La Ley de Ohm

En los comentarios del envío anterior, se ha mencionado la forma errónea en la que en algunas películas o series de TV, se nos muestra una valla o cualquier otro objeto electrificado. En ocasiones, los personajes conectan un par de cables al objeto en cuestión, y ya está. El que lo toque, se electrocuta. Sin embargo, las cosas no son así de simples.

Empecemos por la base del mundo de la electricidad: La Ley de Ohm. En el colegio nos enseñaron esta sencilla fórmula, I=V/R, donde I es la intensidad de corriente que circula por un circuito eléctrico, V es la diferencia de potencial eléctrico entre los extremos del circuito (más conocida como tensión, o voltaje), y R es la resistencia eléctrica del circuito. Al explicarnos esta fórmula, el profesor de turno nos hacía el clásico dibujo de un sencillísimo circuito, consistente en una pila y una resistencia unidas por un par de cables. La pila proporciona una tensión fija y constante, y la intensidad de corriente viene determinada por la resistencia que coloquemos.

Una vez entendido esto, imaginemos que simplemente conectamos unos cables a algún objeto metálico (una valla, una puerta, lo que sea). Las fuentes de alimentación del mundo real (como un enchufe), normalmente proporcionan una tensión más o menos constante (puede ser alterna o continua, pero eso no nos importa a hora). Eso quiere decir que tenemos un circuito como el del dibujo del colegio: una fuente de tensión y una resistencia, de forma que la corriente está determinada por esos dos parámetros (en realidad, la fuente de alimentación también tiene una resistencia interna, pero se puede considerar que está en serie, y que simplemente se suma a la exterior). Como el objeto es metálico, la resistencia eléctrica del circuito sería muy baja, por lo que la corriente sería muy alta. Este invento, así montado, no nos serviría de mucho. ¿Por qué?

Bien, en el colegio nos enseñaron también lo que ocurría al conectar varias resistencias entre sí. Básicamente, hay dos formas de hacerlo: en serie y en paralelo. Dos resistencias en serie se conectan una detrás de otra, de forma que son atravesadas por la misma intensidad de corriente, y tienen distinta tensión en sus extremos. Dos resistencias en paralelo se conectan una al lado de la otra, de forma que el cable se bifurca, y son atravesadas por distinta corriente, y tienen la misma tensión en los extremos. Si una persona toca el objeto, sería como si pusieramos una nueva resistencia en paralelo. La persona no sería atravesada por la misma corriente que circula por el objeto, sino por otra con una intensidad menor. ¿Cómo de menor? Mirando la fórmula de la Ley de Ohm, comprobamos que la corriente que atraviesa una resistencia (sea nuestro cuerpo, o un trozo de metal) es siempre igual al valor de la tensión (entre los extremos que estemos considerando) dividido por el valor de la resistencia. Esto quiere decir que con la misma tensión aplicada, una resistencia 10 veces mayor que otra, será atravesada por una corriente de intensidad 10 veces menor. En nuestro caso, la persona sería atravesada por una corriente cuya intensidad sería tantas veces menor que la del objeto, como tantas veces mayor sea la resistencia eléctrica.

¿Y cuánto es eso? Bueno, es bastante difícil de cuantificar. La resistencia del cuerpo humano es bastante variable. Además hay que tener en cuenta que la resistencia de cualquir objeto, no sólo depende del material, sino de su geometría. Un cable largo y estrecho ofrece más resistencia que uno corto y ancho. Así que habría que considerar muchos factores (incluso si se toca con una mano o con dos). Pero podemos asegurar sin miedo a equivocarnos que la corriente que atraviese a la persona sería mucho menor que la que atraviese el objeto (salvo en circunstancias extraordinarias).

Por tanto, si queremos que la persona sea atravesada por una corriente de intensidad considerable, la corriente que atraviese el objeto debería muy grande. Y en este caso, o bien el objeto se calienta mucho (de hecho, así es como funciona una bombilla), o bien la fuente de alimentación que utilicemos no puede proporcionar tanta corriente. Si utilizamos una toma de una vivienda, posiblemente hagamos saltar el automático, ya que la corriente superería a la permitida por el limitador.

Así que si queremos dar un calambrazo al que toque el objeto, debemos hacerlo de otra manera. Básicamente, lo que necesitamos en un circuito abierto, de forma que cuando una persona toque dos extremos del circuito, lo cierre y sea atravesado por la corriente. Una forma sencilla de asegurarnos que la víctima cierre el circuito es utilizando el propio suelo. Si disponemos de un suelo conductor, bastaría con conectar uno de los cables a éste, y el otro al objeto trampa. Cuando una persona toque el objeto (que debería estar aislado del, suelo), recibirá una descarga.

Ya, pero ¿y si el suelo no es conductor? Pues siempre podemos poner algún objeto conductor de forma disimulada, como una esterilla del material adecuado. ¿Y una valla en el campo? ¿No cantaría mucho poner una alfombra junto a ella? sí, pero no es necesario. La tierra conduce la electricidad. No tan bien como un cable, pero sirve. Por supuesto, la valla debe estar aislada eléctricamente del suelo de alguna manera.

¿Y si la persona usa suelas de goma? Pues entonces tendremos un problema, ya que la persona no recibirá la descarga deseada. Puede solucionarse en parte aumentando mucho la diferencia de potencial entre el objeto y el suelo, ya que no existen aislantes perfectos (al igual que no existen conductores perfectos), pero entonces tendríamos que mejorar el aislante de nuestra propia trampa, y contar con una fuente de alimentación capaz de proporcionarnos la tensión y la corriente necesaria (si la persona no lleva suelas de goma, la corriente sería muchísimo mayor).

Esto no evitaría que en el caso de una valla, alguien con previsión intentara trepar por ella sin tocar el suelo, saltando hacia ella y agarrándose fuertemente. Mientras no toque la valla y el suelo a la vez, estará a salvo. Podemos solucionar este inconveniente diseñando la valla en forma de alambres paralelos, que no se toquen, de modo que cada alambre tenga una tensión diferente (tal vez, de forma alterna). Sin embargo, una persona que conozca la disposición de la valla, podría saltar y agarrarse sólo a los alambres que no tengan diferencia de potencial entre sí, evitando ser electrocutado.

Pero ya nos estamos desviando el tema original. No es mi intención enseñar a nadie a electrificar una valla, sino poner de manifiesto un error algo recurrente: electrificar un objeto conectandole los dos extremos de un circuito.