Última actualizacón: 13 junio 2017 a las 11:04
Tómense un minuto en ver el siguiente vídeo:
¿Realmente es posible generar electricidad utilizando naranjas? La respuesta, a tenor de lo que hemos visto, es que sí. Sin embargo, como ya habrán imaginado quienes leen habitualmente estas líneas, no me gusta quedarme ahí, con esa respuesta tan sencilla. Así que vamos a explicar con más detalle cómo se produce este fenómeno y de paso, vamos a construir nuestro propio circuito eléctrico para comprobar su funcionamiento.
Antes de comenzar, es conveniente que tengamos claros algunos conceptos que nos serán útiles. En primer lugar, una batería es un dispositivo que almacena electricidad en forma de energía química para, posteriormente, mediante procedimientos electroquímicos, producir energía eléctrica. Cuando la batería se conecta a una demanda externa de corriente, como un diodo LED por ejemplo, la energía química se convierte en energía eléctrica y fluye a través del circuito.
Una batería consta generalmente de dos electrodos que actúan como conductores eléctricos (un metal o un semiconductor, que pueden ser idénticos o diferentes) y un electrolito, que es el líquido que actúa como conductor iónico. El principio de funcionamiento de una batería se basa esencialmente en un proceso químico reversible llamado reducción-oxidación (también conocido como redox), un proceso en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones) generándose una corriente de electrones (que es lo mismo que decir que se produce una corriente eléctrica). Es un proceso cuyos componentes no resultan consumidos ni se pierden, sino que cambian su estado de oxidación y que, a su vez, pueden retornar a su estado original en las circunstancias adecuadas (por ejemplo, en el caso de baterías de teléfonos móviles, conectándolas a la corriente para volver a cargarlas).
Con esta idea en mente podemos comprender a la perfección lo que hemos visto en el vídeo al inicio.
En nuestro caso, las naranjas (o limones por ejemplo) aportan el electrolito: el ácido cítrico. Por su parte, la reacción redox tiene lugar entre los metales que se introducen dentro del cítrico: el zinc y el cobre. El jugo ácido de las naranjas disuelve pequeñas cantidades de estos dos metales y sus electrones reaccionan unos con otros haciendo que los iones cargados negativamente fluyan por los cables creando una corriente eléctrica. Para explicarlo con más de detalle diremos que mediante la oxidación un compuesto cede electrones en el ánodo (que constituye el polo negativo y está formado por zinc como ya hemos apuntado), mientras que la reducción se produce en el cátodo (el polo positivo formado por cobre). Se crea de esta forma un circuito cerrado que permite a los electrones fluir desde la fuente de energía y regresar de nuevo sin interrupciones.
Los cítricos, como las naranjas y los limones, son excelentes conductores de electricidad. No producen mucha energía por sí mismos, pero si utilizamos varios de ellos creando un circuito en serie, podemos producir la suficiente electricidad como para encender una bombilla o, en el caso del vídeo, un rótulo luminoso. Lo que hemos hecho ha sido crear una batería de varias celdas consiguiendo que la electricidad producida por el cítrico sea más potente y práctica.
Bueno, ha llegado la hora de poner manos a la obra:
En primer lugar vamos a explicar los materiales que precisaremos para construir el circuito que hemos visto en el vídeo:
- Unas monedas de dos céntimos de euro (al ser de cobre, su obtención es muy sencilla y constituirán el polo positivo o cátodo de nuestro montaje).
- Unos clavos galvanizados (también llamados zincados) puesto que tienen una capa de zinc (son fáciles de encontrar en cualquier ferretería y su precio es muy reducido. Constituirán el polo negativo o ánodo).
- Naranjas o limones.
- Pinzas eléctricas.
- Cable. Un detalle: los cables generalmente son de cobre, por lo que podemos emplearlos en lugar de las monedas, aunque queda más estético con ellas a mi entender…)
- Un diodo LED (también de fácil obtención en ferreterías).
Para mayor comodidad a la hora de construir el circuito, emplearemos estas pinzas conductoras de electricidad, que deberemos conectar entre sí mediante los cables:
El procedimiento es muy sencillo ya que, una vez peladas las puntas de los cables, se introducen las cubiertas protectoras de plástico (en mi caso he tenido que agrandar el agujero con un hierro calentado para derretir un poco el plástico) y luego se introduce a presión. Este es el resultado:
Bien, con todos los elementos a mano, podemos comenzar. En primer lugar vamos a comprobar que efectivamente se genera una corriente eléctrica. Para ello, introducimos directamente el clavo en la naranja, lo mismo que la moneda de cobre (al menos hasta la mitad). Acto seguido, y con la ayuda de un multímetro vemos qué ocurre:
¡Eureka! Efectivamente, vemos como este sencillo experimento revela que podemos obtener casi medio voltio de una naranja. Desde luego no es una potencia como para tirar cohetes, pero ¡realmente funciona! Como ya hemos indicado, lo mismo sucede cuando utilizamos un limón en lugar de una naranja:
Dado que para encender un LED se hace preciso contar con una corriente de entre 2 y 4 Voltios, tenemos que crear una batería con varias celdas (varias naranjas). Es un trabajo sencillo pero algo tedioso: basta con tomar varias naranjas (en mi caso cortadas por la mitad) introducir en cada una de ellas el ánodo y el cátodo para, acto seguido, conectar con las pinzas de forma sucesiva un ánodo con el siguiente cátodo.
El resultado final quedaría algo así:
El diodo LED colocado al final del circuito se enciende (aunque en las imágenes se aprecia débilmente se debe a mi malísima pericia como fotógrafo, algo a lo que pondré remedio en breve…)
Tengo que decir que he disfrutado mucho con este experimento (y mi familia también) así que recomiendo encarecidamente a todos ustedes que lo lleven a cabo. Sentirán una enorme satisfacción y les servirá para comprender mejor las reacciones químicas que intervienen en el metabolismo de todos los seres vivos y que son esenciales para la vida.
A continuación les dejo con un vídeo en el que se lleva este sencillo experimento a niveles insospechados: cargar la batería de un iPhone (si bien el enorme cargamento de naranjas hace muy costoso llevarlo a la práctica, no me negarán que resulta hermoso)
Esta anotación participa en el XXIX Carnaval de la Química, que aloja el excelente blog Más ciencia, por favor, administrado por Héctor Busto (@hebusto) que, además, es la edición COBRE!!!
