24/4/2011

¿Por qué no se electrocutan los pájaros que se posan sobre los cables de alta tensión?


En BlogdeSuperhéroes.es, surgió la pregunta que intitula esta entrada.

Vino a cuento cuando resolvíamos algunas de las dudas científicas, que nos planteaba una de las andanzas del superhéroe Superman contra los villanos.

Aunque no hace mucho a este caso enrocado, les pongo en antecedentes. Proviene de cuando en una aventura, el kriptoniano le dice al pillo de turno: “Las aves se paran en los cables telefónicos y no se electrocutan”.

Lo que es bien cierto, y aunque no le explica la razón sí le aclara una de las condiciones, necesaria pero no suficiente, para que no se produzca la electrocución: “No hasta que tocan un poste telefónico y hacen tierra”.
Perfecto. No podía ser de otra manera, tratándose del Hombre de Acero. Aunque, mejor dicho, casi perfecto. Está visto que el hasta mejor maestro echa un borrón.

El “pero” científico” que hay que ponerle a la explicación supermánica es debido a que, en el ejemplo de los pájaros, éstos tienen sus dos patas apoyadas en el cable.

Es decir sus cuerpos sí son una segunda vía para la corriente eléctrica, además del cable, ya que le puede entrar por una pata y salir por la otra.

Sus cuerpos son, por tanto, un conducto que la corriente puede utilizar, pues sí le lleva a otro sitio. Aunque éste sólo esté unos centímetros más adelante en el cable. Justo los que separan sus patas.

Entonces, si el cuerpo del ave es un segundo camino para la corriente eléctrica ¿por qué no entra y sale por las patas, atravesando sus cuerpos y dejándolos electrocutados? Vamos lo que siempre se ha dicho, una de pajaritos fritos.

Bromas aparte, estarán conmigo que se trata de una pregunta de calado, que como todas las que se asoman a esta tribuna divulgativa, va en busca de respuesta científica.

Una pregunta en busca de respuestas científicas

Que, desde mi lógica y conocimiento científico, puede tener hasta tres posibles respuestas.

La primera es la más primaria y evidente, y su naturaleza es física. Los pájaros posados en los cables de alta tensión no se electrocutan, sencillamente, porque éstos, los cables, están cubiertos de un material aislante.

Algo que es posible, más, ya veremos si es así.

La segunda de las respuesta es más elaborada y tiene naturaleza genética-evolutiva. Los pájaros que se posan en los cables de alta tensión no se electrocutan, porque la composición físico-química de sus patas la hacen ser un dieléctrico.

Es decir se comportan como un material aislante de la corriente eléctrica. Bueno pues como el cableado que tenemos en nuestras casas. Sí, también podría ser. Pero es algo que habrá que demostrar.

La tercera y última respuesta es de naturaleza eléctrica. Los pájaros posados en los cables de alta tensión no se electrocutan porque, la rama de la Física conocida como Electrodinámica y fundada en los inicios del siglo XIX por André-Marie Ampere dice que esto es, sencillamente, imposible.

Y esto, estarán conmigo, son palabras mayores. Bueno pues ya están las tres.

¿Cuál de ellas es la correcta? Son, ya les prevenía, respuestas en busca de verdad.

Respuestas en busca de verdad (1)La primera de las hipótesis científicas que les ofrezco, se puede validar de forma bien fácil. Basta con mirar el tendido eléctrico y observar que los cables de alta tensión que cuelgan de los postes, no están recubiertos.

Se ve sólo el metal, que suele ser cobre Cu (s), aluminio Al (s) o acero, una aleación de hierro Fe (s) y carbono C (s). Ya hemos dedicado alguna entrada al acero.

Luego, no. Los cables del tendido eléctrico no son como los de casa, de cobre Cu(s) y cubiertos de un plástico aislante.

Y la razón de que estén al descubierto es, sólo, económica.

Dado el voltaje tan elevado que llevan -unos trescientos mil voltios (300 000 V), a diferencia del que llevan en nuestros hogares que son sólo doscientos veinte voltios (220 V)-, el grosor del plástico aislante tendría que ser mucho, mucho, mayor que el del cable que tenemos para nuestros electrodomésticos.

