, tranvías, funiculares, teleféricos, metros, etc. Se usa en medicina: marcapasos, desfibriladores, bisturíes eléctricos, etc. También es necesaria para el uso de electrodomésticos, el funcionamiento de satélites, etc. Se podría ampliar la lista, pero saldrían innumerables aplicaciones. No se concibe una sociedad moderna sin electricidad.

Desde hace años la utilización de la energía eléctrica crece exponencialmente, su crecimiento se debe a que muchos receptores se alimentan de energía eléctrica. ¿Por qué? La razón es muy sencilla. Respecto a otros tipos de energía, la eléctrica es mucho más manejable y más fácil de transportar por lo que podemos disponer de ella en cualquier lugar. Además, se puede transformar en otras formas de energía: luz, calor, energía mecánica, etc.

Si la comparamos con el gas natural, evidentemente, la electricidad es mucho más segura (de sobra conocemos casos de la explosión de algún edificio debido a una fuga de gas). Pero tampoco podemos pensar que es inocua porque no es así: se deben utilizar sistemas para evitar su contacto puesto que nos puede proporcionar lesiones y deterioros en instalaciones ¿Quién no ha escuchado alguna vez que se ha producido un incendio por culpa de un cortocircuito eléctrico o una muerte por electrocución? Recordemos que el ser humano también hace usos nefastos de la electricidad para hacer daño como electrocutar (utilización de la silla eléctrica como pena capital) o torturar.

Últimamente, se tiende a la construcción de viviendas donde la instalación de gas no se realiza ya que todo es eléctrico pero no nos engañaremos: las facturas de luz son mucho más caras. Esperemos que dentro de poco tiempo las compañías eléctricas del país aumenten la oferta y variedad de tipos de contratos como en otros países de la Unión Europea.

Nuestra vida humana depende de la electricidad, de hecho el corazón se mueve mediante impulsos eléctricos. Cuando nuestros ojos reciben un rayo de luz este es transformado en pequeñísimos estímulos eléctricos a través del nervio óptico que son tratados en el cerebro, podemos asegurar, pues, que el complicado entramado del sistema nervioso funciona mediante electricidad. (Hago constar que existen muchos más factores en juego en el sistema nervioso por lo que mi aseveración es muy genérica). No olvidemos tampoco aquellos animales que utilizan la electricidad como método defensivo o para cazar como la raya eléctrica.

Se supone que en la Prehistoria, incluso antes y después, la electricidad no habría pasado desapercibida. Sobre todo, cuando había tormenta, se apreciaba el poder espectacular y a la vez devastador de la naturaleza mediante las siluetas luminosas que hoy llamamos rayos y, que por cierto, nuestros antepasados consideraban castigos o enfados de los dioses del momento.

Los historiadores alemanes aseguran que en la Edad del Bronce los germanos encontraron ámbar (resina petrificada de los árboles) en la costa del Báltico. Con él, aquellos pueblos fabricaban adornos y utensilios, y así habrían llegado a Grecia. Al ámbar, los griegos lo llamaron elektron (electrón).

En lo que si se ponen de acuerdo, prácticamente, todos los historiadores es en que el primero en realizar experimentos relacionados con la electricidad fue el matemático griego Tales de Mileto. Éste se dio cuenta de que el ámbar poseía una fuerza misteriosa porque al frotarlo con un paño de lana atrae ciertos objetos ligeros como podría ser una pluma. Este mismo experimento lo podemos realizar en casa frotando un bolígrafo (de plástico) con un paño de lana o piel. Si lo acercamos a pedacitos de papel, estos serán atraídos por el bolígrafo.

Seguidamente haré una síntesis muy general de los descubrimientos más relevantes de la Electrotecnia (el estudio de la electricidad, el magnetismo y sus aplicaciones).

Tales de Mileto (640 a. C. / 585 a.C.) Descubre la electricidad por frotamiento. Lástima que no viera su posible utilización porque, seguramente, nuestro mundo sería muy diferente de lo que es ahora, o quizá peor, nunca se sabe…

Peregrinus 1270-(?) Efectúa estudios relacionados con el magnetismo y construye la primera brújula de pivote y escala graduada. No quiero imaginar a los navegantes sin la escala graduada y, mucho menos, a los supuestos inventores de la brújula, los chinos (la aguja de la misma descansaba sobre un corcho, a la vista están pues sus inexactitudes)

Gilbert (1544-1603) Fue el primero en utilizar el término “eléctrico” y demostrar experimentalmente el magnetismo terrestre.

