Física

Una pila eléctrica ¿de frutas?

Presentación

El principio de cualquier pila que produce electricidad tiene que ver totalmente con la química, pero el efecto logrado, proporcionar energía para el movimiento, por ejemplo sin duda es totalmente físico, entonces hay fenómenos que nos enseñan cosas de ambas ciencias simultáneamente.

En general usamos pilas eléctricas que contienen sustancias reactivas que no son ni comestibles ni sanas, por eso mostrar que podemos contar con pilas eléctricas hechas con frutas es francamente increíble, además funcionan. Las pilas son dispositivos valiosos por sus efectos en casi cualquier momento de la vida cotidiana, desde el funcionamiento de juguetes o máquinas rasuradoras, hasta en situaciones especiales pues son invaluables en apagones, desastres naturales y emergencias de muy diversa índole, si no cuentas en una emergencia con una pila seca, quizá pudieras contar con una pila de frutas al menos para encender un pequeño foco.

Materiales

  • Algunas frutas cítricas, tales como limones, limas, naranjas, etc.
  • clavo de cobre (se recomienda un tamaño de 5 cm o más de longitud). Puede usarse un pedazo de cable de cobre, que se usa para formar las instalaciones eléctricas en casas o edificios.
  • 1 foco de luz pequeño para 1.5 Volts.
  • 1 rollo de cinta aislante.
  • 1 clavo de zinc o galvanizado (también de 5 cm o más).
  • 2 trozos de cable de cobre delgado, con cubierta y 10 cm aproximadamente de largo (puede ser el cable que se utiliza para conectar a los teléfonos).

Paso a paso:

  1. El primer paso es tomar la fruta cítrica que quieras y apretarla por todos lados con las manos sin romper la piel, también puedes rodarla apretando con tu mano. El objetivo es suavizar la fruta cítrica lo suficiente para poder extraer su jugo.
  2. El siguiente paso es perforar la fruta cítrica con los clavos. Cuida lo siguiente:
  3. Inserta a través de los hoyos los clavos en la fruta, con aproximadamente 5 cm de distancia uno del otro, de tal manera que los dos clavos finalicen en el centro de la fruta sin tocarse. Ten cuidado al clavar los clavos. Ve despacio, asegurándote de no atravesar la fruta completamente.

  4. Una vez que están los clavos insertados en la fruta cítrica, es momento de preparar el foco.
  5. Quita el aislamiento de plástico para conectar el cable de cobre delgado a los extremos de los clavos.
  6. Tiempo para explorar:
  7. ¿De cuántas maneras se puede encender el foco?

  8. Asegura de envolver las puntas expuestos de los cables delgados alrededor de la cabeza de los 2 clavos. Utiliza la cinta aislante para fijar cada extremo del cable a los clavos y también a los puntos de conexión del foco.
  9. Con los cables del foco bien sujetos tanto al clavo de cobre y al clavo galvanizado ¡Tu foco de color debe encender!

Conexiones

La Electricidad
Muchas veces has oído

hablar de la electricidad.

¿Qué sabes tú de ese fluido

maravilloso, en verdad?

Es una fuerza esparcida

que vaga por el mundo incierta;

mansa, muy mansa dormida,

y aterradora despierta.

Es material muy sutil,

que se junta y enrarece,

produciendo efectos mil

cuando en un punto aparece.

Tal es la electricidad,

que por todas partes cunde,

la que con velocidad

más que la luz se difunde.

Contrarias fuerzas motiva,

según cómo se presenta;

positiva o negativa,

Ya apacible, ya violenta.

las fuerzas de un mismo nombre

a su encuentro se rechazan;

las contrarias, no te asombre,

estrechamente se abrazan.

Y de este abrazo resulta

misteriosa conmoción,

fuerza terrible , que oculta,

se desarrolla a su acción.

Mas este potente fluido

hoy lo maneja cualquiera,

pues el hombre ha conseguido

domesticar esta fiera.

Hoy se aplica…. A cualquier cosa,

madre, la electricidad;

los focos de luz copiosa

que iluminan la ciudad.

Transmisión del pensamiento

y de la palabra humana…

¡Quién sabe el feliz portento

que le ha de caber mañana!

Se aplica a la locomoción,

y a tantas cosas se aplica,

que su provechosa acción

el progreso vivifica.

mas en fiera libertad

en la atmósfera, es de ver

aquel terrible poder

que tiene la electricidad.
De Joan Benejam i Vives (1846 - 1922, Poeta catalán)

Explicación científica

En este experimento tratamos con la física de la formación de corrientes eléctricas y una diferencia de potencial, a la que también llamamos voltaje, gracias al sistema que se logra con el ácido de la fruta cítrica.

Las frutas cítricas tienen un contenido ácido y cuanto más ácidas son, mejores son para la producción de iones. Cuando el ácido reacciona con los metales en este proceso aparecen estos iones que son partículas o moléculas con un signo polar positivo + y negativo -. Los líquidos de la fruta contienen a esos iones cargados positivamente.

Cuando insertaste el clavo galvanizado o de zinc en la fruta se comienzan a producir movimiento de iones, los iones con carga negativa o electrones comienzan a pasar de la fruta al clavo de zinc, dejando así los protones en la fruta. Esta transferencia de electrones genera electricidad, la cual circula en cuanto conectas los cables al clavo y luego al foco. Por esta razón la pila de fruta funciona.

Para el profesor

Es una oportunidad para que los alumnos exploren: si se da una consigna de trabajo pertinente como es: ¿De cuántas maneras se puede encender el foco con la ayuda de la pila de frutas? Podrán pasar un buen rato investigando.

Sabemos los docentes que solo hay una forma de encender al foco y que se le conoce como circuito eléctrico. Esto es, si no se forma un circuito por donde circule la corriente, no hay manera de que la pila se termine, que el foco se encienda y que haya un gasto de energía.

Competencias que favorece

  • Aplica habilidades necesarias para la investigación científica: responde preguntas o identifica problemas, revisa resultados, registra datos de observaciones y experimentos, construye, aprueba o rechaza hipótesis, desarrolla explicaciones y comunica resultados.
  • Explica cómo las conclusiones de una investigación científica son consistentes con los datos y evidencias.
  • Diseña, construye y evalúa dispositivos o modelos aplicando los conocimientos necesarios y las propiedades de los materiales.
  • Comunica los resultados de observaciones e investigaciones al usar diversos recursos, incluyendo formas simbólicas, como los esquemas, gráficas y exposiciones, así como las tecnologías de la comunicación y la información.