El motivo de transportar la corriente a tan elevado potencial, es con el único objetivo de disminuir las pérdidas por calor se produce en su conducción, debido al conocido efecto Joule.

Una transformación del voltaje que sólo es posible realizar a la corriente alterna (c.a.) y no a la corriente continua (c.c.). Otro día les hablo. Se trata de una historia con mucha intrahistoria humana.

Pero volviendo al grosor del cable aislante, éste tendría que ser tal por le voltaje, que lo haría inviable.

No sólo por lo que costaría pagar tanto material plástico (son kilómetros y kilómetros de tendido eléctrico de alta tensión), sino porque su incorporación al cable metálico le haría aumentar enormemente su peso.

Lo que supondría un incremento de peso de toda la instalación, con el consiguiente peligro de que se desplomara todo el tendido.

Lo que implicaría tener que utilizar una infraestructura más resistente. Es decir más postes, más cercanos y de mayor grosor. O lo que es lo mismo mucho más cara. O sea que no.

Los cables de alta tensión no van forrados de ningún material aislante.

Sin embargo toda verdad, casi siempre, tiene una verdad interior que es más verdad. Es la verdad de la verdad. En este caso la que une a económica, seguridad.

La verdad de la verdad: Economía y seguridadComo nunca una razón económica puede justificar la asunción de un incremento del riesgo humano, el hombre ha tomado sus medidas. Una precaución no tan costosa, pero igual de segura.

Y que además se puede observar a simple vista. Seguro que usted se ha fijado en ella.

Los cables están descubiertos durante la mayor parte del tendido hasta unos metros antes de llegar a las torres que los sustentan, donde están situados una especie de remate de vidrio o cerámica, a modo de envoltorio eléctrico.

Si no lo recuerda ahora mismo, tome nota mental y fíjese a la primera ocasión que pueda.

Ellos son los que aíslan a los cables del poste, impidiendo así que la corriente pase a través de ellos y puedan suponer un peligro para nosotros cunado los tocamos en tierra.

Tanto vidrio como cerámica resultan ser unos extraordinarios aislantes eléctricos, dado que son sustancias químicas que tienen una constante dieléctrica o permitividad (e) muy elevada, como pudimos estudiar en la Física del Bachillerato.

Bien. Pero si los cables de alta tensión no están aislados, cuando vemos una bandada de pájaros posados en ellos con sus patitas sobre el metal del cable desnudo, ¿por qué no se electrocutan?

Respuestas en busca de verdad (2)

Lo suyo es pensar que, si el cable no es el que está aislado, entonces el aislamiento deberá estar en el propio pájaro. Esta la razonada lógica de la segunda hipótesis que, no obstante, a la luz de la ciencia no resulta ser razonable. Verán porqué.

No existe ninguna razón para que la composición de la materia de la que están hechas las patas sea de naturaleza dieléctrica, o sea aislante eléctrica ¿Para qué lo iba a ser, si durante millones de años no han existido los tendidos de cables eléctricos en la naturaleza?

¿Para qué iban a desarrollar las aves esta defensa si antes no existía tal peligro?

Además, ¿cómo explicar desde el punto de vista evolutivo que todas las especies de aves desarrollaran esa misma y singular característica aislante en sus patas y, además, en todas los lugares del planeta?

No. No tendría ninguna explicación científica

A resulta. Las patas de las aves no eran aislantes eléctricos antes de que el hombre levantara los primeros tendidos eléctricos a finales del siglo XIX.

Aunque claro, pensándolo bien, pudiera ser que, una vez que el hombre instaló los tendidos eléctricos las aves, en su inevitable y azarosa evolución, terminaran desarrollando unas patas aislantes, que las preservarían del peligro de electrocutarse.

Unas mutaciones al azar del ciego proceso de selección natural, en el mecanismo de la evolución animal de Charles Darwin.

Un mecanismo natural que conduce a la supervivencia de las especies. La razón de la existencia de la vida en el Universo. La de la especie que mejor se adapta al medio. No de la más fuerte. Una ley de la naturaleza.