Otto Von Guericke (1602-1686) Desarrolló la primera máquina generadora de cargas eléctricas que muchos hombres de ciencia, o al menos así se autodenominaban, utilizaron para provocar besos eléctricos y demás experimentos espectaculares sin ninguna aplicación práctica excepto para provocar molestias y demás sensaciones al aplicarles electricidad a las personas.

En este grabado de mediados del siglo XVIII, se puede apreciar a un, supuesto, científico cargando de electricidad a la bella dama mediante la máquina que manipula, podemos observar que ésta se encuentra aislada del suelo mediante una banqueta. Cuando el caballero enamorado acerque sus labios a los de la preciosa damisela, cargada de electricidad, se producirá una chispa en los mismos y su consecuente calambre para el sufridor caballero. En aquella época era una de las atracciones relacionadas con la electricidad.

Beso eléctrico

Stephen Gray (1696-1736) Clasificó los materiales entre aislantes y conductores aunque el primero en utilizar estos términos fue Desaguliers (1683-1744) buena y principal clasificación pero muchos científicos poco hábiles en construir aparatos de medida eléctricos utilizaban sus propias “carnes” para comprobar la existencia o ausencia de electricidad en los materiales. Aún hoy en día existen valientes que prefieren tocar con los dedos para saber si hay corriente o no. En esta vida hay de todo, incluso cementerios llenos de valientes…

Du Fay (1698-1739) Postuló la existencia de dos clases diferentes de electricidad llamándolas electricidad vítrea y electricidad resinosa. Empezó, pues, a acercarse a la naturaleza de la electricidad.

Franklin (1706-1790) Inventa y construye el primer pararrayos de la época moderna. A las dos clases de electricidad de Du Fay las denomina positivas y negativas. Buen invento el del pararrayos, aunque el experimento de Franklin para demostrar la naturaleza eléctrica de los rayos podría haberle costado la vida tal como ocurrió con otros investigadores.

1745 Von Kleist y Pieter van Musschenbroek descubren, casi simultáneamente, el primer condensador o acumulador de cargas eléctricas de la historia: la botella de Leyden, el primer intento de “almacenar” la electricidad.

Coulomb (1736-1806) Descubre las leyes que rigen el magnetismo y la electricidad estática.

Galvani (1737-1798) Los libros de historia dan cuenta de “fuerzas eléctricas” en experimentos con ancas de rana. Este científico creía que la electricidad venía propiamente de las ranas y la llamó electricidad animal. Cuando otros científicos comprobaron que no era así vivió penosamente amargado hasta el día de su muerte.

1782 Hauy descubre que si un cristal de cuarzo se somete a presión produce una tensión eléctrica. A este fenómeno se le conoce como piezoelectricidad.

Volta (1745-1827) Inventa la primera pila eléctrica (primera fuente química de energía) llamada columna de volta.

Nicholson (1753-1815) Demostró por primera vez que una corriente eléctrica se puede transformar en una reacción química (justo lo contrario a las pilas eléctricas).

Thomas Seebeck (1770-1831) Descubre que al aplicar calor a dos metales diferentes unidos se produce una corriente continua: el principio de los termopares. No se verá la aplicación práctica hasta pasados cien años.

Öersted (1777-1851) Descubre que al acercar una brújula a un conductor por el cual circula una intensidad y después dejar de circular esa intensidad, la aguja de la brújula cambia de dirección. Es así, pues, como descubre el electromagnetismo. Como ocurre con algunos experimentos, descubrimientos, etc., estos se descubren por casualidad y este es un buen ejemplo.

Gauss (1777-1855) Establece un sistema lógico para las unidades magnéticas (y otras unidades como el metro, masa, tiempo, etc.)

Schweigger (1779-1857) A este científico no se le tiene, normalmente, en cuenta pero realizó el primer galvanómetro: un sistema primordial para realizar medidas en el mundo de la electricidad, sobre todo en sus comienzos. Por suerte muchos investigadores torpes podrán utilizar aparatos de medidas sin sufrir los efectos de la electricidad.

