La electricidad estática: ¿un fenómeno milenario por fin elucidado?

¿Quién no ha reído alguna vez, frotando un globo de látex contra su suéter y acercándolo al cabello de su vecina para ver cómo este "se eleva"? Tras más de 2 000 años de misterio, la ciencia podría haber desvelado finalmente los secretos de la electricidad estática. La fricción estaría en el centro del fenómeno, pero ¿cómo funciona exactamente?

Los primeros en interesarse en este fenómeno fueron los antiguos griegos, al observar cómo el ámbar atraía objetos después de ser frotado. Sin embargo, hasta hace poco, ninguna teoría sólida explicaba con precisión esta electricidad tan familiar.


Avances notables se produjeron en el siglo XVIII con Benjamin Franklin. Él introdujo las nociones de carga positiva y negativa, pero sus teorías sobre los fluidos eléctricos resultaron ser imperfectas. Fue gracias al trabajo del equipo del profesor Laurence Marks, de la Universidad Northwestern, que se encontró la clave del misterio. Ellos modelaron la electricidad estática a nivel nanométrico, destacando la importancia de la fricción.

Los investigadores descubrieron que al frotar un objeto, se generan deformaciones en la parte delantera y trasera del mismo. Estas deformaciones provocan un desplazamiento de las cargas eléctricas, creando así una corriente. Esto explica la aparición de electricidad estática. El modelo desarrollado por Laurence Marks se basa en el concepto de "cizallamiento elástico", es decir, la capacidad de un material para resistir la fricción.

Pueden observar esta resistencia en su vida cotidiana: intenten deslizar un vaso sobre una mesa, o bien deslizarse en calcetines sobre un suelo liso: notarán un deslizamiento al principio, pero rápidamente este cesará porque el material (la mesa o el suelo) aplicará una resistencia. Es precisamente esta resistencia al deslizamiento la que obliga a las cargas eléctricas a redistribuirse, generando así la corriente eléctrica observada durante la fricción.

En Nano Letters, los investigadores detallan cómo estas cargas asimétricas son compensadas por otras cargas libres, lo que conduce así a la formación de una corriente eléctrica. El impacto de este descubrimiento va mucho más allá de nuestras experiencias cotidianas con la electricidad estática. Por ejemplo, pueden ocurrir explosiones en la industria debido a este fenómeno, mal entendido hasta ahora.

Un mejor dominio de este fenómeno podría abrir camino a una multitud de aplicaciones prácticas. Por ejemplo, en la industria agroalimentaria, la electricidad estática ya se utiliza para mejorar la molienda de granos de café, pero también podría optimizar la producción de polvos farmacéuticos. En el ámbito espacial, podría facilitar el ensamblaje de partículas para la fabricación de materiales, o incluso ser explotada para recolectar polvo cósmico en la exploración espacial.

¿Por qué es tan común la electricidad estática en nuestra vida cotidiana?

La electricidad estática se manifiesta a menudo en situaciones cotidianas, como cuando caminan sobre una alfombra o se ponen un suéter de lana. Esto se debe a la facilidad con la que ciertos materiales como los plásticos o los tejidos acumulan cargas.

En la vida cotidiana, este fenómeno puede provocar pequeñas descargas eléctricas, pero también tiene aplicaciones industriales, como el control de partículas o la impresión electrostática.