Me gusta esta explicación. La veo posible. Pero a poco que nos fijemos, como causa podría ser posible pero muy, muy, improbable. La razón de tal pronunciamiento no es otra que la misma teoría de la evolución.

La verdad de la verdad: Teoría de la Evolución

Por lo que sabemos de la Evolución de los seres vivos, el mecanismo de la selección natural es muy lento. Muy, muy, lento. Exige para su desarrollo, cuando menos, miles y millones de años.

Demasiados para los pocos centenares, apenas un par, que la corriente eléctrica lleva entre nosotros, y empezó a suponer un supuesto peligro para las aves. No las aves no han tenido tiempo de evolucionar frente a ese peligro

De modo que cuando vemos una bandada de pájaros, posados en un desnudo cable de alta tensión con sus patitas no aislantes sobre él metal, ¿por qué diantres no se electrocutan?

Bueno, pues por la sencilla razón del viejo aforismo taurino: “No puede ser y además es imposible”. Eso es, al menos, lo que nos dice la ciencia física del Electromagnetismo.

Aunque vaya usted a saber. Que la ciencia y los científicos están como para fiarse. De ella y de ellos.

Pero ése es otro asunto. Y no el que nos trae hoy.

En concreto es la ciencia Física la que tiene, para este tema, la respuesta correcta.

Respuestas en busca de verdad (y 3)

Para entender este fenómeno eléctrico-pajarero debemos saber algo sobre cómo se establece el flujo de electrones, que conforma lo que llamamos corriente eléctrica.

Para los intereses de esta entrada, se puede considerar que los electrones, al igual que el agua, para que circulen necesitan que exista una causa.

En concreto, una diferencia entre los valores de una magnitud que, en el caso del agua es la altura; por ejemplo los ríos bajan de las montañas, no suben. Es decir al agua va de la altura mayor a la menor.

Pues igual en el caso de los electrones, en los que la magnitud física se llama potencial, y a su diferencia, diferencia de potencial, tensión o voltaje.

Y del valor de esta diferencia entre dos puntos depende, en parte, el de la intensidad de corriente que se establezca. Sea corriente de agua o de electrones.

Una relación que es directamente proporcional. Conforme mayor sea la diferencia mayor será, en principio, la intensidad de la corriente que se produzca.

Pero siendo necesaria esta ddp, no es razón suficiente para explicar el valor de la intensidad que se establece. También influye la resistencia que el camino ofrece al paso de la corriente a su través.

Todos sabemos que el agua va más rápida sobre las piedras que sobre la arena, que se opone mucho más a su avance.



De pequeño lo comprobábamos cuando hacíamos castillos de arena en la playa, con sus canales de agua.


Con desesperación veíamos cómo el agua apenas circulaba por ellos y se secaban al momento. O sea que la dependencia de la intensidad con la resistencia es inversa.


Pues igual ocurre con los electrones, que circulan mucho mejor sobre los metales que a través de cualquier otro material.


Como, por ejemplo, puede ser las patas de las aves, cuya resistencia al paso de la corriente eléctrica es mucho, mucho, mayor que la resistencia del cable.


Luego cuando un pájaro posa sus dos patas sobre un cable, la corriente que circula por él al llegar a la primera de las patas, tiene dos caminos por los que seguir: el cable (B) y la pata (A).


Y como el agua, o nosotros mismos, los electrones siempre escogen el camino que menos resistencia le ofrezca. Es la Ley de la Economía del Universo, que en más de una ocasión les he referido.


Lógicamente, el número de electrones que se vayan por cada camino, o sea la intensidad que derive por cada rama será inversamente proporcional a la resistencia que ofrezcan.


A mayor resistencia del camino, menor intensidad derivará por él.


Y dado que la del cable es mucho, mucho, menor, prácticamente toda corriente seguirá por el cable, ignorando el otro camino, ya que éste le ofrece mayor dificultad seguirlo. Es, de nuevo, la ley de la economía.




Por eso los pájaros no se electrocutan. Sencillamente la corriente no circula por ellos, dada la gran resistencia que sus patas ofrecen a dicho paso, en comparación con la del cable.


