Electricidad Estática, ¿Qué es?, Tipos y más

La electricidad estática deriva de la electricidad, que es una propiedad esencial de toda materia, en este articulo vamos a tratar sobre qué, de qué manera se produce, cómo se puede utilizar y varias experiencias científicas que se pueden obtener con ella.

electricidad-estatica

¿Qué es la electricidad estática?

Tenemos que conocer que todos los objetos e incluso, los cuerpos están compuestos de átomos. Los átomos, a su vez, están compuestos por electrones, protones y neutrones. Se ha comprobado científicamente que los neutrones no tienen carga eléctrica, mientras que los protones si la tienen y  es de tipo positivo, mientras que los electrones son de tipo negativo.

Lo interesante es que los átomos de un objeto o cuerpo son neutros eléctricamente, y esto ocurre porque tanto los electrones como los protones tienen exactamente la misma cantidad de carga, sólo que con signos contrarios, de manera que la carga positiva de los protones anula la carga negativa de los electrones.

El balance que existe entre protones y electrones permite que podamos cargarlos con electricidad de un signo o de otro, por ejemplo, se puede cargar un objeto o cuerpo con energía de signo positivo si le sustraemos los electrones a sus átomos, quitándole su carga, y si esto ocurre, diremos que el objeto resultará cargado con energía eléctrica positiva.

El procedimiento contrario

También se puede hacer el procedimiento contrario, pues se puede cargar un objeto o cuerpo con energía de signo negativo, pero en este caso no sustraemos, sino que agregamos electrones, añadiéndole carga y en este caso el resultado será que el objeto estará cargado con energía eléctrica negativa.

Ocurre y ha sido demostrado científicamente, que en el caso de que los objetos o cuerpos se rocen entre sí, algunos son proclives a disipar o dejar escapar algunos electrones, mientras que otros son proclives a adquirir electrones. Esta actividad provoca un exceso de carga, de signo positivo en el caso de que se dejen escapar electrones o de signo negativo si se adquieren electrones, a ese exceso de carga es a lo que se denomina electricidad estática.

electricidad-estatica

La electricidad estática es caracterizada como energía eléctrica transitoria que se guarda por un corto periodo de tiempo ya que tiende a descargarse de forma muy rápida cuando encuentra un conductor,  que es lo que llamamos corriente de electricidad, en particular cuando el objeto sobrecargado se encuentra cerca de algún material que funcione como conductor, como puede ser la carrocería de un automóvil.

Energía potenciada

Se puede llegar a concluir que la electricidad estática es una clase de energía potenciada, porque se trata de la energía eléctrica que se encuentra acumulada y a la espera de ser utilizada para que realice alguna actividad que suponga una ventaja para su usuario.

Cuando mencionamos a la corriente eléctrica, en realidad nos estamos refiriendo casi siempre al fluido o traspaso de electrones, pero cuando nos referimos a la electricidad estática, en realidad estamos hablando de la existencia de un desequilibrio entre  las cargas de signo positivo y las cargas de signo negativo que se encuentran en los objetos o cuerpos.

De la misma forma en que se puede transformar la energía potencial en energía cinética, como sería el caso en el que un objeto se encuentre a una determinada altura de manera estacionaria, esto es, cargado con energía potencial, cuando lo movemos para provocar su caída, el movimiento transforma la energía en cinética, también se puede transformar la  electricidad estática en electricidad.

En efecto, la electricidad estática puede convertirse en corriente para ser utilizada o suministrada en forma de corriente eléctrica, debido a que podemos lograr que los electrones se muevan, cuando logramos que sea descargada por medio de un circuito, convirtiéndose en suministro eléctrico. Mas adelante daremos otro ejemplo concreto para explicarnos de mejor manera.

electricidad-estatica

La producción eléctrica

La manera usual en que se produce una reserva de electricidad estática es por la interacción o rozamiento que se produce entre dos objetos o cuerpos sólidos. Esto quiere decir que, para que haya una acumulación de electricidad estática, se requiere que dos cuerpos u objetos se rocen entre sí y en este proceso, uno de los cuerpos deja escapar electrones y se carga con energía de signo positivo y el otro cuerpo absorbe esos electrones y se carga con energía de signo negativo.

Esto ocurre porque existe un enlace débil que mantiene unidos a los electrones en un cuerpo y en el otro cuerpo existen espacios vacíos que deben ser llenados en sus capas electrónicas exteriores, por ello los electrones liberados por el primer cuerpo se transfieren al segundo, originando una carga eléctrica, que puede permanecer aunque los cuerpos se separen.

Tal como hemos explicado anteriormente, la acumulación de los electrones que se separan de un cuerpo y se adhieren a otro es a lo que denominamos electricidad estática. De esta manera, los cuerpos u objetos pueden dejar escapar o adquirir electrones por causa de un roce o interacción entre ambos, y este proceso recibe el nombre de triboeléctricos.

