La historia de la electricidad puede tener como punto de inicio los trabajos del americano, político, científico e inventor estadounidense Benjamin Franklin, conocido por ser uno de los padres fundadores de Estados Unidos. Dentro de sus trabajos más significativos para este campo se encuentran sus descubrimientos acerca de las tormentas eléctricas.
A través de un cometa con una llave en su punta y manipulado mediante un hilo de seda, pudo comprobar un día de tormenta que la llave transmitía cargas eléctricas al hilo de seda cuyas fibras se repelían. Esto le permitió desarrollar el pararrayos y su teoría de que la electricidad es un fluido único capaz de traspasar carga de un cuerpo a otro mediante una descarga.
También se genera a partir de esta idea, el concepto de fuerzas opuestas, la polaridad de la electricidad, estableciendo que el fluido o la carga eléctrica se transmite desde un polo positivo a un polo negativo.
Aunque luego se demostró que la relación es inversa, ya que el flujo corre desde el polo negativo al positivo, esta teoría permitió hacer un progreso significativo en cuanto al estudio y la utilización de la electricidad para fines prácticos.
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Antecedentes históricos de la electricidad
Antiguo Egipto
La civilización egipcia sigue siendo en gran parte un enigma. Muchos son los descubrimientos que la ciencia sigue sin poder explicar acerca de este pueblo tan avanzado para la época.
En el caso que nos atañe, la ciencia sigue sin encontrar una explicación fidedigna acerca de la famosa lámpara de Dendera. Se tratan de unos bajorrelieves encontrados en el Templo de Hathor, en el que aparecen unas imágenes que plantearían la hipótesis de que los egipcios ya conocían la electricidad y cómo podrían hacer uso de ella.
Según ufólogos y pseudocientíficos, los egipcios desarrollaron unas lámparas eléctricas con las que pudieron edificar las pirámides desde el interior. Habría que reseñar que, a día de hoy, no se explica cómo los egipcios pudieron trabajar en la oscuridad para llevar a cabo estas majestuosas construcciones.
Sin embargo, los egiptólogos aseguran que esas “bombillas”, las cuales tendrían una estructura similar la de tubo de Crookes (ideado en el siglo XIX), eran en realidad la representación del dios Harsomtus.
Lo que sí se ha podido contrastar es que los egipcios eran conscientes de las descargas eléctricas y cómo funcionaban. Esto se debió a las observaciones que llevaron a cabo en ciertos peces que emitían electricidad en el Nilo.
Antigua Roma
Científicos y naturistas romanos como Plinio el Viejo o Escribonio Largo reportaron que las descargas del pez gato provocaban un efecto entumecedor. Por ello, había médicos que recomendaban a pacientes con gota o cefalea que tocasen aquellos peces pensando que su descarga podría curarles.
A su vez, queda constancia de que en esa época ya eran conscientes de que tales descargas podían viajar a través de objetos conductores de la electricidad.
Primera mitad del siglo XIX
A partir del descubrimiento de Franklin, se fueron generando nuevas creaciones que permitirían amplificar el uso de la electricidad. Es así como en el año 1800 el científico italiano Alessandro Volta inventa la batería eléctrica, demostrando que el contacto entre dos metales es capaz de generar electricidad.
Este invento apoyó firmemente al estudio del electromagnetismo. En 1820 Hans Christian Oersted, pudo deducir la relación que existe entre la electricidad y el electromagnetismo. Mediante una aguja imantada comprobó cómo la dirección de esta podía ser desviada por el efecto de una corriente eléctrica. Con este descubrimiento André-Marie Ampère logró desarrollar además la ley del electromagnetismo o la electrodinámica.
Gracias al descubrimiento de esta nueva relación entre la electricidad y el magnetismo, al año siguiente, en 1821, el científico británico Michael Faraday realizó el primer motor eléctrico. Si bien esta primera invención no tuvo fines prácticos, ayudó a sentar los principios para el desarrollo de los motores eléctricos en la posteridad.
En 1826, a través de los estudios de la corriente eléctrica, el matemático y físico alemán Georg Simon Ohm demostró la relación entre la intensidad de la corriente, la fuerza electromotriz y la resistencia, lo que postuló como la “ley de Ohm”.
