BIOELECTRICIDAD

CAPITULO I - BIOELECTRICIDAD

Electrostática

Tales de Mileto (600 aC) comprobó la propiedad del ámbar, resina vegetal fosilizada de atraer pequeños objetos cuando era frotado con un trozo de seda.

A fines del siglo XVI, Gilbert (médico de la reina Isabel de Inglaterra) establecía, en su tratado sobre magnetismo, que por frotamiento también podía electrizarse el lacre, resinas y vidrio como lo demostraba el desplazamiento que experimentaba una bolilla de médula de saúco suspendida de un hilo de seda y que constituye el “péndulo eléctrico”.

A estos efectos Gilbert los llamó “eléctricos” teniendo en cuenta que los primeros estudios se efectuaron en el ámbar (del griego electrón). Los cuerpos metálicos, los cuerpos húmedos, los animales, etc. fueron considerados “no eléctricos”.

En el siglo XVIII, Gray demostró experimentalmente que las sustancias no eléctricas eran capaces de conducir la electricidad de un cuerpo a otro y que podían electrizarse si se las aislaba por medio de las sustancias clasificadas como eléctricas.

En base a estos hechos se estableció que los cuerpos electrizados atraen a los que no lo están y los repelen una vez que les han comunicado su electricidad, diferenciando dos clases de electricidades: vítrea o positiva y resinosa o negativa.

Dos cuerpos cargados con la misma clase de electricidad se rechazan y viceversa, se atraen si han desarrollado cargas opuestas al ser frotados: dos varillas de vidrio se rechazan si son aproximadas después de la fricción y lo mismo ocurre con dos varillas de ebonita; pero si se aproximan una varilla d vidrio y otra de ebonita frotadas se atraen.

La ley fundamental de las atracciones y repulsiones se enuncia: dos cuerpos electrizados con la misma clase de electricidad se rechazan y se atraen si las cargas eléctricas son distintas.

Toda vez que un cuerpo es frotado adquiere carga eléctrica, la seda con que se lo ha friccionado adquiere carga opuesta: al frotarse la varilla de vidrio con seda, el vidrio se carga positivamente y la seda negativamente. En el caso de la ebonita sucede lo contrario.

Teorías de la Electricidad

Dufay admitía que en los cuerpos existían dos fluidos: uno positivo y otro negativo que en los cuerpos neutros estaban en equilibrio, pero que podían hallarse en distintas concentraciones determinando la electrización positiva si existía mayor cantidad de fluido positivo y electrización negativa si existía mayor cantidad de fluido negativo. Al frotarse un cuerpo con un paño de seda y electrizarse positivamente por ejemplo, puede admitirse, según esta teoría, que esa carga positiva habría sido determinada por el pasaje del fluido positivo de la seda al cuerpo o bien por una pérdida del fluido negativo por el cuerpo.

Franklin admitió la existencia de un solo fluido eléctrico que en concentraciones normales determinaba neutralidad del cuerpo, mientras que un exceso del fluido producía una carga positiva y un déficit, carga negativa.

Electricidad

Es una fuerza fundamental de la naturaleza, análoga a la de gravedad, pero mientras que la fuerza de gravedad entre dos objetos depende de su masa, la fuerza eléctrica entre dos objetos depende de su carga. La carga es una propiedad básica de las partículas elementales (electrones, protones y neutrones) que componen toda la materia ordinaria. De hecho lo que mantiene al átomo unido es la fuerza eléctrica entre los protones y electrones del átomo. La utilización práctica de la electricidad es posible por que somos capaces de producir y controlar un flujo constante de partículas cargadas.

Las Fuerzas Fundamentales

Todas las fuerzas, como la de rozamiento, empuje y tensión superficial, son los efectos observables de las fuerzas entre los átomos de los objetos que intervienen. Estas fuerzas no se consideran fundamentales porque en principio se pueden analizar en función de fuerzas atómicas, incluso las fuerzas entre átomos no son fundamentales porque aún se pueden analizar en función de las fuerzas existentes entre las partículas que componen los átomos.

Dentro del átomo hay tres clases de partículas: protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones están fuertemente unidos entre sí para formar el denso núcleo central del átomo. El núcleo contiene el 99,95 % de la masa del átomo y los electrones que pululan alrededor del núcleo contienen el 0,05 % restante de masa y ocupan la mayor parte del volumen.

Como los protones, neutrones y electrones no están compuestos de partículas aún más pequeñas se los llama partículas elementales y las fuerzas que existen entre ellos son las fuerzas elementales de la naturaleza. Toda la materia ordinaria está compuesta de estas partículas elementales y por lo tanto todas las fuerzas se pueden entender, en última instancia, en función de las fuerzas fundamentales que existen entre ellas. Las fuerzas fundamentales que se conocen son:

1. Fuerza gravitacional

2. Fuerza electromagnética

3. Fuerza nuclear

4. Fuerza débil

La fuerza gravitacional es en cierto modo la fuerza fundamental más débil porque le módulo de la fuerza de gravedad entre dos partículas elementales es mucho más pequeño que el módulo de cualquier otra fuerza fundamental. De hecho el módulo de la fuerza fundamental de gravitación es tan débil que no tiene efecto medible sobre el comportamiento de éstas partículas dentro del átomo. El objeto tendría que tener un tamaño descomunal para que su masa pueda ejercer una fuerza gravitacional importante sobre un átomo. Como esta fuerza es atractiva, un objeto así atrae a los átomos que se hallan en el espacio que los rodea. Si se acumulan estos átomos aumenta la masa del objeto y aumenta la fuerza gravitacional y como consecuencia el objeto atrae todavía más átomos y así aumenta más la masa. Así es como inmensos conglomerados de materia (estrellas y galaxias) se forman a partir del polvo y de los átomos esparcidos en el espacio. La gravedad es la fuerza más importante que controla la estructura de los cuerpos celestes.

La fuerza eléctrica es la principal fuerza que determina la estructura de los átomos. Los electrones se mantienen en órbita alrededor del núcleo por atracción eléctrica de la misma manera que los planetas se mantienen en órbita alrededor del sol por la atracción gravitatoria. También los electrones ejercen entre sí fuerzas eléctricas y la fuerza ejercida entre dos átomos próximos es precisamente la fuerza eléctrica entre sus electrones y el núcleo. Todas las fuerzas de la vida cotidiana, con excepción de la gravitatoria, son de origen eléctrico.

Los protones y electrones del núcleo

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