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viernes, noviembre 14, 2008

La necesidad de cerrar el circuito

Carátula de Paycheck

Hace ya varias semanas pusieron en la tele la película Paycheck, que está basada en un relato de Philip K. Dick. Como en otros casos, voy a comentar un detalle más mundano que la trama principal de la peli (la posibilidad o no de ver el futuro o borrar recuerdos de forma selectiva). Hubo una escena que transcurría en las vías del metro, en la que el prota se ve acorralado por uno de los secuaces del villano. Para escapar, deja caer el cargador de una pistola sobre el raíl que transporta la electricidad, de forma que la pólvora detona y provoca la distracción suficiente para permitirle huír.

Antes de nada debo explicar, por si alguien no se había percatado con esta u otras películas, que en Estados Unidos, el metro no es alimentado por una catenaria (cables colgantes) como aquí en España (o al menos, en Madrid), sino que lo hace a través de un tercer riel, por donde circula la corriente eléctrica (lo cual es una inagotable fuente de reursos para las películas).

Hace ya tiempo comenté uno de los fundamentos más básicos de la electricidad: La Ley de Ohm. Como nos enseñaron en el cole, esta ley nos dice que la intensidad de corriente eléctrica es igual a la diferencia de potencial eléctrico, dividido entre la resistencia eléctrica (I=V/R). A partir de aquí, es evidente ver que si no hay diferencia de potencial, no hay corriente.

Cualquier aparato eléctrico, funciona aplicando una diferencia de potencial determinada entre dos puntos del mismo. Las clavijas de los aparatos que enchufamos en nuestras casas, tienen siempre un mínimo de dos contactos, que es donde se establece esa diferencia de potencial, proporcionada por las tomas donde insertamos las clavijas. Una forma sencilla de verlo es pensar en que la corriente atraviesa el circuito en cuestión, y que toda la que entra, debe salir también (estoy obviando el hecho de que en nuestras casas, no se usa corriente contínua, sino alterna, pero de momento olvidémoslo).

En el caso de los metros con tercer raíl, la diferencia de potencial se establece entre este tercer raíl, y la tierra. Es decir, para poder cerrar el circuito y permitir que circule la corriente, hay que entrar en contacto con el tercer raíl y algún punto de tierra, como por ejemplo, el propio suelo, u otro de los raíles. La máquina del metro, lo que hace precisamente es aprovechar que además del tercer raíl, está en contacto directo con los otros dos. La corriente llega por el tercer raíl, y vuelve por los otros dos.

Volvamos a la película. En la escena en cuestión, se nos muestra un primerísimo plano del cargador en cuestión, cayendo al raíl. Y las balas de su interior detonan en cuanto el cargador toca el raíl. Y sólo toca dicho raíl. No toca simultáneamente el suelo, por lo que en realidad, no hay diferencia de potencial alguna entre ningun punto del cargador. Es decir, no circula corriente por él, que es supuestamente el motivo por el que detona la pólvora (cosa que no sabría decir si es posible o no ¿hay algún artificiero en la sala?).

Es inevitable acordarme de otra película, con una secuencia relacionada con esta, pero con buena ciencia. Se trata de Tango y Cash, una peli de acción de finales de los 80. En la secuencia en cuestión, Kurt Russell y Silvester Stallone huyen de una prisión (aunque en relidad son policías), deslizándose por unos cables de alta tensión. Stallone objeta al principio, diciendo que se van a electrocutar (creo recordar que estaba lloviendo), pero Russell le responde que si sólo toca uno de los cables, sin tocar el suelo ni otro cable, no pasa nada. Y así es, si no tocamos dos puntos de distinto potencial eléctrico, no circulará corriente por nuestro cuerpo.

28 comentarios:

  1. Muy buena entrada comos siempre Alf. ¿Qué sería de los pobres pajaritos? Ay! los pobres pajaritos colgados de los tendidos eléctricos... no quedaría un pájaro en el mundo. Un Saludo y sigue así!

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  2. Pobrecicos los que se hayan criado con películas de estas XD

    Pues comento que en Barcelona tenemos el tercer rail, al menos en los andenes, pero que solo se conectan cuando llega el metro y se desconecta cuando se va.

