LA CAJA DE FARADAY

¿Qué es una caja de Faraday ? 07/07/11

Michael Faraday

Nacimiento 22 de septiembre de 1791
Newington Fallecimiento 25 de agosto de 1867 (75 años) Residencia Reino Unido Nacionalidad británico Campo electromagnetismo, electroquímica Instituciones Royal Institution Conocido por Descubrimiento del benceno y de la inducción electromagnética (motor eléctrico) 

Michael Faraday,

fue un físico y químico británico que estudió el electromagnetismo y la electroquímica.

Fue discípulo del químico Humphry Davy, y ha sido conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis, por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.

 

En el artículo de ayer, cuando expusimos qué medidas tomar ante una tormenta solar, en el numeral siete dijimos:   
“7.- Investigar cómo proteger los aparatos eléctricos importantes y útiles creando cajas de Faraday bajo tierra, para cuando pase la tormenta”.
Es por eso que el artículo de este día lo dedicamos a informarnos sobre la “Cajas o Jaulas de Faraday”.

Una caja o jaula de Faraday,  cuyo principio es utilizado en aplicaciones tan espectaculares como para proteger a los aviones de los rayos, es un volumen cerrado diseñado para excluir campos magnéticos.

Jaula de Faraday

Una Jaula de Faraday es un recinto cerrado formado por paredes metálicas o por un enrejado de mallas apretadas que impide en el interior la influencia de los campos eléctricos exteriores. Este suceso, descubierto por Michael Faraday en el año 1830, se pone de manifiesto en numerosas situaciones cotidianas, por ejemplo, en el mal funcionamiento de los teléfonos celulares en el interior de ascensores o edificios con estructura de acero.

Se emplean para proteger de descargas eléctricas, ya que en su interior el campo eléctrico es nulo. 
Uno de los casos prácticos más comunes para explicar éste fenómeno es el de porque lo rayos no le hacen daño a los pasajeros de un avión o un automóvil cuando éstos medios de transporte son alcanzados por el mismo.

El postulado de Faraday sostiene que las cargas en un conductor, sólo se sitúan en la superficie de éste, no teniendo influencia en el interior del cuerpo. 

Para demostrar el postulado, construyó una habitación cubierta con una capa de metal (que es conocida como la caja de Faraday), permitiendo que descargas de alto voltaje desde un generador electroestático incidieran en la parte de exterior de la habitación. 

En el interior de la habitación se introdujo un electroscopio (que es un dispositivo que sirve para medir la carga eléctrica), para mostrar que no había carga eléctrica en el interior. 

Es importante destacar que antes de Faraday, el Italiano Francesco Beccaria predijo el mismo efecto estipulado en el postulado de Faraday: 

" Toda la electricidad va hacia la superficie libre de los cuerpos sin producirse difusión en el interior".

La aplicación de esta caja, es usada para eliminar los efectos de los campos eléctricos en los volúmenes, por ejemplo para proteger a los equipos electrónicos de cortes de luz, así como de otras descargas electroestáticas. 

Una caja de Faraday es conocida también como el escudo de Faraday, terminología que se emplea para referirse para cualquier tipo de escudo electroestático.

Hoy en día el concepto detrás de una caja de Faraday es empleado en numerosos artefactos. 

En los autos modernos si una descarga eléctrica golpea un automóvil, no afecta a las personas que están en su interior. 

En Estados Unidos, numerosos edificios usan el principio de una caja de Faraday para actuar como escudo contra las tormentas eléctricas. 

En resumen, una de esas cosas increíbles que nos acompañan sin llamar la atención.

Entrada a una habitación de Faraday.

El funcionamiento de la jaula de Faraday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. 
Cuando la caja metálica se coloca en presencia de un campo eléctrico externo, las cargas positivas se quedan en las posiciones de la red; los electrones, sin embargo, que en un metal son libres, se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y, aunque la carga total del conductor es cero, uno de los lados de la caja (en el que se acumulan los electrones) se queda con un exceso de carga negativa, mientras que el otro lado se queda sin electrones (carga positiva).

En este gif animado vemos el ejemplo del fenómeno en un avión alcanzado por un rayo en Osaka

 

Método casero para crear una Jaula de Faraday

Utilizar un mosquitero de alambre y elaborar un estilo de caja con ella. Luego colocar dentro de ella el objeto que hace interferencia, o se desea proteger de descargas eléctricas o electromagnéticas.


Pero, retomando el tema de una fuerte tormenta solar , como la de 1896,puede inutilizar todos nuestros aparatos eléctricos, por consiguiente, es sabio saber proteger los más útiles para que, una vez haya pasado la tormenta, podamos seguir utilizandolos. 
Trabajamos con la hipótesis de que lo que proponemos podrá impedir que se estropeen, pero nunca se sabrá hasta que ocurra (ya que tampoco tenemos ni medios ni conocimiento para investigarlo científicamente a fondo).

