Obtener energía de la naturaleza ha sido siempre uno de los objetivos de la humanidad. Desde mantener el fuego vivo hasta fisionar átomos de Uranio; la búsqueda de energía útil a partir de lo natural es una constante en nuestra historia. Algunas máquinas son sencillas y siguen un funcionamiento similar: Calentar una sustancia que por diferencia de temperatura mueve un aparato que genera electricidad. Pero otras parecen magia.
La máquina que genera electricidad mediante inducción
En el año 1867 el físico Lord Kelvin inventó una máquina que permitía obtener energía del agua. Esto no sería digno de mención si no fuera porque la máquina no tiene partes móviles, como los generadores típico, sino que genera la electricidad mediante inducción. Lord Kelvin fue uno de los físicos más prestigiosos en su época y cuenta con gran cantidad de avances e invenciones (como la escala de temperaturas absolutas), pero hoy vamos a centrarnos en esta máquina eléctrica.
El agua pura es una sustancia eléctricamente neutra, pero el agua que usamos normalmente y que sale del grifo o cae de la lluvia tiene iones positivos y negativos en proporciones similares. Estos iones son en última instancia lo que genera electricidad en esta máquina, pero para saber cómo ocurre este veamos la disposición del experimento.
El montaje del dispositivo
En primer lugar tenemos 4 cilindros o espirales metálicas por dentro de las cuales cae el agua en dos chorros diferentes. Las partes metálicas están conectadas en diagonal de forma que exite conexión entre cilindros/espirales por los que pasan cada uno de los dos chorros de agua que tenemos. Estos aparatos metálicos están conectados a una esfera capaz de almacenar carga eléctrica en su superficie hasta una cierta cantidad.
Hay que destacar la importancia de la fuente de agua de los dos chorros sea la misma, ya que si no el efecto se vería mermado. También es importante que el agua no sea destilada o de alta pureza pues, como hemos dicho antes, son los iones (de las sales disueltas) lo que genera electricidad. Puesto que el agua viene del mismo sitio es bastante probable que uno de los chorros esté cargado positiva o negativamente. Este efecto es mínimo normalmente, pero la máquina de Kelvin lo amplifica para obtener energía útil a partir de que se genera electricidad.
¿Cómo se genera electricidad?
Cuando uno de los chorros está cargado digamos positivamente, este exceso de carga se deposita en el colador correspondiente. Este colador metálico pasa a estar cargado positivamente y como el metal es conductor, también lo estará la espiral superior del otro chorro a la que está conectado el colador que hemos dicho antes.
Esta espiral superior que se encuentra ahora cargada positivamente produce una polarización en su chorro. Es decir, repele los iones positivos y atrae los negativos por lo que el chorro es ahora más negativo. Este chorro deposita su carga en el otro colador que ahora se carga negativamente y carga también la otra espiral superior. Esto provoca el efecto de polarización contrario y hace que el primer chorro sea aún más positivo.
Esto sigue funcionando en un círculo vicioso que va aumentando la carga de cada signo en cada colador+espiral. Esto se amplifica hasta que la carga en cada una de las esferas (recordemos que cada una está conectada a uno de los coladores) es tan grande que hace saltar una chispa entre ellas. La chispa en cuestión tiene entre 5000 y 10000 voltios dependiendo de la humedad en el aire.
El único problema de esta máquina es que aunque que se genera electricidad de alto voltaje, la intensidad de la chispa es tan pequeña que para cargar un smartphone típico utilizando esta máquina tardaríamos 6 años, lo que no resulta del todo cómodo. Como siempre, cualquier duda la responderemos en los comentarios, que nos encanta.
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