La electrostática y sus aplicaciones

A lo largo de mi desempeño como docente en el área de ciencias naturales, he escuchado en reiteradas ocasiones la afirmación “física y química no sirve para nada, deberían quitarlas del currículo” u otra como esta “que importante es que a Newton le haya caído una manzana en la cabeza” sin lograr visualizar el sentido más complejo y es que esas experiencias tan sencillas o como muchos las llaman tontas, dieron paso a grandes de los avances que hoy en día podemos disfrutar y peor aún no logramos vivir sin ellos.

Cuando en el año 2019 que en Venezuela se produjo el primer apagón, mismo que se prolongó por aproximadamente 5 días, toda la población entro en pánico y es que sinceramente nos dimos cuenta que sin electricidad somos nada. Las bombas de agua se apagaron, los bancos no abrieron sus puertas, las telecomunicaciones colapsaron y lo peor aún no había sistema en los supermercados y muchas personas en los centros de salud se vieron afectadas cuando sus equipos se apagaron, en fin, fue una catástrofe total.

Partiendo de toda esa experiencia es grato resaltar que todo comenzó cuando los griegos sin más nada que hacer, empezaron a experimentar con las barras y la seda para lograr descubrir y comenzar estudios de las cargas eléctricas. Ese ha sido el punto de inicio para que diversos científicos lograran construir cosas extraordinarias que algunas ya no usamos con regularidad, pero que otras son indispensables en el desarrollo de nuestra sociedad, podemos mencionar algunas como:

Las personas que han estudiado ciencias en algún momento se deben haber topado con un generador de estos y debe haber sentido la emoción de acercar sus manos a él y sentir como su cabello se levanta. El mismo es un aparato electrostático creado por el físico estadounidense Robert Van de Graaff en 1931 con el fin de producir una diferencia de potencial muy alta para acelerar partículas cargadas que se hacían chocar contra blancos fijos.

Dicho generador es algo muy simple y es que consta de un motor, dos poleas, una cinta, dos terminales o peines construidos con un hilo muy fino y una esfera metálica hueca. Este consiste en que la cinta la cual es movida por el motor transporte la carga eléctrica hacia un terminal hueco, dicha carga es transferida a la esfera metálica mediante un proceso de inducción en la cinta, ya que el peine se encuentra posicionado muy cerca de la cinta pero sin entrar en contacto con ella. La carga eléctrica es transportada por la cinta, pasando por el terminal esférico, esto hace que las partículas que están dentro de la esfera al hacer contacto con otro cuerpo se puedan absorber produciendo así la estática en el cuerpo que este en contacto con ella.

Estos generadores son mayormente utilizados con fines didácticos, ya que con el uso de ellos podemos explicar los principios de la electrostática, así como también realizar experiencias como el experimento de la Jaula de Faraday, carga de condensadores de alta tensión, descarga de una persona y la campana de Franklin, como muchos más.

Este es sin duda alguna el invento que nos ha hecho más feliz, porque en todos lados hay un televisor y aunque ya tenemos unos más sofisticados como el Smart tv no podemos olvidar aquel televisor donde muchos vimos a Tom y Jerry que es el televisor que está compuesto por un tubo de rayos catódicos.

En el tubo del televisor se encuentra un cañón de electrones, el cual emite de manera constante un haz de electrones que choca contra la parte más ancha del tubo, que se encuentra cubierta por una capa de fósforo. Esta capa se ilumina cuando los electrones chocan contra ella y así es como se logra la visualización de la imagen.

En los televisores de colores, son tres los cañones que se encuentran en el interior de dicho artefacto y la pared con la que chocan se encuentra dividida en tres círculos iguales las cuales contienen los tres colores (verde, azul y rojo). Los haces de electrones son dirigidos hacia la capa por medio de unas bobinas electromagnéticas que están dentro del interior del tubo.

La impresora es otra de las aplicaciones tecnológicas más importantes de la electrostática. Todos hemos usado una impresora alguna vez, o hemos necesitado de ella mediante terceras personas. Ella consiste en proporcionar carga positiva a un tambor formador de imágenes, que también es sensible a la luz de la impresora. A medida que dicho tambor gira, un rayo láser va iluminando ciertas áreas del mismo y les va proporcionando carga negativa.

Las partículas con carga positiva del tóner se adhieren solo a las áreas del tambor que han sido escritas por el láser, cuando introducimos una hoja de papel en contacto con el tambor, las partículas de tóner se adhieren a la hoja formando así la imagen en él.

La industria automovilística también se ha visto beneficiada de esta maravillosa área de la física y es que los principios de la electrostática también han sido utilizados para el pintado de los automóviles. Se trata de una pintura en polvo que se utiliza ya que brinda un excelente acabado en la pintura de los carros, se utilizan pinturas electrostáticas cargadas negativamente y con un pulverizador de pintura de manera uniforme y lenta se va rociando la pintura sobre la superficie metálica que se encuentra cargada positivamente y conectada a tierra.

Muchos son los avances que la electrostática ha traído a nuestras vidas, sus principios los podemos ver cuando las damas nos planchamos el cabello, introducimos una carga de ropa a la centrifugadora e incluso cuando nos maquillamos ya que muchos de los productos de la industria cosmética se fabrican en base a los principios de la electrostática. Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y una vez más los invito a dejar sus comentarios, opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.

Bravo, B; Giordana M. (2003). Aplicaciones de la electrostática. [Documento en línea]. Santa Fe: Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura. Disponible: https://www.fceia.unr.edu.ar/~fisica3/Aplic-Electr.pdf [Consulta: 2020, septiembre 17]

Zemansky, S. (2009). Física Universitaria con física moderna Vol 2. [Libro en línea] México: Addison-Wesley. Disponible: https://www.u-cursos.cl/usuario/42103e5ee2ce7442a3921d69b0200c93/mi_blog/r/Fisica_General_-_Fisica_Universitaria_Vol_2__ed_12%28Sears-Zemansky%29.pdf [Consulta: 2020, septiembre 17].