Así nace en 1834 el primer motor eléctrico creado por Thomas Davenport. Una de sus primeras aplicaciones prácticas fue la de impulsar un pequeño auto a través de una ruta circular. Los principios de este invento aún son implementados en muchas máquinas de la actualidad.
La corriente AC y DC
Los tipos de corriente, clasificados como corriente alterna (AC) y corriente continua (DC) han sido dos aspectos fundamentales para el aprovechamiento de la energía eléctrica en el mundo.
Por su parte la corriente continua fue implementada desde los inicios del siglo XIX con la creación de las baterías. Este tipo de corriente trabaja con conexiones destinadas específicamente a un polo positivo y otro negativo, y es transmitida en una sola dirección. El voltaje permanece constante y de forma continua. En la actualidad es frecuente en baterías, motores y los trabajos industriales con metales.
La corriente alterna, en cambio, comenzó a implementarse con amplitud luego de la segunda mitad del siglo XIX. Se trata de un tipo de corriente cuyo flujo es capaz de cambiar de sentido y trabaja a partir de ciclos. Esta corriente permite tener variación y regulación de voltaje.
Comenzó a ser implementada incluso más que la corriente continua porque permitía por una parte, ser producida a partir de generadores y por otro lado, recorrer amplias distancias sin los altos costos e inversiones de energía que implicaba la corriente continua. Gran parte de la corriente alterna es la que se utiliza hoy en día en los hogares, urbanismos, sectores comerciales y empresariales.
La ley de Joule y la electricidad en las comunicaciones
Dentro de otros postulados relevantes también se produce la ley de Joule, propuesta por James Prescott Joule, planteando en ella la relación entre el flujo de corriente eléctrica, la resistencia y el calor que se genera a partir de esto.
El estudio de la electricidad también influyó en otras áreas como las comunicaciones. De esta forma, en 1844 Samuel Morse introduce el telégrafo eléctrico, que permitía enviar mensajes con la utilización de un solo cable, ya que los telégrafos anteriores requerían múltiples cables para su uso. Además, junto a su amigo Alfred Vail (1807-1859) desarrolló el reconocido código morse.
Segunda mitad del siglo XIX
En 1860 James Clerk Maxwell presenta una de las teorías más revolucionarias para la física y también para el ámbito de la electricidad. Sus estudios acerca del electromagnetismo a través de la ecuación de Maxwell plantearon que la luz era una forma de radiación electromagnética capaz de viajar por el espacio en forma de onda.
De esta forma se abre el camino para la innovación en cuanto a la luz. En 1878 Joseph Swan realiza la demostración de lo que sería la primera bombilla incandescente.
Sin embargo, su descubrimiento no poseía la capacidad de utilizarse comercialmente debido a que implementó una varilla de carbón de baja resistencia a la electricidad.
Serían los elementos utilizados por Thomas Edison en su propia versión de la bombilla los que permitieron comenzar la comercialización. Empleó un filamento delgado pero de alta resistencia, lo que además permitiría un tamaño práctico. Para el año 1879 logró realizar una lámpara con una duración de 40 horas y para el mismo año solicitó la patente de su creación.
Usos para el público
Por su parte, el ingeniero y empresario Charles Brush ideó en 1879 un sistema con lámparas de arco, alimentadas por un generador. Las lámparas de arco fueron capaces de emitir la luz equivalente a cuatro mil velas y superaron a las ya conocidas lámparas de arco del ruso Pavel Yablochkov, creadas en 1875 y que habían sido las más conocidas hasta el momento.
Gracias al invento de Charles Brush se realizó el primer alumbramiento público en Cleveland, Ohio. Es así como Cleveland se convirtió en la primera ciudad en ser iluminada por la energía eléctrica en Estados Unidos. En otros lugares del mundo como París e Inglaterra ya se habían implementado algunos alumbramientos públicos con las lámparas de arco de Yablochkov, en zonas o calles específicas.
También nació la California Electric Light Company. Inc, que figuró como la primera compañía eléctrica en vender electricidad. En sus inicios se trataba de dos generadores que alimentan 21 lámparas de arco.