Como se genera la electricidad estática

Una manera usual de generar electricidad estática es rozar un globo contra un paño de lana. En el proceso de fricción que se produce varios electrones presentes en la lana serán liberados y se integrarán a los espacios vacíos de los átomos del globo. En este supuesto, el globo quedará con una sobrecarga de signo negativo y el paño de lana con una sobrecarga de signo positivo, debido a la transferencia de electrones y el globo adquiere la carga de electricidad estática.

Si efectuamos este experimento con dos globos y logramos que se carguen con energía estática desde un trozo de lana y luego tratamos de rozarlos entre sí, observaremos que los globos van a repelerse o separarse, porque ambos se encuentran sobrecargados con energía de signo negativo.

Pero si acercamos un globo al que no hemos frotado con lana a otro globo al que si hayamos sometido al procedimiento de rozamiento, observaremos que se atraen, porque uno estará cargado con energía de signo positivo y otro con energía de signo negativo. Esto ocurre porque las cargas de un mismo signo se repelen, mientras que las de signo diferente se atraen entre sí.

Imaginemos que nuestro cuerpo ha acumulado energía estática por rozamiento y procedemos a tocar un objeto metálico. La experiencia científica indica que sentiremos un chispazo, porque la carga eléctrica de electrones presente en nuestro cuerpo usará el metal, que es un conductor, como camino para trasladarse y al moverse dará origen a una corriente eléctrica.

Precisamente es al movimiento que realizan los electrones que se liberan a lo que denominamos corriente eléctrica y es la que va a producir la chispa o el calambre cuando toquemos el objeto metálico. De esta experiencia se puede deducir lo que hemos dicho antes, y es que la electricidad estática produce corriente eléctrica.

Tipos de Electrización

Existe otra forma de crear electricidad estática por roce o fricción y es mediante el movimiento de fluidos haciéndolo pasar por una manguera o un tubo. Si resulta que el  líquido es combustible, una chispa producto de una descarga repentina  se podría correr Riesgos Eléctricos e iniciar un incendio o una explosión. Esa es la razón por la que las personas que trabajan con combustibles líquidos tienen como medida de seguridad prevenir la acumulación de carga y descarga repentina de energía.

Pero resulta que el gas y el vapor en movimiento también generan electricidad estática. El evento más citado en la Historia de la Electricidad es el del rayo. Benjamín Franklin pudo probar que el rayo es una manifestación de electricidad estática cuando él y su hijo remontaron una cometa en una tormenta eléctrica y debido a ello pudo inventar el pararrayos.

Maneras en que se presenta la electricidad estática

Existen varias formas de las que se puede obtener electricidad estática o carga estática:

A través de calor, denominado también efecto piroeléctrico y ocurre que cuando la temperatura de un material cambia de forma uniforme, calentándose o enfriándose, suele ocurrir un desplazamiento de los iones negativos respecto a los positivos, polarizándose eléctricamente, acumulándose electricidad estática.

Por medio de la presión, también llamada piezoeléctrico, generado por presión mecánica, en medios cristalinos, polarizando la superficie del objeto obteniéndose un desequilibrio de cargas.

Debido a inducción de carga o inducción electrostática, que es la redistribución de la carga eléctrica de un material, causada por la existencia de cargas cercanas.

Por fricción, que es la más conocida, también denominada efecto triboeléctrico que ya hemos explicado en otra sección del artículo.

 ¿Para Qué Sirve la Electricidad Estática?

La electricidad estática sin el debido control puede constituir una molestia y un peligro, pero en otros casos puede ser de mucha utilidad. Tal es el caso de la electricidad estática que puede ser inducida por una corriente eléctrica. Este es el caso del Condensador, que recibe ese nombre por su capacidad de almacenar energía eléctrica.

En nuestra vida cotidiana podemos apreciar este uso en las impresoras láser y las fotocopiadoras, que usan electricidad estática para esparcir tinta sobre un rodillo o tambor y luego se transfiere al papel.

La fumigación de cultivos también requiere de la electricidad estática para que los herbicidas que se fijen a las hojas de las plantas y se esparzan de forma uniforme sobre ellas. En las fábricas de automóviles, el proceso de pintura requiere de electricidad estática para que las gotas de pintura se vean atraídas a la carrocería de metal de los autos.

Existe otra aplicación de este tipo de energía y es la que se utiliza en las plantas de energía y fábricas de productos químicos, en las que es utilizada en chimeneas para limpiar de contaminación.

Claro que la electricidad estática tiene sus inconvenientes, debido a que su acumulación y descarga imprevista puede ocasionar chispas y explosiones en depósitos de materiales inflamables y es una gran molestia si  se está trabajando con elementos electrónicos. Por esa razón se han desarrollado toda clase de tecnologías anti-estáticas que obstaculizan la acumulación estática en lugares sensibles.

Es seguro que en este preciso instante, en algún lugar se está experimentando para encontrar un nuevo uso que aproveche mejor la energía estática o un nuevo mecanismo o artefacto para evitar su acumulación.

(Visited 54 times, 1 visits today)

Deja un comentario