Probablemente ya conoce esta sensación. Su celular emite su última advertencia y de repente se apaga en medio de su llamada. Seguramente ha gritado con enojo y haya querido arrojar el aparato al suelo, pero es porque no se ha detenido a pensar que la batería de su celular, ahora descargada, es realmente un triunfo de la ciencia y la ingeniería. En combinación con las propiedades de los circuitos eléctricos, nos ha liberado de estar enchufados a la pared todo el tiempo. Y aunque muchos son los hombres y mujeres que han contribuido para hacer todo esto posible, todo empieza con las contribuciones de tres pensadores europeos del siglo antepasado.
El primero de ellos es Alessandro Volta, nacido en 1745 en la hermosa provincia de Como, al norte de Italia. En la universidad tomó interés por la naturaleza de las cargas eléctricas y se familiarizó con su comportamiento cuando se adhieren a una placa de metal. No le tomó mucho darse cuenta que este efecto podía incrementarse sustancialmente si había un ácido entre dos metales distintos. Con un ingenio insaciable, mandó hacer unos discos de zinc y unos de cobre y luego los apiló intercalados entre pedazos de cuero mojados en salmuera. Al tocar ambos extremos de este arreglo con un cable, ¡fluía una corriente eléctrica! Y así, en 1799, Alessandro Volta había inventado el artefacto con el que cambió al mundo: la batería.
Este logro tuvo consecuencias enormes. Con eventuales mejoras, la industria eléctrica de casi todo siglo XIX funcionaba gracias a las baterías inspiradas en la pila de Volta. Él introdujo el concepto de potencial eléctrico, que es una medida de las “ganas” que tiene la electricidad por fluir.
En Francia, al norte de Lyon, Adriene-Marie Ampere se dedicaba a estudiar cómo fluye la electricidad. Descubrió que cuando corrientes fluyen en dos alambres paralelos, estos se atraen o repelen dependiendo de la dirección de esa corriente. Usando este fenómeno, podía cuantificar la corriente que fluía en los conductores.
Volta y de Ampere nos enseñaron dos aspectos distintos del comportamiento de la electricidad: las “ganas” (o potencial) de fluir y la cantidad de flujo. Piénselo como un chorro de agua: la presión con la que Anda envía el agua a su casa son las “ganas”, o el potencial, que tiene el agua para fluir. Pero cuánta agua fluye por la cañería depende de qué tan abierto esté el chorro. La relación que existe entre estos dos aspectos finalmente se escribiría con una simple ecuación por un físico nacido en Alemania en 1789, Georg Ohm.
En su laboratorio, Ohm hizo experimentos pasando corrientes con cables de diferente longitud y grosor. Notó que la corriente disminuye entre más largo o más grueso es el cable. Reconocer la propiedad de un material para “resistir” el paso de corriente y medirla fue su gran aporte, unificando finalmente los tres conceptos en la fórmula más conocida de la ingeniería eléctrica, la Ley de Ohm:
I = V/R
La corriente (I) que fluye es igual a las ganas que tiene la electricidad por fluir (V) entre la resistencia (R) del material. Hoy en día esta relación es tan fundamental que ningún circuito podría diseñarse sin ella. Desde los electrodomésticos hasta los instrumentos espaciales en satélites dependen de conocer la correspondencia de estas cantidades. Sorprendentemente nadie tomó en serio a Ohm cuando la presentó y pasó desempleado por varios años. A finales del siglo, en 1881, se celebró en París la primera Exposición Internacional de Electricidad para mostrar las innovaciones de empresas e inventores. Notables asistentes fueron Siemens, presentando su tranvía eléctrico, Graham Bell con el teléfono y Thomas Edison con su bombilla incandescente. El propósito principal del congreso, sin embargo, era estandarizar medidas. Para honrar a los grandes hombres de ciencia que hicieron posibles estos avances, decidieron nombrar la unidad de potencial eléctrico como “voltio”, la unidad de corriente “amperio” y la unidad de resistencia “ohmio”. Y estas medidas son las que seguimos utilizando hasta el día de hoy.
(Para ilustraciones de la pila de Volta y los detalles de cómo funcionaba, visite el sitio web: http://52ecuaciones.xyz).
Ingeniero Aeroespacial
salvadoreño, radicado en Holanda.
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