Las centrales eléctricas
Hacia finales del siglo XIX se comenzaron a crear espacios y equipos específicos para la generación de corriente eléctrica. Los primeros proyectos se enfocaron en la corriente continua (DC).
Una de las primeras centrales eléctricas comerciales, la Pearl Street Power Station, fue construida por Thomas Edison en 1882 en la ciudad de Nueva York. Esta trabajaba a partir de corriente continua y alimentaba aproximadamente 400 lámparas, atendiendo además a 85 clientes.
Durante este mismo año, Edison también trabajó en la primera estación hidroeléctrica en Wisconsin. También fue lograda la transmisión de corriente continua más larga hasta la fecha, abarcando una distancia de 57 kilómetros desde Miesbach a Múnich, a manos del ingeniero francés Marcel Deprez.
Sin embargo, pronto se daría paso a la generación de corriente alterna. En 1881 el inglés John Dixon Gibbs y el francés Lucien Gaulard construyeron un transformador de corriente alterna, idea que venderían posteriormente a George Westinghouse, ingeniero y empresario ampliamente interesado en la corriente alterna.
Trabajos de Nikola Tesla
Nikola Tesla fue un ingeniero, inventor y futurista cuyos descubrimientos impulsaron el desarrollo de los sistemas eléctricos modernos. Dentro de sus principales contribuciones se encuentra la bobina tesla, creada en 1883. Se trata de un transformador que mediante el trabajo con corriente alterna es capaz de producir alto voltaje, baja corriente y alta frecuencia.
En 1887, además, desarrolló el motor de inducción, el cual se expandió por Europa y Estados Unidos. Ambas invenciones otorgaron grandes ventajas para transmitir alto voltaje en largas distancias. Entre otros aportes se encuentra la concepción del sistema polifásico para la distribución eléctrica.
La ambición de Tesla se mantuvo hasta el final de sus días y, aunque muchos fueron sus logros, también tuvo ideas que no funcionaron o que no encontraron la financiación para poder llevarse a cabo. Un de las más conocidas fue su sistema de telecomunicaciones inalámbrica, un proyecto en el que el científico quiso transmitir mensajes al otro lado del océano Atlántico.
La electricidad en el siglo XX
A comienzos del siglo XX la electricidad se siguió expandiendo de forma comercial e igualmente para el uso público. Además se fueron desarrollando nuevos aparatos en versiones eléctricas.
Por ejemplo, en 1902 se crea el primer aire acondicionado en manos de Willis Haviland Carrier y en 1908, Alva J. Fisher desarrolla la primera lavadora eléctrica comercial llamada “Thor”.
Por otro lado, no pararon los descubrimientos. En 1909 Robert Andrews Millikan realizó el experimento que permitiría conocer la carga del electrón, la cual es la carga eléctrica elemental.
Durante 1911, el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, descubrió el fenómeno de la superconductividad que se da en ciertos materiales donde la resistencia eléctrica desaparece.
En cuanto a desarrollos tecnológicos, Vladimir Zworykin logró crear los sistemas de transmisión de imágenes que darían paso a la televisión. Entre sus principales invenciones se encuentra el iconoscopio en 1923, precursor de las cámaras de televisión y el tubo de rayos catódicos en 1929.
Dentro del ámbito de las ondas de radio y los estudios de las frecuencias electromagnéticas, figura la invención por parte de Edwin Howard Armstrong de la frecuencia modulada (FM) utilizada para la radio en la actualidad. También en 1935, Robert Watson-Watt creó el radar implementando la medición de las distancias por radio.
Esta etapa se caracterizó por grandes procesos impulsados por la energía eléctrica como el desarrollo de las computadoras. Dentro de las invenciones principales para el desarrollo de la electrónica se encuentra el transistor, que sería implementado en diversidad de aparatos a nivel doméstico e industrial. La creación de este dispositivo es atribuida a Walter Houser Brattain, John Bardeen y a William Bradford Shockley entre finales de la década de los 40 e inicios de los 50.
La energía nuclear
La producción de la electricidad también se vio impulsada a través de la energía nuclear. A partir de la década de los cincuenta esta empezó a desarrollarse por todo el mundo. En 1951 se logra generar por primera vez electricidad a partir de un reactor nuclear, conocido como el reactor americano EBR-I.