¿Por qué guardar los aparatos eléctricos si el resto del sistema eléctrico del planeta no va a funcionar (al menos temporalmente)?

Si el sistema eléctrico deja de funcionar, nada funcionará. Pero si tenemos algunos aparatos eléctricos guardados, podremos sobrevivir el tiempo que tarde en reiniciarse todo el sistema… pueden ser meses o más. 
Walktalkies, radios de comunicación, radios por si podemos acceder a información que pueda transmitirse en algún momento, células solares, ordenadores para poder proteger la información que nos va a permitir reiniciar cualquier actividad con el conocimiento acumulado… como cultivar, como hacer jabón, cómo construir una casa, como construir un horno solar, cómo hacer muchas cosas que si no disponemos de la información, no sabremos por donde empezar. 

Estamos acostumbrados a que nos lo hagan todo… la ropa, la comida, la casa, el transporte, etc., etc. El sistema nos ha vuelto totalmente dependientes, tanto, que incluso hay gente que no sabe hacerse una tortilla…

Lo que yo veo más prioritario es: la preservación de información, sistemas de energía y de comunicación.

 

¿Cómo podemos protegerlos?
Con una Jaula de Faraday. Una “jaula de Faraday”, como ya vimos, es un recinto cerrado formado por cubiertas metálicas o por un enrejado de mallas apretadas que impide en el interior la influencia de los campos eléctricos exteriores. En resumen una jaula de Faraday es una caja cuyas paredes son de material conductor. Dentro de una caja con paredes conductoras el campo eléctrico es cero, y esto impide la propagación de cualquier onda electromagnética en su interior. 
También hay que recordar que la mayoría de personas tienen una caja de Faraday en su casa al usar un microondas. Ya está fabricada y suele ser de absoluta y probada eficacia.
Para comprobarlo, poner un móvil encendido dentro, cerrar la puerta y llamarlo. Si suena es que la jaula no está totalmente cerrada (en ese caso, tirar el microondas y comprar otro), si no suena, es que funciona como debería. Los microondas se pueden conseguir de forma gratuita los que ya están estropeados, se estropea el generador de microondas pero no la caja de Faraday, se pueden obtener de los amigos y conocidos, de containers, de tiendas de reparación, de los puntos de gestión de residuos, etc.

Concretando:

Una caja de aluminio suficientemente grande para guardar aparatos eléctricos necesarios.
También he visto la sugerencia de una caja de aluminio dentro de la otra.
La caja puede guardarse bajo tierra, si es que uno tiene un pedazo de tierra.
También el utilziar una maya metálica dentro de una caja de aluminio para proteger todavía más el contenido.
Está el tema de la toma a tierra (tema que tiene su sentido para descargar la energía a tierra, pero no sé todavía cómo funcionaría; tal vez si se guarda la caja bajo tierra ya no hace falta la toma…).
Desconectar todos los aparatos eléctricos de la red, ya que ésta se sobrecargaría y quemaría los aparatos que estuviesen conectados, podría generar un incendio.
Utilizar la caja de un microondas como Caja de Faraday.
Comprar papel de aluminio para poder envolver aparatos e incluirlos dentro de la caja de aluminio.
¿En qué momento hemos de protegerlos?
Desde el conocimiento que he adquirido, será importante estar atento a partir de la primavera del 2011 en adelante a auroras boreales en lugares donde no es costumbre, como los polos o zonas árticas. Por ejemplo, en Madrid o Barcelona. 
Si vemos un aurora hay que correr para salir de las ciudades, equiparse con nuestros preparativos, salir a nuestros refugios ya identificados, en coche (para ir más rapido hasta que llegue la tormenta, después es posible que el coche deje de funcionar), luego seguir en bici hasta donde podamos. 
Llevar con nosotros los aparatos eléctricos ya protegidos con las Jaulas de Faraday (mayas metálicas y papel de aluminio) o guardar los aparatos ya seleccionados en nuestras cajas de aluminio bajo tierra.

Habrán notado que esta última parte del artículo tiene un tono más enfático en cuanto a las medidas preventivas a tomar. Esto se debe a que esta última información ha sido elaborada por personas que tienen absoluta seguridad de que una  o unas tormentas solares se producirán con toda certeza en diciembre de 2012. (http://loquepodemoshacer.wordpress.com/2010/07/09/como-proteger-nuestros-aparatos-electricos-imprescindibles-en-caso-de-tormenta-solar)

Nosotros no tenernos tal certeza, pero hemos respetado su criterio e información que consideramos muy importante y útil.

En junio de 2011, según la NASA ha habido bastante actividad solar y la misma Organización anuncia mucha actividad solar para los próximos tiempos.

Nada perdemos y mucho ganamos si aprendemos cómo estar prevenidos, evitando el innecesario pánico. 

Por el momento es tan solo UNA POSIBILIDAD.