    Saludos

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  3. De hecho, si metemos unas tijeras en un enchufe (una punta en cada agujero) tampoco nos pasaría nada, porque la corriente pasaría a través del metal que tiene mucha menor resistencia que la carne, eso sí, yo no lo probaría ;-) Os recomiendo este post del magnifico Aberron: http://fogonazos.blogspot.com/2007/04/suean-las-ovejas-con-hombres-elctricos.html

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  4. Comentar que con los cables de alta tensión la situación es diferente, dado que el campo eléctrico puede ser suficentemente pequeño para no romper el aire, pero si nosotros nos pusiéramos en medio podríamos provocar un arco. De hecho, por el efecto corona hay un área del aire que rodea al conductor en el que existe un potencial.

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  5. La pólvora de las balas está diseñada para iniciarse con un golpe, no con una corriente eléctrica. Eso no significa que no ardan con electricidad, sino que necesita mucha.


    Así que al dejar caer el cargador de la pistola en el rail puede (y solo puede muy remotamente) que el golpe haga iniciar la cápsula iniciadora del proyectil.


    Tampoco has comentado el efecto capacitivo de las cosas. Si el cargador está a un potencial y toca un cable de otro potencial, hay una cantidad de electricidad que circula hasta que se igualan potenciales. Esa es la razón por la que al salir del coche nos puede dar un pequeño chispazo. El cargador, lógicamente no tiene masa suficiente como para que este efecto sea apreciable, pero si tuviera muchas capas de conductor-noconductor, sería posible.


    Eso no significa que lo que la película me lo crea (y eso que no he visto la película).

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  6. Soy lector habitual de este blog, pero hasta hoy no había comentado ninguna entrada.

    Una vez recogimos a un pobre milano que tuvo la mala ocurrencia de tocar con el pico un cable diferente al que estaba posado. Se quedó un pelín chamuscado por el pico y las patas.
    Lo bautizamos con el muy acertado nombre de Amperio.

    Otra cosa, si metes unas tijeras en un enchufe de tu casa, lo que pasará es que "salte" el diferencial y te quedes a oscuras.

    (Mi padre metía un pedacito de alambre en un enchufe remoto escondido detrás de algún mueble cuando consideraba que llevábamos demasiado tiempo pegados al ordenador)

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  7. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  8. La red de metro de Barcelona era la unica que utilizaba el tercer carril de alimentación en toda la red pero en la ultima década se ha ido substituyendo por la alimentación aérea.

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  9. Buena entrada, como siempre.

    No estoy totalmente seguro pero creo que sí puede circular corriente, si ésta es alterna. Cuando conectas un cuerpo con un determinado potencial con otro que está a un valor potencial diferente circula una corriente transitoria que iguala finalmente los potenciales. Esto sucede sin cerrarse el circuito.

    Si la corriente es alterna, el cuerpo debe estar dando y recibiendo electrones continuamente ante la variación de potencial que recibe por el cable. Imagino que el efecto es mucho menor que si se cierra el circuito, ya que dejará de ser un efecto transitorio.

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  10. Si es metal pasara corriente, y lo que hay que ver es el consumo que habrá aguas abajo. Si justo esta alimentando un metro desde ese punto pues a lo mejor pasan 200 A.
    En un cable pasa la corriente del circuito, y la corriente (osease los electrones) Tienden a ir por todo el circuitio, sobre todo por los bordes de los cables.
    La cuestion es que si hay un consumo en el circuito si que pasara una alta corriente si no hay consumo no explotara, pero si lo hay...

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  11. swi: qué cafre tu padre, pudiendo bajar alguno de los interruptores del cuadro de la luz :P

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  12. Malonez: es correcto lo que dices y depende de la capacidad de ese cuerpo (la cantidad de electrones que "caben") y la frecuencia de la corriente (lo rápido que cambia de signo). Yo lo he comprobado con un "buscapolos", si cojes un objeto metálico grande y lo unes al conector se ve como la resistencia se ilumina mas. Una curiosidad es que en corriente continua los condensadores se consideran circuitos abiertos y en alta frecuencia cerrados, y lo contrario pasa con las bobinas.

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  13. avaman: teoricamente es como dices, aunque no debes hacerlo, aparte de que te quedas a oscuras por el diferencial, yo conozco a alguien que lo hizo y se llevó un buen viaje.

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  14. No soy artificiero, pero quería comentar que los cazadores de mitos en un capítulo consiguieron disparar una bala de calibre pequeño que habían puesto en lugar de un fusible (en un coche). Creo recordar que tubieron que modificar un poco los cables (no eran suficientemente gruesos) y no sé si alguna cosilla más, pero el caso es que es posible detonar una bala con electricidad (lo que no invalida para nada lo que has comentado en artículo).

