CIENCIA
Cada día nos maravillamos con algunos inventos
que aparentarían cambiar radicalmente nuestras vidas, teléfonos y televisores
inteligentes, relojes ultra modernos, o cualquier otro dispositivo electrónico
semejante. No es por menospreciarlos, pero no hay que dejar de recordar
aquellos inventos del pasado, que por sencillos y porque acostumbramos a verlos
en todos lados parecerían ser secundarios o “menos geniales”. Pero uno de ellos
en particular, no solo protege a todos estos elementos electrónicos sino
también a nuestra propia vida de los peligros de los rayos durante las
tormentas: el pararrayos, uno de mis
inventos favoritos.
Para aquellos
ermitaños contemporáneos, un pararrayos es un instrumento cuyo objetivo es
atraer un rayo ionizando del aire para excitar, llamar y conducir la descarga
hacia tierra, de tal modo que no cause daños a las personas o construcciones. Su
uso es sumamente común y altamente efectivo en la arquitectura de una ciudad.
El rayo es un fenómeno
meteorológico que genera severos efectos térmicos, eléctricos y mecánicos, en
función de su energía durante la descarga. Los valores de corriente que pueden
aparecer en un solo rayo oscilan entre 5.000 y 350.000 amperios, con una media
de 50.000 amperios. La elevada intensidad de un rayo puede provocar paro
cardíaco o respiratorio por electrocución de un ser vivo, debido al paso de la
corriente de descarga. El impacto directo de un rayo provoca daños en las
estructuras (edificios, antenas telecomunicaciones, industrias, etc.). El
impacto de un rayo disipa calor por el efecto Joule y, por tanto, puede llegar
a provocar incendios. Es por esto que los pararrayos son un elemento
indispensable.
Su historia… En 1749 Benjamín Franklin inició sus experimentos sobre la electricidad;
defendió la hipótesis de que las tormentas son un fenómeno eléctrico. Pero fue
en 1752 cuando Franklin publicó en Londres un artículo donde propuso la idea de
utilizar varillas de acero en punta, sobre los tejados, para protegerse de la
caída de los rayos. Su teoría se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso
de que él mismo ejecutara su famoso experimento con una cometa en 1752. Inventó
el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los
dos tipos de electricidad atmosférica, la positiva y negativa.
A partir de entonces
nacieron los pararrayos que, contrariamente a lo que indica su nombre, se
diseñaron para excitar y atraer la descarga y luego conducirla a tierra, lugar
donde no ocasiona daños. La confianza de protección era tan grande en la
sociedad que, inconscientemente, no contemplaban sus riesgos, e incluso llegaron
a diseñarse estéticos paraguas con pararrayos incorporado.
En 1753, el ruso Georg
Wilhelm Richmann siguió las investigaciones de Franklin para verificar el
efecto de protección, pero en su investigación un impacto de rayo lo fulminó
cuando éste fue excitado y atraído por el pararrayos, y recibió una descarga
eléctrica mortal cuando manipulaba parte de la instalación del pararrayos.
En 1919 Nikola Tesla
definió correctamente el principio de funcionamiento del pararrayos, y rebatió
las teorías y la técnica de Benjamín Franklin y su patente. Desde entonces, la
industria del pararrayos ha evolucionado y se fabrican modelos de distinto
diseño.
Pero… como funcionan? Las instalaciones de pararrayos consisten en un
mástil metálico (acero inoxidable, aluminio, cobre o acero) con un cabezal
captador. El cabezal tiene muchas formas en función de su primer
funcionamiento: puede ser en punta, multipuntas, semiesférico o esférico y debe
sobresalir por encima de las partes más altas del edificio. El cabezal está unido
a una toma de tierra eléctrica por medio de un cable de cobre conductor. La
toma de tierra se construye mediante picas de metal que hacen las funciones de
electrodos en el terreno o mediante placas de metal conductoras también
enterradas. En principio, un pararrayos protege una zona teórica de forma
cónica con el vértice en el cabezal; el radio de la zona de protección depende
del ángulo de apertura de cono, y éste a su vez depende de cada tipo de
protección. Las instalaciones de pararrayos se regulan en cada país por guías
de recomendación o normas.
El objetivo principal
de estos sistemas es reducir los daños que puede provocar la caída de un rayo
sobre otros elementos. Muchos instrumentos son vulnerables a las descargas
eléctricas, sobre todo en el sector de las telecomunicaciones,
electromecánicas, automatización de procesos y servicios, cuando hay una
tormenta con actividad eléctrica de rayos. Casi todos los equipos incluyen
tecnologías electrónicas sensibles a las perturbaciones electromagnéticas y variaciones
bruscas de la corriente. La fuente más importante de radiación electromagnética
es la descarga del rayo en un elemento metálico o, en su caso, en un
pararrayos. Las instalaciones de pararrayos generan pulsos electromagnéticos de
gran potencia cuando funcionan.
Curiosidad... les dejo algunas imágenes de algunos pararrayos muy particulares...
Pregunta del día: ¿Cómo fue el experimento de
Franklin con el cometa?
y la respuesta es...
y la respuesta es...
Ha pasado más de dos siglos y medio desde que,
el 15 de junio de 1752, Benjamín Franklin hizo volar una cometa durante una
tormenta. Con ello quería demostrar la naturaleza eléctrica de los rayos y lo
consiguió.
A lo largo de más de una década había estado
trabajando en experimentos relacionados con la electricidad, un tema por aquel
entonces desconocido y que se atribuía
(erróneamente) a poderes divinos.
Ese día amaneció tormentoso en Filadelfia, por
lo que el científico pensó que era el día ideal para llevar a cabo su
experimento y así poder demostrar que sus conjeturas, que aseguraban que los rayos iban repletos de carga eléctrica,
eran las correctas.
Para tal fin, Franklin construyó una cometa,
cuya estructura estaba realizada con varillas metálicas, y sujeta por un largo
hilo de seda. En el otro extremo ató una llave de metal.
Echó a volar la cometa y pudo comprobar cómo
en poco rato ésta atraía un rayo que impactaba contra la estructura metálica y
cuya descarga eléctrica bajaba hasta la llave.
El éxito del experimento le fue de gran ayuda
para explicar su teoría y demostrar que los rayos podían ser atraídos por un
metal y que dirigiéndolos hacia una toma de tierra se podría impedir numerosos
accidentes mortales y proteger las edificaciones, que al estar construidas de
madera solían acabar ardiendo tras el impacto de un rayo.
De ahí surgió su gran idea de colocar una
varilla metálica en los tejados de las viviendas… acababa de nacer el
pararrayos.
Gracias Humberto Palomino por una respuesta tan completa!! Espero sigas investigano
Saludos del equipo de Cultura en 10
Envía tu respuesta a culturaen10@gmail.com. La mejor contestación
será publicada junto al nombre de su autor en el blog mañana a la tarde. A
investigar!!
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