¿Quién no ha jugado alguna vez a atraer papelitos con un bolígrafo BIC después de frotarlo en un jersey de lana? ¿O quién no se ha pegado un globo a la cabeza tras frotalo en la ropa, para ver cómo se queda el pelo pegado a él? También vale un gato como el de la portada de este artículo. Estos son tres de los ejemplos más lúdicos de electricidad estática. Es un fenómeno que se conoce desde hace miles de años. Sin embargo, hasta ahora no se sabía exactamente cómo se produce.
Estaba claro que hacía falta fricción. Eso ya lo vio Tales de Mileto en el año 600 antes de Cristo, al frotar su piel con ámbar y comprobar cómo atraía el polvo. Con el tiempo se concluyó que se trataba de una carga eléctrica. Por eso se bautizó como electricidad estática. ¿Pero por qué se producía esa carga?
La respuesta ha llegado con un estudio que también ha tardado varios años en gestarse. Aunque esta vez no han hecho falta dos milenios. Han bastado cinco años para perfilar el fin del misterio de la electricidad estática.
Las claves del frotamiento en la electricidad estática
Durante los últimos siglos ha habido muchas hipótesis sobre el origen de la electricidad estática. No obstante, se basaban en conjeturas que no se podían demostrar experimentalmente. Los primeros estudios serios llegaron en 2019, cuando un equipo de científicos logró estudiarlo más a fondo.
Eran investigadores de la Universidad Northwestern, de Estados Unidos, y decidieron analizar el comportamiento de la materia a nivel microscópico. Aunque veamos que las dos superficies que se frotan son aparentemente planas, a nivel microscópico cuentan con protuberancias. Con el frotamiento, estas protuberancias se deforman, y es ahí donde se inicia la corriente eléctrica. Hasta ahí se llegó con el estudio de 2019.
Desde entonces, estos científicos han estado realizando un modelo informático capaz de calcular las corrientes eléctricas que se forman en diferentes circunstancias a nivel
microscópico. Y este ha sido el que les ha dado la respuesta sobre la electricidad estática generada entre dos superficies, conocida también como triboelectricidad.
La importancia del corte elástico
Para comprender el origen de la electricidad estática es importante comprender un término conocido como corte elástico. Este hace referencia a la capacidad de los materiales para soportar tensiones de deslizamiento. Como el deslizamiento que se produce al frotar dos superficies.
Con este nuevo modelo informático se vio que, cuando las superficies aislantes se frotan entre sí, las tensiones elásticas en la parte delantera del cuerpo difieren de las de la parte posterior. Por eso, las cargas y la polarización en la parte delantera y trasera del material también son diferentes. Como resultado, se crea una corriente eléctrica entre esas cargas. Algo similar a lo que ocurre entre los polos de una pila.
¿Para qué sirve comprender la electricidad estática?
La electricidad estática no sirve solo para despeinarnos utilizando un globo. Tiene aplicaciones realmente útiles y, a su vez, también puede arruinar ciertos procesos. Las aplicaciones se centran sobre todo en el campo de la electrónica. Pero, a su vez, pueden ser peligrosas en el desarrollo de parques eólicos, ya que la electricidad estática puede acumularse en las turbinas, provocando errores en su funcionamiento. Además, tanto en estos dispositivos como en otros muchos en los que se produce fricción la electricidad estática puede generar chispas susceptibles de provocar incendios.
Para evitar que esto ocurra hay que predecirla y para predecirla adecuadamente es importante conocer su origen. Aún quedan muchos misterios por resolver sobre la electricidad estática, pero al menos uno de los más grandes ya tiene respuesta. Tales de Mileto sembró la semilla, pero han hecho falta dos mil años para que germine.