Amper (1778-1836) Empieza a formular las leyes de la electrodinámica y realizando experimentos encuentra el principio del electroimán. A pesar de su éxito en el campo de la física, su vida estuvo envuelta por numerosas desgracias que lo sumieron en depresiones nerviosas y otras dolencias. Son humanos todos estos personajes y, por tanto, sufren como tales...

Sturgeon (1783-1850) Comienza a experimentar con los principios de Amper. Inventó el primer electroimán y fue fundador del primer diario, en inglés, dedicado exclusivamente a la electricidad. O sea, un apasionado al que le interesaba la divulgación popular de la electricidad. Es gracias a gente como Sturgeon que los neófitos y otros interesados inexpertos en la materia disponen de información para colmar sus inquietudes.

Ohm (1787-1854) Descubre la ley que lleva su nombre justificando así la resistencia eléctrica, archiconocida ley en el mundo de la física y electricidad.

Faraday (1791-1867) Descubre la inducción electromagnética de forma experimental y escribió las leyes fundamentales de la electrólisis. Sobre Faraday siento cierta estima, siempre ha sido un referente para aquellos que se han tenido que buscar la vida por ellos mismos con pocos recursos, pero disfrutando y dando todo de ellos mismos por conseguir lo que se proponen.


Henry (1797-1878), realiza electroimanes muy potentes capaces de elevar cargas muy pesadas y (¡ojo al dato!) descubrió un telégrafo que no llegó a patentar porque creía que los inventos eran para beneficio de la humanidad.
Morse inventaría el primer telégrafo práctico llevándose todo el mérito, incluso después de que Henry le diese ideas para su construcción.
(La mala suerte de Henry era enorme llegó a descubrir fenómenos que no se atribuyen a él por no ser más rápido en sus publicaciones. Ironías de la historia.)

Morse (1791-1872), inventa el telégrafo electromagnético. (¿O el desagradecido de Morse?).

Wheatstone (1802-1868), desarrolla y apoya la aplicación del puente que lleva su nombre, de gran aplicación en medida de magnitudes eléctricas e instrumentación. (digo apoya porque el puente, actualmente llamado Puente de Wheatstone, fue descrito, por primera vez, por S.Hunter Christie que durante 10 años se ignoró descaradamente su descubrimiento. Pero cosas de la historia se le atribuye a Wheatstone, a pesar de que éste siempre dijo que el mérito era de Hunter)

Lenz (1804-1865), Al mismo tiempo que Henry y Faraday investiga sobre la inducción electromagnética. Enumerando la ley que lleva su nombre que versa sobre la autoinducción.
Realiza diversos experimentos con resistencias eléctricas metálicas dándose cuenta que la resistencia varía con la temperatura. (Tenía un profesor de electricidad que en cualquier examen que ponía, fuese el tema que fuese, ponía la primera pregunta la ley de Lenz y quien no la supiese ya podía marcharse sin realizar el resto del examen porque no lo aprobaría, desde luego el mundo está lleno de excéntricos).

Rühmkorff (1803-1877), construye una bobina que al serle aplicada una pequeña tensión ésta produce tensiones mucho más elevadas, la bobina llevará su nombre. (No deja de sorprender que este tipo de bobina haya sufrido muy pocas modificaciones con el paso de los años).

Otis (1811-1861), realizó la primera demostración de lo que hoy conocemos como un ascensor. (Seguramente el lector observador se habrá dado cuenta que existe una firma de ascensores llamada OTIS)

Joule (1818-1889),
fórmula las leyes que relacionan el calor (calorías) con la intensidad de corriente. (Que sea dicho de paso, estas calorías no tienen nada que ver con las que deberíamos perder para estar más…).

Foucault (1819-1868), descubre las corrientes parasitarias, también llamadas de torbellino, que producen energía indeseada en las máquinas de corriente alterna. (Sí, sí es el mismo Foucault que el del péndulo).

Siemens (1823-1883), construye la primera dinamo o máquina generadora de corriente continua. (En realidad fueron varios hermanos que también contribuyeron al desarrollo de la empresa Siemens, aún hoy es una de las empresas punteras del mundo de la electricidad, excepto en la telefonía móvil que deja mucho que desear).

