Electricidad estática: Te pondrá los pelos de punta.

Seguro que alguna vez has sentido el paso de corriente al tocar algunos elementos como la puerta de un automóvil, la manija de un cajón e incluso al dar la mano a otra persona. ¡Quizás te quitaste un gorro de lana y tuviste una experiencia que te puso los pelos de punta! O tal vez has hecho que un globo se adhiera a la pared luego de frotarlo con tu ropa. Bien, pues detrás de estos eventos hay algo de ciencia interesante atribuida a la electricidad estática, la cual comprenderemos más a fondo partiendo de los conceptos atómicos básicos y magnetismo.

Si te has preguntado por qué sucede todo esto y además, por qué en invierno se hace más frecuente sentir estos choques eléctricos ¡Quédate para que salgas de la duda!

Todo comienza con un átomo

Podemos pensar en los átomos como los bloques básicos de construcción de todas las cosas que existen en el mundo. Es increíble, ¡Todo está hecho de átomos! Desde la punta de un lápiz hasta el Empire State.

Pero incluso los átomos pueden dividirse en partes más pequeñas, ya que se encuentran formados por protones (carga positiva), electrones (carga negativa) y neutrones (sin carga). Normalmente, estos tienen la misma cantidad de protones y electrones, de manera que, el pequeño átomo tiene carga neutra (ni positivo, ni negativo).

Ilustración de la composición de un átomo. Fuente: elaboración propia.

La electricidad estática se crea cuando las cargas positivas y negativas no están equilibradas, es decir, los protones y neutrones no se mueven mucho, mientras que a los electrones les encanta saltar por todos lados.

Cuando un objeto o una persona está cargado con electrones adicionales, entonces presenta una carga negativa. Las cargas opuestas siempre se atraen entre sí, por lo que las positivas buscan las negativas y las negativas buscan las positivas. ¡Uf! ¿Se entendió? Para comprender mejor lo descrito anteriormente, vamos a explicar a continuación una serie de eventos que por lo menos una vez en tu vida has vivido.

Paso de electrones por materiales conductores

Al rozar o frotar los pies en la alfombra de tu casa, se almacenan electrones adicionales en el cuerpo, cargándose negativamente. Los electrones tienen la capacidad de moverse fácilmente a través de ciertos materiales denominados conductores (materiales que presentan poca resistencia al movimiento de las cargas eléctricas), como el metal. De forma que cuando tocas la manija metálica de una puerta, la cual tiene carga positiva, los electrones acumulados en tu cuerpo tenderán a saltar a la manija. ¡Es ahí en donde sientes un pequeño impacto o choque como resultado del rápido movimiento de los electrones!

¡Pelos de punta al quitarse el sombrero!

Esta situación la podemos entender de la siguiente forma: cuando dos objetos de diferentes materiales entran en contacto entre sí, como tu cabello y un sombrero o gorro de lana, por ejemplo, los electrones pueden transferirse entre ellos. Cuanto más prolongado es el contacto, más electrones se mueven, creando un desequilibrio de cargas entre tu cabello y el sombrero. Este movimiento de cargas depende de un fenómeno llamado efecto triboeléctrico, el cual es el resultado eléctrico causado por el contacto o frotamiento directo con otro material en función de ganar o perder electrones.

Materiales como el caucho o el plástico ganan electrones y se cargan negativamente, mientras que el vidrio, la lana o el cabello, tienen más probabilidad de perder electrones y cargarse positivamente. En el caso del cabello y un gorro de lana, teniendo en cuenta que el cabello humano se encuentra en una posición superior en la serie triboeléctrica, los electrones fluyen desde el cabello al gorro. Es entonces cuando empezamos a notar que nuestro cabello se eriza al estar cargado estáticamente, y además, observamos como cada hebra se repele entre sí al tener la misma carga, creando un peinado muy interesante.

Electricidad estática en el cabello. La imagen muestra como cada hebra de cabello se encuentra cargada positivamente y se repelen entre sí.

Pegar un globo a la pared ¿Magia?

Al frotar un globo con tu ropa y ponerlo en contacto con la pared, puedes notar que el globo se queda «pegado». Esto ocurre debido a que agregaste un excedente de electrones a la superficie del globo; la pared al tener una carga más positiva que el globo hace que el mismo se quede pegado. Es así, como una vez más comprobamos la regla de que los opuestos se atraen (positivo y negativo).

Electricidad estática entre un globo y la pared. Esta ilustración representa el paso de las cargas negativas excedentes del globo hacia la pared, para alcanzar la neutralidad de cargas en ambos. Fuente: elaboración propia.

¿Más choques en invierno que en verano?

El agua es un excelente conductor, así que en un clima cálido o estaciones como la primavera y el verano, la humedad en el aire ayuda a que los electrones se muevan rápidamente entre materiales, para así no acumular una carga estática tan grande, es decir, cualquier carga acumulada en nuestro cuerpo o un material, puede saltar al aire o viceversa.

Por esto, la electricidad estática ocurre con mayor frecuencia durante el periodo de invierno o las estaciones más frías. Ya que el aire al ser más seco hace que los electrones se acumulen con mayor facilidad en la superficie de nuestra piel o materiales, esperando a entrar en contacto con un material conductor (como la puerta del automóvil) para así dar el salto.

En conclusión…

La electricidad estática es el resultado de un desequilibrio en la cantidad de cargas negativas y positivas de los átomos en un objeto. Dichas cargas tienen la capacidad de acumularse en la superficie del objeto hasta que encuentran la forma de ser liberadas o descargadas al entrar en contacto con un material conductor que se encuentren por el camino.

Entonces, la próxima vez que recibas un pequeño choque o calambre al tocar la puerta de tu casa o del automóvil, sabrás que solo son electrones saltando. ¡Es así como los electrones añaden chispa a tu vida! ¿Te ha pasado? Dímelo en comentarios.

Referencias

Kletz, T., & Amyotte, P. (2019). Chapter 21 – Static electricity. En T. Kletz, & P. Amyotte, What Went Wrong? (Sixth Edition) (págs. 407-415). Butterworth-Heinemann.

Rueda, J. E. (2007). Física Experimental II. Bucaramanga: UNAB.

Smallwood, J. (2018). 7 – Reducing static electricity in carpets. En J. Smallwood, Advances in Carpet Manufacture (Second Edition) (págs. 135-162). Woodhead Publishing.

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Luisa Fernanda Salamanca

¡Hola! Soy Luisa, Bioingeniera con Máster en Ciencias Ambientales, especializada en Tecnología y Gestión Ambiental. Estaré abordando temas orientados a la conservación de los recursos naturales, responsabilidad con el medio ambiente y para hacerlo más divertido, alguna que otra curiosidad de nuestro día a día.

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