Pero no porque éstas sean aislantes.


Paro el razonamiento para hacer un inciso docente. Disculpen esta deformación profesional. Ya saben que me estoy haciendo viejo. La explicación cuantitativa de la dependencia entre intensidad, voltaje y resistencia nos la da la ecuación de la Ley de Ohm.


Seguro que la recuerda: la intensidad es igual al voltaje dividido entre la resistencia, I = V/R. Para completar este apunte eléctrico añadir que la intensidad se mide en amperios, el voltaje en voltios y la resistencia en ohmios.


Tres nombres de unidades que derivan de los apellidos de destacados científicos: Ampere, Volta y Ohm y en cuyo honor se le impusieron.


Bien, volvemos a la explicación. Les decía que era una buena explicación pero, ahora, les digo que no es única.


Antes apuntábamos que la causa de la corriente también depende la diferencia de altura, en el caso del agua, o del potencial en el caso de la corriente eléctrica.


Aunque el camino sea muy resistente, si la diferencia es lo suficientemente grande podría vencer dicha resistencia. Es lo que hacíamos en la playa, cavando cada vez más hondo el canal y aumentando así el desnivel. Lo recuerdan, ¿verdad?


Afortunadamente para las aves, la ddp entre dos puntos de un cable eléctrico depende de la distancia que haya entre ellos. Distancia que en su caso, es la que separa ambas patitas.


Demasiado pequeña como para que la ddp que origine, posibilite una circulación eléctrica a través de los pájaros.


No, los pájaros con sus dos patitas sobre un cable no corren ningún peligro eléctrico. Son pájaros que dicen pío, pío. Otra cosa sería si …


Por desgracia estos pájaros tocaran el cable al mismo tiempo que otro objeto que esté a diferente potencial. Por ejemplo el otro cable del tendido, el poste donde está sostenido, el suelo, etcétera.


En este caso la diferencia de potencial sería lo suficientemente elevada como para que la intensidad que circulara por su cuerpo lo pueda electrocutar. Serían unos pájaros que ya no dirían ni pío.


Es decir que el peligro no proviene de estar a un potencial elevado, por ejemplo 300 000 V, sino de someterse a una diferencia de potencial elevada.


Lo peligroso no es estar subido a un bloque de 30 plantas de altura, sino el saltar de su azotea, sometiéndose a una diferencia de altura de 90 m. Ahí está peligro.


De ahí que diferentes organizaciones interesadas por los animales, exijan que los cables de tendidos de alta tensión estén lo suficientemente separados.


La razón es para que las aves con gran envergadura de alas no puedan tocar, simultáneamente, los dos cables cuando las despliegan.


Un contacto con el consiguiente peligro de muerte por electrocución.


Otro peligro menos letal, pero no por ello menos importante, es el que se produce cuando las aves, en sus vuelos, se golpean con dichos cables.


Y aunque por lo general no suelen ser mortales, ponen sobre la palestra un tema que no es menor en estos tiempos que corren. Me refiero al impacto ambiental que origina el transporte de la energía eléctrica.


Impacto ambiental en el transporte de la energía eléctrica


El transporte y distribución de la energía eléctrica, mediante líneas de alta tensión en superficie, afecta al medio desde diferentes puntos de vista.


Sin ánimo de agotar el tema, lo dejaremos para mejor ocasión, aquí les expongo un muestrario de su negativa influencia:


1.- Impacto estético de las torres
2.- Limitación en la explotación del terreno situado bajo las líneas
3.- Impacto negativo sobre ciertas aves (por electrocución) y especies arbóreas.
4.- Supuesto peligro derivado de la proximidad a las ciudades, de las redes de alta tensión y el campo electromagnético que éstas generan. Algo no probado hasta ahora, aunque se investiga.


La solución aportada de enterrar los cables, como se hace en muchas ciudades, no resulta adecuada en este caso.


Ni por seguridad, ni por economía. Los campos electromagnéticos se propagan casi con la misma intensidad por tierra que por aire. Y el coste de una línea enterrada es diez (10) o veinte (20) veces superior al de una aérea.

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