Kirchhoff (1824-1887), enunció las leyes que llevan su nombre para facilitar el entendimiento y resolución de circuitos eléctricos. (Es el quebradero de cabeza de algunos estudiantes con sus empalagosas mallas y nudos. Por si nos está leyendo algún estudiante que resuelva este tipo de ejercicios con matrices; es muchísimo más fácil).

1854 Goebel inventa la lámpara de incandescencia (ojo que hablamos de inventó, no de que realizó la lámpara incandescente útil y correspondiente patente, que eso sí lo hizo el conocidísimo y gran negociante, a parte de inventor; Edison. Otro día hablamos de él que no siempre fue tan bueno como la historia nos lo muestra, ya se sabe cosas de estadounidenses). Hermann Nerst también hizo experimentos para producir luz eléctrica, o sea que también se dedicaba a investigar sobre la maldita bombilla de marras.

Maxwell (1831-1879), le da sentido matemático a la inducción electromagnética. (Una vida corta para uno de los grandes genios de la física. Se dice que los genios más importantes que han dado un vuelco a nuestra civilización fueron dos; Newton y Eisntein. Maxwell quedaría entre ellos dos).

Swan (1828-1914), inventó un tipo de lámpara 20 años antes que Edison patentase la suya. Tuvieron que compartir la patente en Inglaterra. La principal diferencia con la lámpara incandescente de Edison es la rosca; llamada Swan o Bayoneta. (Podemos comprobar que nos salen diversos inventores, patentadotes de la “Bombilla” y porque no nos dedicamos a hablar de los rusos que éstos también hubo una época que lo inventaron todo, entre la realidad y la ficción se barajan las posibilidades).

Planté (1834-1889), inventa un tipo de acumulador que podía ser recargado una vez se ha utilizado (batería). Prácticamente, es la misma que todavía utilizamos hoy en día lo diversos vehículos.
(Parece mentita que, apenas, este elemento no haya evolucionado).

Bell (1847-1922), inventa el primer teléfono.

1878 Halske conjunto con Siemens construyen el primer motor que funciona con corriente continua.

Edison (1847-1931), desarrolla su sistema de iluminación con lámparas de filamento de carbono, construye la primera central eléctrica para alumbrado.

Gibbs y Gaulard construyen el primer transformador.

Tesla (1856-1943), inventó el alternador o generador de corriente alterna y el primer motor de inducción. (De carácter muy especial, estuvo trabajando junto al inefable Edison, pero ya que sus caracteres, que el señor Edison tampoco se quedaba corto, chocaban continuamente dejaron de trabajar juntos.
Se les propuso el premio Nobel conjuntamente a Tesla y Edison, rechazándolo por no querer nada juntos, como siempre estos dos creando amigos).

Westinghouse (1846-1914), comprueba y ve las posibilidades de la utilidad de la corriente alterna construyendo motores para este tipo de corriente, diseñadas por Tesla.
Empieza la guerra corriente continua versus corriente alterna (de nuevo Edison incordia diciendo que es mejor la corriente continua, claro que era normal todos sus productos se basaban en ése tipo de corriente. Finalmente gana la corriente alterna dados sus beneficios técnico-económicos).

Nipkow (1860-1940),
realiza un dispositivo llamado “disco de Nipkow” sería el precursor de la televisión.

Galileo Ferraris (1847-1897), descubre el campo magnético rotatorio. (Éste no tiene nada que ver ni con Galileo Galilei, ni con la firma de coches Ferrari)

Hertz (1857-1894), amplia la teoría de Maxwell y descubre que las ondas electromagnéticas pueden trasmitirse como la luz.

Heaviside (1850-1925), realiza diversos trabajos para aplicar las matemáticas a circuitos eléctricos facilitando su investigación.

Dolivo-Dobrowolsky (1862-1919), construye el primer motor de jaula de ardilla (llamada así porque, constructivamente, el rotor parece precisamente eso; una jaula de ardilla) o motor de corriente alterna asíncrona utilizable, construye un tipo de transformador trifásico.

