Desde que el hombre fue hombre, aprendió a fabricar utensilios y armas con piedras, huesos y otros materiales primitivos que encontraba en su camino. Con el paso del tiempo, mucho tiempo, surgió la metalurgia. En primer lugar, la de los metales que aparecen de forma nativa en la naturaleza, como el cobre, la plata o el oro; y luego, metalurgias más complejas como la del estaño, primero, y la del hierro, después.

Un mineral del hierro, la magnetita, mostraba la propiedad de atraer otros metales. Este mineral podía incluso magnetizar o imantar otros pedazos de hierro. Es probable que esta característica fuera observada al menos tres mil años antes de nuestra era, y se cree que la cultura china los utilizó en artefacto lúdicos y navegó con brújulas hacia el 1100 a. C. Los nombres del mineral y su propiedad, magnetismo, provienen de Magnesia, el lugar de Grecia donde era abundante. A Tales de Mileto se le atribuye el estudio de las propiedades de la magnetita y el descubrimiento del efecto triboeléctrico en el ámbar; efecto por el cual, después de frotar con un trapo un objeto, este puede atraer otros objetos. A esta propiedad Tales la denominó electricidad, por ήλεκτρον (élektron) el nombre en griego del ámbar.

Todavía era pronto para asociar las propiedades eléctricas del ámbar con los rayos de una tormenta, aunque hay testimonios de que los romanos ya sabían proteger sus templos de los rayos instalando puntas metálicas en el tejado conectadas con tubos de plomo al suelo.

A Tales de Mileto se le atribuye el estudio de las propiedades de la magnetita y el descubrimiento del efecto triboeléctrico en el ámbar

Si exceptuamos el perfeccionamiento de la brújula por los navegantes europeos, apenas se produjeron progresos en el estudio del electromagnetismo hasta 1600, año en el que William Gilbert, cumpliendo un encargo de la reina Isabel I de Inglaterra, publicó los resultados de sus experimentos con diferentes materiales triboeléctricos y con imanes. Gilbert concluyó que la razón por la que funcionan las brújulas era que la tierra es un inmenso imán.

En 1660, al inventivo burgomaestre de Magdeburgo, Otto von Guericke, ya famoso por el experimento de los hemisferios que tomaron el nombre de su ciudad, se le ocurrió una manera de conseguir electricidad estática de forma constante. Para ello vertió azufre fundido en un globo de vidrio hueco «del tamaño de la cabeza de un niño» y cuando solidificó, rompió el recipiente para obtener una esfera de azufre, que atravesó con una vara y colocó en un soporte de madera que la permitía girar a gran velocidad. La fricción de una mano o un paño con el azufre en movimiento producía una cantidad de electricidad jamás vista hasta entonces. A su invento, von Guericke, lo llamó «Máquina eléctrica» y con él pudo describir la atracción de plumas, las chispas y sonidos de chasquidos eléctricos, así como el olor característico a tormenta que tomaba el aire cuando se frotaba la bola en movimiento. También describió la sensación que producía en las partes del cuerpo que se acercaban a la máquina, que debía ser la misma que la que daban las antiguas televisiones de tubo.

Gilbert concluyó que la razón por la que funcionan las brújulas era que la tierra es un inmenso imán

A pesar de que la esfera de azufre era poco fiable y su fabricación costosa, cuando von Guericke publicó un libro recopilatorio de sus mejores experimentos, los científicos de toda Europa —filósofos se hacían llamar— se apresuraron a construir la suya propia. En 1705, Francis Hauksbee, un trapero londinense reconvertido en fabricante de instrumentos científicos, perfeccionó la máquina eléctrica de Guericke. Había conocido que si se agitaba fuerte un recipiente de vidrio con mercurio en su interior (Jean Picard descubrió este efecto zarandeando un barómetro de Torricelli en 1625) aparecían destellos en las paredes que recordaban «a las diminutas estrellas de la Vía Láctea». Como una parte importante del negocio de Hauskbee consistía en la fabricación de bombas de vacío —quien tiene un martillo solo ve clavos—, se propuso averiguar cuál era el efecto de reducir la presión en la producción de chispitas. Pronto observó que cuando hacía vacío, las luces parecían fusionarse y alcanzar un tamaño mayor. También se dio cuenta de que el mercurio no era necesario y que solo bastaba con frotar el vidrio con vacío en su interior para conseguir chispas grandes. Así desarrolló y vendió las primeras máquinas eléctricas en las que la esfera de azufre (caro y poco práctico) había sido sustituida por un globo de vidrio fino en el que se había hecho vacío en su interior.