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  15. Gracias por confirmarme el gazapo, porque llevaba con él detrás de la oreja desde que vi la película. Tampoco sabía que fuera de "Peka" Dick.

    Y aunque has dicho que no vas a comentar lo de ver el futuro, resulta interesante la idea de construir un aparato con un "aumento" tan grande que es capaz de dar la vuelta al universo y que sea capaz de verse a sí mismo... aunque debería ser el pasado y no el futuro. ;)

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  16. Yo metí unas tijeras en un enchufe cuando tenía cuatro años. Ahora tengo cuarenta y aún me acuerdo de la descarga que me dio...

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  17. Quizás si el cargador estuviese llenito de estática saltaría alguna chispa. Lo que ignoro es si sería suficiente para iniciar la combustión de la pólvora, pero me da que no, ya que el casquillo es como una jaula Faraday.

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  18. Yo tambien hice el experimento de las tijeras en el enchufe, y tenía algo más de 4 años. Además de acordarme del calambrazo que me lleve, tambien recuerdo que deje la casa a oscuras, de que hubo una pequeña explosión (o al menos así lo recuerdo)y de que las puntas de las tijeras se fundieron y ya no sirvieron más como tijeras.

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  19. Claro que te llevas un latigazo si metes, con la manos desnudas, cualquier cosa metálica en el enchufe ...
    Lo normal es que estes conectado con "tierra" (a no ser que estes envuelto en plástico o algo así; o seas un pajarito que te poses en un cable) y se produzca corriente que te atravesará (el latigazo) entre el enchufe y "tierra".
    El diferencial saltará entonces, para que no te electrocutes, ya que nota que hay "diferencia" entre la corriente que suministra y la que recibe (hablando en terminos coloquiales).
    Si lo que metes en los dos orificios del enchufe es un objeto metálico del que estás aislado, lo que va a saltar es el limitador de potencia/corriente (lo que se llama el "automático") porque al ser metálico el objeto (baja resistencia) la corriente que va pasar va a ser muy alta, más de lo que tolera el limitador.

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  21. No me canso de leerte nunca!!!

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  22. Sigo desde adolescente la obra de Philip K. Dick. Muy bueno el artículo, y como siempre "malaciencia" es muy buena. Invito a visitar mi blog que intenta hacer un aporte a la "confusión general". Un abrazo. www.arteyciencias.blogspot.com

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  23. Pijus Erectus dijo:

    No soy artificiero, pero soy técnico en electrónica. Respecto a detonar la bala con electricidad: Las detonaciones controladas en canteras o demoliciones usan unos detonadores eléctricos. Son unos circuitos diseñados para crear una pequeña explosión, que sirve como detonante para explosionar la carga principal. La bala en cambio está diseñada para ser detonada mediante un golpe, que produce el desplazamiento de una pieza en su interior que provoca una chispa, que finalmente detona la carga. La aplicación de una carga eléctrica no tendría efecto porque el conjunto bala-cartucho es metálico y se comportaría como una jaula de Faraday, como bien dice Qfwfq.

    Respecto al dilema de las tijeras en el enchufe que describe AvaMan, si probáis el experimento y no obtenéis el resultado esperado, revisad esta tabla de resolución de problemas:

    1. Los agujeros están cegados con una antipática pieza de plástico, y parece imposible retirar esa pieza para alcanzar los contactos. Causa: Esa pieza es un maldito invento que impide que los niños, en nombre de la Ciencia y la investigación, metan objetos metálicos en los enchufes. La única forma de apartar esa pieza de plástico es introduciendo al mismo tiempo dos objetos romos por sendos orificios. Si lo hace sólo por uno, la pieza se bloqueará. Si lo hace por los dos agujeros a la vez, pero usando un objeto puntiagudo como unas tijeras, éstas se clavarán en el plástico (precisamente es de un material blando para esto) bloqueándolo. Solución: No meta las tijeras en el enchufe, coño.

    Suponiendo que el enchufe no sea tan moderno y no incorpore el elemento bloqueador de introducciones accidentales:

    2. Las puntas de las tijeras no llegan a los contactos eléctricos. Causa: En los enchufes modernos (pero no tanto), los contactos están montados al fondo, tras un orificio de plástico de más de 0,5 mm de profundidad, precisamente para evitar que los niños, siempre tan imprudentes, metan las tijeras en los agujeritos del enchufe, que ya es tener malas ideas. Solución: Utilice un enchufe antiguo sin protección de seguridad y/o unas tijeras muy, muy puntiagudas.