Charles Eugene Lancelot Brown (1863-1924) y Walter Boveri (1865-1924), son los primeros en utilizar aceite para refrigerar los transformadores y colaboran con Dolivo-Dobrowolsky en la construcción de máquinas de corriente alterna. (Sus vidas son curiosas porque juntos fundan la Brown & Boveri, dedicada a la construcción de materiales y máquinas eléctricas que aún hoy existe, y mueren el mismo año).

1891 Dolivo-Dobrowolsky y Miller realizan la primera línea de transmisión de corriente trifásica, de Laufften a Frankfurt.

Barkhausen (1881-1956), realiza numerosos experimentos sobre la magnetización del hierro encontrando la forma física (a nivel atómico) cómo se produce.

Steinmetz (1865-1923), fue el primero en aplicar los números complejos de Wallis a las corrientes alternas, pudiéndose calcular con exactitud para aplicarlos a circuitos y máquinas. (Cuentan que tenía un carácter muy curioso, en una ocasión no le dejaban fumar en una clase donde daba una charla y su contestación fue: -- Quien no deja fumar a Steinmetz, no quiere a Steinmetz. No quiero imaginar como se tomaría ése científico las prohibiciones contra el tabaco de hoy en día).

Popov (1859-1905), primer investigador que utilizó una antena para transmisiones de radio.
(Muchas veces se le atribuye el invento de la radio en un fervor de la (Ex) Unión soviética, estuvo cerca en sus investigaciones, pero Marconi llegó antes).

Marconi (1874-1937), inventa la telegrafía sin hilos, precursor de la radio.

1912 Peter Hewitt inventa la lámpara de vapor de mercurio precursora del actual alumbrado de exteriores y naves industriales.

Van de Graaff (1901-1967), es conocido por el generador electrostático que construyó capaz de crear relámpagos artificiales de potenciales muy elevados. (Su generador se ha utilizado en muchas ocasiones tanto para investigación como para demostraciones en museos de la ciencia y otros seminarios).

Fleming (1849-1945), experimenta con el “efecto Edison” (efecto descubierto por el famoso inventor, pero no supo ni dar aplicación práctica, ni dar explicación. Eso sí en su línea de gran negociante patentó el efecto de ahí el nombre y numerosos beneficios) creando el primer rectificador a válvulas. En EEUU se llaman tubos, de forma coloquial nuestros padres las llamaban “lámparas”.

De forest (1873-1961), siguiendo las investigaciones de Fleming y del “efecto Edison” inventa el triodo (antes de ser definitivo el invento se tuvieron que realizar nada menos que 300 patentes). Empieza el curso imparable de la electrónica a válvulas.

Shockley (1910-1989), Bardeen (1908-1991) y Brattain (1902-1987), descubrieron el transistor cambiando la filosofía de la electrónica que permitirá la actual ingeniería en electrónica.
La lista continúa y continúa en esa vorágine que son los descubrimientos y avance de la ciencia y tecnología. Muchas veces no sabemos si será para bien o para mal, la cordura/locura humana no tiene límites.

A medida que pasa el tiempo los descubrimientos e inventos dejan de ser personalizados, por la colaboración mutua entre entidades científicas, empresas y/o universidades dando lugar a la investigación de un campo por numerosas personas con mejores recursos.
Dejamos de ver nombres para ver la firma de la empresa y/o universidad que ha hecho los descubrimientos.

Otro día más tostón.

Bona nit!

BIBLIOGRAFÍA

Historia de las máquinas eléctricas. Luis Martínez Barrios. Ediciones UPC.
Este libro lo recomiendo, sobre todo, a las personas que les interesa la electricidad, la historia y su relación. Es una lástima que la historia de la ciencia y tecnología que va de la mano con la “historia” no esté más desarrollada en las aulas.
Enciclopedia de ciencia y tecnología I, II, III y IV. Isaac Asimov. Alianza editorial.
En esta obra el buen doctor (Asimov) nos presenta la vida y obra de inventores, científicos, etc. Más que una obra de lectura es una obra de consulta como si de cualquier enciclopedia se tratase. Aunque la información es de lo mejorcito que hay.
Falta algún apasionado de la ciencia y tecnología que continúe la obra.


más sobre electricidad en: http://electricidad-viatger.blogspot.com/

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