Historia de la electricidad

¿Qué es la historia de la electricidad?

La historia de la electricidad es el relato cronológico de cómo la humanidad pasó de observar el fuego en la naturaleza a manejar la energía e iluminar el mundo. 

Un punto de partida podría ser el trabajo de Benjamín Franklin. Entre sus trabajos más significativos para este campo están sus descubrimientos acerca de las tormentas eléctricas.

Con 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 generó, a partir de esta idea, el concepto de fuerzas opuestas, la polaridad de la electricidad, estableciendo que 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. 

Antecedentes en la historia de la electricidad

Antes del siglo XIX, el conocimiento sobre la electricidad se desarrolló lentamente a partir de observaciones y experimentos aislados:

• Antigüedad. Hacia el siglo VI a.C., Tales de Mileto observó que el ámbar, al frotarse con piel o tela, podía atraer objetos ligeros. Era una manifestación de electricidad estática.
• Siglos XVI y XVII. William Gilbert estudió sistemáticamente estos fenómenos y distinguió el magnetismo de la electricidad. Introdujo el término electricus, relacionado con el ámbar.
• Siglo XVIII. Se inventaron dispositivos capaces de acumular carga eléctrica, como la botella de Leyden, uno de los primeros condensadores.
• Benjamín Franklin. Realizó experimentos sobre los rayos y propuso que eran fenómenos eléctricos. También popularizó los conceptos de carga positiva y negativa y desarrolló el pararrayos.
• Charles-Augustin de Coulomb. A finales del siglo XVIII estudió matemáticamente la fuerza entre cargas eléctricas y formuló la ley de Coulomb.
• Alessandro Volta. En 1799 desarrolló la pila voltaica, presentada públicamente en 1800, que permitió obtener una corriente eléctrica de forma continua y abrió el camino a los grandes avances del siglo XIX.

La historia de la electricidad en la primera mitad del siglo XIX

• Desde 1799 hasta 1834. A partir del descubrimiento de Franklin, se fueron generando nuevas creaciones que permitirían amplificar el uso de la electricidad. Es así como en 1799 el científico italiano Alessandro Volta inventó la batería eléctrica, demostrando que el contacto entre dos metales es capaz de generar electricidad. Este invento apoyó firmemente el estudio del electromagnetismo. En 1820 Hans Christian Oersted pudo deducir la relación 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 hizo 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 nació en 1834 el primer motor eléctrico creado por Thomas Davenport. Una de sus primeras aplicaciones prácticas fue 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 una parte, la corriente continua fue implementada desde 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 emplearse 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 hogares, urbanismos, sectores comerciales y empresariales.
• La ley de Joule y la electricidad en las comunicaciones. Entre otros postulados relevantes también se produjo la ley de Joule, propuesta por James Prescott Joule, planteando 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 introdujo el telégrafo eléctrico, que permitía enviar mensajes utilizando un solo cable, ya que los telégrafos anteriores requerían múltiples cables. Además, junto a su amigo Alfred Vail (1807-1859), desarrolló el reconocido código morse.

La historia de la electricidad en la segunda mitad del siglo XIX

• 1860-1879. En 1860 James Clerk Maxwell presentó una de las teorías más revolucionarias para la física y para el ámbito de la electricidad. Sus estudios sobre el electromagnetismo plantearon que la luz era una forma de radiación electromagnética capaz de viajar por el espacio en forma de onda. De esta forma, se abrió el camino para la innovación en la luz. En 1878 Joseph Swan hizo la demostración de lo que sería la primera bombilla incandescente. Sin embargo, su descubrimiento no poseía la capacidad de utilizarse comercialmente porque 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 1879 logró 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 luz equivalente a 4.000 velas y superaron a las lámparas de arco del ruso Pavel Yablochkov, creadas en 1875 y que habían sido las más conocidas hasta entonces. Gracias al invento de Brush se estableció el primer alumbrado público en Cleveland, Ohio, convirtiéndose en la primera ciudad en ser iluminada por la energía eléctrica en Estados Unidos. En otros lugares del mundo, como Francia e Inglaterra, ya se habían implementado algunos alumbrados 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 alimentaban 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 Nueva York. Esta trabajaba a partir de corriente continua y alimentaba aproximadamente 400 lámparas, atendiendo además a 85 clientes. Ese 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 muy interesado en la corriente alterna. Westinghouse, además, fundó la compañía Westinghouse Electric Corporation, que desarrolló una gran variedad de infraestructuras eléctricas en Estados Unidos y figuraba como la principal rival de la compañía de Thomas Edison.
• Trabajos de Nikola Tesla. Nikola Tesla fue un ingeniero, inventor y futurista croata cuyos descubrimientos impulsaron el desarrollo de los sistemas eléctricos modernos. Entre sus principales contribuciones está 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 llevarse a cabo. Una 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 historia de la electricidad en el siglo XX

• Comienzos de siglo. La electricidad se siguió expandiendo de forma comercial e igualmente para uso público. Además, se fueron desarrollando nuevos aparatos en versiones eléctricas. Por ejemplo, en 1902 se creó el primer aire acondicionado, de manos de Willis Haviland Carrier, y en 1908, Alva J. Fisher desarrolló la primera lavadora eléctrica comercial llamada “Thor”. Y no pararon los descubrimientos. En 1909 Robert Andrews Millikan hizo el experimento que permitiría conocer la carga del electrón, que 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 está el iconoscopio en 1923, precursor de las cámaras de televisión, y el tubo de rayos catódicos en 1929. En el ámbito de las ondas de radio y los estudios de las frecuencias electromagnéticas, figura la invención 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. Entre las invenciones principales para el desarrollo de la electrónica está 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 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 mediante energía nuclear. A partir de los 50 empezó a desarrollarse por todo el mundo. En 1951 se logró generar por primera vez electricidad a partir de un reactor nuclear, conocido como el reactor americano EBR-I. Posteriormente, en 1954 se conectó por primera vez una red eléctrica a una central nuclear, siendo esta la central de Obninsk, en Rusia. Más tarde, en 1956, se puso en funcionamiento la primera central nuclear con fines de rendimiento comercial, en Sellafield. Sin embargo, desde finales del siglo XX se han iniciado movimientos contra el desarrollo de la energía nuclear. Uno de los principales motivos fue el accidente de Chernóbil en 1986.
• Otros tipos de generación de energía. Entre los aportes significativos para el desarrollo de la energía eléctrica en este siglo se encuentra el estudio de la mecánica cuántica, que permitiría entender 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 mediante energía solar, utilizada en la actualidad como una fuente de producción ecológica. Por otro lado, también está la energía generada a través de sistemas hidráulicos, implementada desde la década de los 80, cuando se puso 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 implementación es necesario realizar grandes obras que modifican notoriamente los paisajes.

Referencias

1. Martínez, N. Benjamín Franklin y la electricidad. Historias de la Ciencia. Recuperado de rtve.es.
2. Street light. Recuperado de en.wikipedia.org.
3. The History of Electrification. Recuperado de edisontechcenter.org.
4. Historia de la electricidad. Recuperado de fundacionendesa.org.
5. The History of Electricity – A Timeline. Recuperado de thehistoricalarchive.com.