...la electricidad no era una propiedad exclusiva de los cuerpos frotados y se podía transmitir a otros objetos

En 1727, también en Londres, la muerte de Isaac Newton animó a Stephen Gray a retomar sus experimentos sobre electricidad en la casa de misericordia en la que vivía. Gray era un científico sexagenario caído en desgracia por haber osado oponerse a Newton y que el insigne físico estuviera enterrado en la Abadía de Westminster representaba una gran oportunidad para que su investigación recibiera el reconocimiento que se le debía.

Gray observó que cuando frotaba un tubo de vidrio, los corchos con los que había cerrado los extremos también eran capaces de atraer plumas y pedazos de papel. Eso quería decir que la electricidad no era una propiedad exclusiva de los cuerpos frotados y se podía transmitir a otros objetos, como, por ejemplo, una bola de billar de marfil que conectó al corcho con un palo. No tardó mucho en descubrir que cualquier varilla metálica transmitía mejor la virtud eléctrica a la bola. Además, parecía que daba igual la longitud del metal, así que se propuso averiguar hasta dónde era capaz de transmitir las cargas que generaba frotando el vidrio con un paño. En la búsqueda de su récord, sustituyó la varilla por un cable de latón cada vez más largo, que colgaba del techo usando cuerdas de seda pues otros materiales le hacían perder eficiencia.

Gray no ha pasado a la historia por su plusmarca de conducción de electricidad, que fue de doscientos treinta y tres metros, sino porque con sus experimentos demostró que todos los materiales se podían dividir en dos categorías según transmitieran o no la electricidad. Uno de los amigos de Gray, John Desaguliers, bautizó en un artículo estos materiales como conductores y aislantes. En la misma publicación, Desaguliers teorizó que la razón por la que los conductores transmitían tan bien la electricidad sin atraer partículas era porque eran cuerpos que, a diferencia de los aislantes, carecían de propiedades eléctricas.

Desde el otro lado del canal de la Mancha, el químico parisino Charles du Fay probó que Desaguliers estaba equivocado al demostrar que todos los cuerpos podían ser cargados, incluso los conductores, si eran convenientemente aislados. Charles du Fay observó durante sus experimentos que si cargaba dos cuerpos con la electricidad generada frotando un tubo de vidrio se repelían. Lo mismo ocurría si la electricidad se generaba a partir del frotamiento de ámbar o copal. Pero cuando un cuerpo era cargado con la electricidad del vidrio y el otro con el del ámbar, en lugar de atraerse, se repelían. Charles du Fay llegó a la conclusión de que había dos tipos de electricidades, que «eran amigas entre sí y enemigas entre ellas» y las llamó electricidad vítrea y electricidad resinosa.

Gray demostró que todos los materiales se podían dividir en dos categorías según transmitieran o no la electricidad. John Desaguliers bautizó estos materiales como conductores y aislantes.

Durante todo el siglo XVII, las máquinas eléctricas fueron utilizadas en espectáculos de magos y charlatanes que viajaban de pueblo en pueblo y de corte en corte. También se hicieron muy populares en las universidades y gabinetes científicos de Europa y América. Cada usuario preparaba sus propias modificaciones para conseguir más electricidad y, por consiguiente, resultados más espectaculares, como Johann Winckler, colega de Johann Sebastian Bach, en Leipzig (Alemania), al que se le ocurrió añadir cojinetes de tela para generar la electricidad y peines metálicos para recogerla. Pero por mucho que las máquinas eléctricas evolucionaran, la cantidad de electricidad que se podía generar era reducida. En cuanto la carga alcanzaba un límite, las moléculas de aire que rodeaban la máquina cedían sus electrones para compensarla. En este proceso aumentaba tanto la temperatura del aire que sus partículas emitían un brillo incandescente azulado. Es decir, que las chispas provocadas impedían generar más electricidad. Era necesario almacenar las cargas de algún modo para que el estudio de los fenómenos electromagnéticos pudiera continuar, pero, por seguridad, dejaremos tan peligroso experimento para el siguiente episodio.

Referencias

—Ottonis de Guericke Experimenta nova (ut vocantur) Magdeburgica de vacuo spatio.