Posteriormente, en 1954 se conecta por primera vez una red eléctrica a una central nuclear, siendo esta la central de Obninsk en Rusia. Más tarde, en 1956 se pone en funcionamiento la primera central nuclear con fines de rendimiento comercial, en Sellafield.
Sin embargo, desde finales de siglo XX se han iniciado movimientos en contra del desarrollo de la energía nuclear. Uno de los principales motivos fue el accidente de Chernóbil en 1986.
Otros tipos de generación de energía
Dentro de los aportes significativos para el desarrollo de la energía eléctrica en este siglo se encuentra el estudio de la mecánica cuántica, que permitiría entender los conceptos relacionados con la energía fotoeléctrica y el funcionamiento del mundo en escalas atómicas.
Albert Einstein fue uno de los principales personajes en ayudar al entendimiento de esta teoría, puesto que realizó contribuciones a los estudios hechos por Max Planck. Esto fue uno de los pilares que han impulsado el desarrollo de la producción de electricidad a través de la energía solar, utilizada en la actualidad como una fuente de producción ecológica.
Por otro lado, también se encuentra la energía generada a través de sistemas hidráulicos, implementada desde la década de los 80, momento en el cual se pone en funcionamiento la primera central hidroeléctrica en Northumberland, Gran Bretaña.
Actualmente es la primera fuente de energía renovable del mundo, aunque no está exenta de generar cambios ambientales, ya que para su generación es necesario realizar grandes obras que modifican notoriamente los paisajes.
Referencias
- Martínez N (2010). Benjamín Franklin y la electricidad. Historias de la Ciencia. RTVE. Recuperado de rtve.es
- Benjamin Franklin and Electricity. America’s Story from America’s Library. Recuperado de americaslibrary.gov
- The Editors of Encyclopaedia Britannica (2018). Arc Lamp. Encyclopædia Britannica, inc. Recuperado de britannica.com
- The Editors of Encyclopaedia Britannica (2019). Thomas Davenport. Encyclopædia Britannica, inc. Recuperado de britannica.com
- The Editors of Encyclopaedia Britannica (2020). Charles Francis Brush. Encyclopædia Britannica, inc. Recuperado de britannica.com
- The Editors of Encyclopaedia Britannica (2020). Samuel F.B. Morse. Encyclopædia Britannica, inc. Recuperado de britannica.com
- Faraday Motor – 1821. National High Magnetic Field Laboratory. Recuperado de nationalmaglab.org
- Street light. Wikipedia, the free encyclopedia. Recuperado de en.wikipedia.org
- Benjamin Franklin. Wikipedia, the free encyclopedia. Recuperado de en.wikipedia.org
- Georg Simon Ohm. Wikipedia, the free encyclopedia. Recuperado de en.wikipedia.org
- El Experimento de Oersted: Procedimientos. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Museo Virtual de la Ciencia. Recuperado de museovirtual.csic.es
- First Electrically Lighted City. Indiana. Recuperado de in.gov
- Electricity. Recuperado de ushistory.org
- The History of Electrification. Edison Tech Center. Recuperado de edisontechcenter.org
- Barradas S (2016). Thomas Edison iluminó su primera bombilla. Recuperado de teinteresa.es
- Historia de la electricidad. Endesa Fundación. Recuperado de fundacionendesa.org
- Pearl Street Station. Wikipedia, the free encyclopedia Recuperado de en.wikipedia.org
- ¿Qué diferencia la corriente alterna (AC) y continua (DC)?. Curiosoando. Recuperado de curiosoando.com
- Alessandro Volta, from Current in Frogs to the Electric Battery. OpenMind BBVA. Recuperado de bbvaopenmind.com
- Dickerson K. Wireless Electricity? How the Tesla Coil Works. Live Science Recuperado de livescience.com
- Lamp Inventors 1880-1940. Carbon Filament Incandescent. Recuperado americanhistory.si.edu
- The History of Electricity – A Timeline. The Historical Archive. Recuperado de thehistoricalarchive.com
- Gordon L (2019). Quantum mechanics Encyclopædia Britannica, inc. Recuperado de britannica.com
- History Of Air Conditioner. Recuperado de airconditioning-systems.com