La electricidad estática es un concepto común y conocido desde la antigüedad. Frotas dos objetos de diferentes materiales, y se genera un exceso de carga eléctrica que produce distintos efectos. Los objetos del mismo material también generan este tipo de electricidad, y la ciencia creía conocer la causa de este segundo fenómeno. Se equivocaban.

El caso más común de electricidad estática es el que se genera por el denominado Efecto Triboeléctrico que tiene lugar al rozar dos objetos de distinto material. Cada material tiene diferentes propiedades aislantes, en otras palabras, sus átomos tienen más tendencia a ceder sus electrones o a captar electrones adicionales.

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Lo que ocurre al poner en contacto ambas superficies es que se produce una transferencia de electrones que hace que se acumule una carga positiva en uno de los objetos, y una negativa en el otro. Este exceso de carga puede liberarse al ponerse en contacto el objeto con otro que sea buen conductor, o que tenga también exceso de carga con diferente polaridad. Eso es lo que ocurre cuando tocamos un objeto aparentemente inocuo y nos da una descarga imprevista.

Entre objetos del mismo material

Sin embargo, los objetos del mismo material también son capaces de generar electricidad estática cuando son de diferentes tamaños. John Lowell y William Truscott del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Manchester explicaron el fenómeno en 1984.

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En teoría, si los dos objetos tienen el mismo material, no debería producirse una transferencia de electrones lo bastante significativa como para generar una diferencia de carga. Según estos científicos, lo que ocurre entre objetos del mismo material es que la transferencia de electrones no depende de la diferencia de material, sino del tamaño.

En esencia, lo que planteaban estos investigadores era que, al frotar ambos objetos, el de mayor tamaño ofrece más superficie de contacto y, por tanto, más electrones superficiales, que son transferidos al objeto más pequeño. La explicación ha sido considerada como cierta todos estos años, pero un grupo de físicos de la Universidad de Chicago, en Estados Unidos, acaban de probar que no lo es.

Heinrich Jaeger y sus colegas de Chicago han analizado el comportamiento de dos granos de diferente diámetro de silicato de circonio dióxido contra un plano del mismo material. El proceso ha sido grabado con una cámara de alta velocidad de 86.000 dólares con el objetivo de calcular cuantos electrones se transferían entre los materiales.

El resultado ha sido que el número de electrones atrapados está cientos de miles por debajo de la cifra necesaria para explicar la electricidad estática que se genera. Los investigadores aún no han sido capaces de encontrar una nueva explicación que sustituya a la de Lowell y Truscott.

Entre las hipótesis que barajan está la transferencia de iones de hidróxido obtenidos de las inevitables moléculas de agua que rodean el material, o transferencia de moléculas completas de circonio. Probar estas teorías es complejo, pero si lo logran sería de gran utilidad en no pocos campos de la química. [vía Sciencemag]

Portada: El pelo del niño se pone de punta por efecto de la electricidad estática acumulada al bajar por el tobogán. Foto: Chris Darling bajo licencia Creative Commons.

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