¿Conductor o no conductor?

Objetivo

Compreder la utilidad de modificar las propiedades de los materiales para ciertas aplicaciones tecnológicas como, por ejemplo, la conducción de electricidad.

Introducción

Numerosos investigadores: físicos, químicos, ingenieros... de todo el mundo dedican su trabajo a descubrir nuevos materiales que puedan cumplir adecuadamente la función para la que han sido diseñados. El problema es que, a menudo, no es posible encontrar en la natrualeza productos que cumplan todas las características que se espera que tengan. Por ello, es frecuente introducir modificaciones para mejorar sus propiedades, ya sean: la resistencia, la conductividad térmica, la dureza, la conductividad eléctrica... Un buen ejemplo de esto lo encontramos en los aceros que se utilizan en todas las construcciones. Estos no son otra cosa que una mezcla de hierro con otros metales que al combinarse adquieren muy buenas propiedades de resistencia.

Esta práctica consiste precisamente en modificar un producto (agua) añadiéndole otro elemento (sal en nuestro caso) para variar una de sus propiedades (la conductividad eléctrica). Así, se verá cómo el agua sin sal no conduce la electricidad bien mientras que el agua con sal sí que lo hace, siendo así posible encender una bombilla. 

Es importante remarcar que en la mayoría de los casos no se puede decir que un material posea o no posea una propiedad. Por ejemplo, no see debe decir que la plastilica no tenga dureza y el acero sí, lo que ocurre es que la dureza del acero es mucho mayor que la de la plastilina. Pues lo mismo ocurre con la conductividad eléctrica. El agua es mucho mejor conductor que otros materiales como el plástico, el vidrio, la madera o el aire, sin embargo, si se le añade sal su conductividad crece muchísimo. Por eso es peligroso bañarse en una piscina durante una tormenta de rayos, pero lo es aún más hacerlo en el mar, por la sal que contiene. A continuación se muestra una tabla con algunos valores de conductividad (en Siemens, que es la unidad utilizada) de diferentes materiales:

Material necesario

• Una pila de petaca 
• Un vaso de plástico grande 
• Una cucharada de sal 
• Cable de cobre 
• Cinta aislante 
• Agua 
• Una bombilla o un led 

Instrucciones

Este taller se llevará a cabo en grupos de 3 alumnos ya que el montaje es sencillo.

La duración será aproximadamente de 40 minutos:

• Introducción: 10 minutos
• Montaje: 15 minutos
• Experimentación: 10 minutos
• Discusión de los resultados y sus aplicaciones (en pilas y baterías): 5 minutos

Aplicaciones

La modificación de propiedades en los materiales es muy frecuente:

• Adición de pigmentos en pinturas y barnices para mejorar la apariencia visual y la protección de los objetos.
• Mezcla de fibras para la fabricación de ropa especial.
• Tratamientos térmicos (aplicación de calor y frío) en los metales para ganar dureza o resistencia.
• Adición de azufre al caucho para fabricar neumáticos elásticos.