Efecto Armstrong - Armstrong effect

Máquina hidroeléctrica Armstrong

El efecto Armstrong es el proceso físico por el cual se produce electricidad estática por la fricción de un fluido. Se descubrió por primera vez en 1840 cuando una chispa eléctrica resultó de las gotas de agua que salían del vapor que escapaba de una caldera. El efecto lleva el nombre de William Armstrong , quien más tarde se convirtió en el primer barón Armstrong, quien fue una de varias personas involucradas en descubrir el efecto e investigar los procesos involucrados. Usando este principio, Armstrong inventó lo que llamó la Máquina Hidroeléctrica Armstrong , que, a pesar de su nombre, generaba electricidad estática y no energía hidroeléctrica .

Descubrimiento

En Seghill , cerca de Newcastle upon Tyne en el norte de Inglaterra, el ferrocarril Cramlingham Colliery tenía un motor de bobinado de 28 caballos de fuerza (21 kW) para transportar los vagones de carbón. En septiembre de 1840, Patterson, el conductor del motor, notó una ligera fuga de vapor junto a la válvula de seguridad . Temiendo que la presión de la caldera fuera demasiado alta, metió la mano en la fría nube de vapor para soltar la válvula y sintió un cosquilleo en los dedos al tocarla. No pudo ver claramente lo que estaba sucediendo, por lo que inicialmente pensó que se había golpeado los dedos. Sin embargo, durante los siguientes días, hizo experimentos simples y finalmente se lo contó a sus colegas, quienes experimentaron el mismo fenómeno. Patterson luego descubrió que, moviendo su dedo lentamente hacia la válvula, podía ver una chispa. Se corrió la voz de esto de boca en boca, y una teoría era que la caldera corría el riesgo de explotar porque el fuego fuera de la caldera estaba penetrando de alguna manera en el interior. El constructor del motor decidió que era seguro, pero le dijo a dos asociados, Hugh Pattinson y Henry Smith, quienes descubrieron que el efecto aumentaba hasta crear chispas de ⅜ de pulgada (10 mm) si se sostenía una pala de metal en el vapor y la punta. de la hoja de una navaja sostenida cerca de la válvula.

Armstrong, que en ese momento era un abogado interesado en la ciencia y la ingeniería, se involucró y escribió a Michael Faraday sobre Patterson: "Le sorprendió mucho la aparición de una chispa brillante, que pasó entre la palanca y su mano, y fue acompañado por un violento tirón en sus brazos, totalmente diferente a todo lo que había experimentado antes ". Faraday respondió, diciendo que no podía estar seguro de si el efecto se debía a la evaporación o si tenía alguna causa química, y sugirió que se podrían realizar más experimentos. Faraday publicó estas cartas, junto con una de Pattinson, en la Revista Filosófica de Londres y Edimburgo . Siguió una larga correspondencia. En noviembre de 1840, Armstrong logró crear chispas de 50 mm (2 pulgadas) y determinó que las chispas se creaban donde el vapor se liberaba a la atmósfera y no emergían de más atrás en la caldera. Durante este tiempo, Pattinson había creado chispas de 4 pulgadas (100 mm) pero luego abandonó las investigaciones. Entonces se dio cuenta de que el efecto había sido observado mucho antes por Alessandro Volta, quien registró que una ceniza al rojo vivo producía una perturbación eléctrica cuando se dejaba caer al agua en una olla de metal.

Desarrollo de la técnica - Máquina hidroeléctrica Armstrong

Armstrong continuó su trabajo hasta 1842, encontrando un efecto similar con aire comprimido en lugar de vapor y construyendo un "aparato de evaporación" con una boquilla de fricción especialmente diseñada capaz de producir chispas de 12 pulgadas (300 mm). La carga eléctrica del vapor era positiva, aunque Faraday descubrió que la adición de trementina al agua producía una polaridad negativa. En 1843, Armstrong diseñó un generador electrostático a gran escala sobre patas eléctricamente aislantes. Estas máquinas, con 46 chorros de vapor, las llamó "generadores hidroeléctricos". Uno se instaló en la Royal Polytechnic Institution de Londres y otro se exportó a EE. UU. Eran máquinas temibles que hacían un ruido ensordecedor, y las chispas de 22 pulgadas (560 mm) noquearon a un perro que se acercó demasiado y mató a un hombre grande. En su día, era la forma más poderosa de generar electricidad estática y destacaba por no tener partes móviles. En una demostración en Newcastle's Lit and Phil , la multitud era tan grande que Armstrong no pudo entrar por la puerta y tuvo que trepar por una ventana, lo que requirió dos escaleras. Como resultado de sus esfuerzos, por recomendación de Faraday y Charles Wheatstone , fue elegido miembro de la Royal Society en 1846. Continuando con sus intereses científicos y de ingeniería, se convirtió en un importante industrial en ingeniería hidráulica , artillería militar. y generación de electricidad .

Aplicaciones prácticas

Cuando tenía 82 años, Armstrong recuperó su interés por la electrostática. Para entonces, se había inventado la máquina de Wimshurst y Armstrong confirmó que este era el diseño superior para crear electricidad estática para sus experimentos. La principal aplicación práctica de la máquina de Armstrong había sido un espectáculo para atraer multitudes. Sin embargo, en los tiempos modernos, el efecto Armstrong se aprovecha en algunos aerosoles de pintura para polarizar la pintura, reduciendo así la cantidad de pintura requerida y permitiendo que se adhiera mejor en ángulos agudos. Por otro lado, el efecto ha tenido consecuencias dañinas, en parte porque fue oscuro y poco conocido. En 1969, tres petroleros resultaron dañados por explosiones en sus tanques mientras se limpiaban con chorros de agua de mangueras de alta presión. En una escala mucho menor, una fuga de un aerosol puede encender los gases que se escapan si son inflamables.

Referencias

Otras lecturas