    3. Las puntas de las tijeras tocan los contactos exactamente al mismo tiempo. Causa: Usted está en un universo paralelo, ya que en éste, es prácticamente imposible que esto ocurra; siempre tocará primero uno de los contactos y luego el otro. Efecto: el mismo que en el siguiente punto.

    4. Primero toca el contacto neutro y después la fase. Causa: en una instalación doméstica moderna, hay una fase y un neutro. El neutro está conectado a tierra, por lo que su diferencia de potencial con respecto a tierra es cero. Efecto: Si ha tocado primero este contacto (yo siempre los monto abajo o a la izquierda, pero no hay reglamentación al respecto) no ocurrirá nada, pues será como estar tocando la toma de tierra. Cuando posteriormente toque el segundo contacto, cerrará el circuito a través de las tijeras, produciendo un chispazo que puede chamuscarle ligeramente la piel del dedo. Pero no sufrirá descarga eléctrica, pues toda la corriente quedará derivada a través del camino más corto: recorriendo ambos bornes. Tocar las tijeras será como tocar un cable eléctrico mientras se está volando: No se puede cerrar el circuito a través de su cuerpo. Las tijeras en cambio sí sufrirán los efectos, al igual que el enchufe: El chispazo dejará una marca permanente en ambos, y posiblemente queden soldados por el calor generado (sí, se derretirá parte del metal). Por supuesto que saltará el automático... a menos que esté estropeado, en cuyo caso se incendiará la instalación eléctrica. Pero no se preocupe: lo paga el seguro.

    5. Las tijeras tocan primero el contacto de la fase, y después... Ups. Al tocar primero la fase, aunque sea durante un instante, se cierra el circuito entre fase a 220 V y tierra a través de su cuerpo. La descarga eléctrica provocará que se le encojan involuntariamente los músculos de su cuerpo a medida que los atraviesa, con lo cual apretará con más fuerza las tijeras, siendo imposible que las suelte. Afortunadamente, también se le encogerán los músculos del brazo, con lo que, involuntariamente, tirará de las tijeras hacia sí, sacándolas del enchufe. Es posible que también se contraiga el músculo cardíaco (aca corazón), en cuyo caso existe la posibilidad de que no vuelva a ponerse en funcionamiento. Pero no se preocupe, la posibilidad es muy pequeña. Además, cuando el interruptor diferencial detecte que hay un flujo de corriente por la fase pero que esta corriente no está retornando por el neutro, deducirá que hay una derivación, y rápidamente cortará el circuito, salvándole la vida. A menos que esté estropeado o mal ajustado.

    Conclusión: No meta las tijeras en el enchufe, coño. Mejor métase los dedos en cualquier orificio de su cuerpo, es mucho más placentero y seguro para su integridad física.

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  24. Pijus Erectus: muy buena explicación, yo sólo había considerado el primer caso. En el segundo dependería de lo aislados que estemos de tierra (tipo de calzado, humedad...). De hecho para los electricistas la normativa de seguridad dice que no se pueden usar escaleras de metal, sino de madera y para el calzado típico de protección con punta de acero, ésta se sustituirá por una de plástico. Un saludo!

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  25. Pijus Erectus dijo:

    Gracias, AvaMan, un saludo también para tí.

    Fe de erratas:
    En mi anterior comentario, en el punto 5, donde dice "...se le encogerán los músculos del brazo, con lo que, involuntariamente, tirará de las tijeras hacia sí, sacándolas del enchufe.
    Debería decir: "...se le encogerán los músculos del brazo, con lo que, involuntariamente, tirará de las tijeras hacia sí, sacándolas del enchufe y clavándoselas en el ojo izquierdo."

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  26. Disparates sobre trenes en las peliculas hay de sobra. En cuanto al tercer riel, es de corriente continua que varia segun la red de metro, entre 600 y 800 Voltios.

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  27. Eso de que la pólvora delos cartuchos se inflame, produciendo la detonación de los mismos sería posible sólo si la golpear el cargador en el rail se produjera una descarga eléctrica tan intensa que generara el calor suficiente, y vista la escena, y leído tu artículo, no es ese el caso. Lo más probable es que, en la vida real, el cargador rebotara sobre le rail y cayera al suelo sin más consecuencias.

    Antonio Quintana Carrandi

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  28. Muy buenoooo!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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