Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano (I): La edad de la inocencia

El descubrimiento de los fenómenos causados por la electricidad se remonta a la Grecia clásica. Suele atribuirse a Tales de Mileto (620 – 546 A.C.), quien se dio cuenta que al frotar una barra de ámbar (resina vegetal fosilizada) con lana o una piel, esta adquiría la propiedad de atraer el polvo y objetos ligeros, como pedazos de hojas secas, plumas, etc. Friccionando más enérgicamente y por más tiempo podía conseguirse una pequeña chispa. Gran parte del conocimiento de Tales nos ha llegado a través de las obras de Aristóteles, escritas tres siglos después y basadas en la tradición oral, por lo que la exactitud de su contenido ha sido cuestionada. Otro filósofo griego, Teofrasto (371 – 287 A.C.), descubrió que diversas substancias se comportaban como el ámbar al ser frotadas, pero ni él ni Tales fueron capaces de proponer alguna explicación a estos fenómenos. En cualquier caso, la pequeña cantidad de electricidad que podía generarse mediante esta fricción era insuficiente para producir efectos fisiológicos apreciables. El ámbar, “electron” en griego, y principal protagonista de esta etapa temprana, fue el origen de nuestra palabra «electricidad» y sus derivados.

Durante muchos siglos no hubo interés ni progresos notables en el estudio de los fenómenos eléctricos hasta que a finales del siglo XVI, William Gilbert emprendió exhaustivos experimentos relacionados con la electricidad y el magnetismo y publicó su enciclopédica obra «De Magnete». Por ello se le reconoce como fundador de la ciencia del electromagnetismo.

A partir de ahí, numerosos científicos se interesaron vivamente por la nueva ciencia emergente y se produjo una catarata de descubrimientos y teorías, que culminó con las leyes del electromagnetismo formuladas por James Clerk Maxwell (1831 – 1879) y conocidas universalmente como «ecuaciones de Maxwell». Desde el punto de vista de los efectos fisiológicos de la electricidad sobre el cuerpo, cabe destacar los trabajos de tres personajes: Benjamín Franklin, Luigi Galvani y Alessandro Volta.

Benjamín Franklin (1706 – 1790), uno de los Padres Fundadores de los Estados Unidos de América, fue un prolífico inventor, científico y político estadounidense. Afortunadamente para la humanidad, y dados los turbulentos tiempos que vivió, se mostró mucho más cauto y prudente como político que como científico. En uno de sus más célebres experimentos, probablemente el más conocido, se propuso demostrar que los rayos y relámpagos de las tormentas tenían su origen en la electricidad acumulada en las nubes. La intención era loable pero el diseño del experimento era más que temerario ya que exponía a un desenlace fatal tanto a él como a uno de sus hijos.

La experiencia tuvo lugar en Filadelfia, el 15 de junio de 1752, y consistió en atar una cometa con esqueleto metálico a un hilo de seda, a cuyo otro extremo ató una llave metálica. Hizo volar la cometa sin que ocurriese nada hasta que comenzó a llover, la cuerda de seda se mojó y empezaron a saltar chispas de la llave, logrando cargar eléctricamente una botella de Leyden (tipo arcaico de condensador eléctrico) y demostrando su hipótesis. El resultado práctico de sus experiencias con la electricidad atmosférica fue el invento del pararrayos, que tantas vidas ha salvado desde entonces.

Obviamente Franklin debió estar aislado por sus guantes y botas y en una actitud diferente a la representada, puesto que, de lo contrario, hubiese fallecido por electrocución como había ocurrido a varios predecesores y sucedería más tarde. Uno de sus seguidores que falleció en San Petesburgo, al intentar el mismo experimento en 1753, fue el alemán George Wilhem Richman.

Así pues, a mediados del siglo XVIII se conocían razonablemente bien los efectos sobre el cuerpo humano de las corrientes eléctricas muy débiles debidas a la electricidad estática (millonésimas a milésimas de amperio) generada por frotamiento y los calamitosos efectos de las corrientes extremadamente fuertes (30.000 a 120.000 amperios) que tienen lugar en el rayo. Faltaban medios para producir corrientes intermedias porque los generadores electrostáticos de la época eran capaces de proporcionar altas tensiones (decenas de miles de voltios) pero con intensidades muy reducidas. El invento de la botella de Leyden, ya mencionada, que actuaba como condensador permitiendo almacenar una cierta carga, amplió las posibilidades de generar corrientes más fuertes pero solo durante periodos de tiempo muy breves. En estas condiciones, los efectos sobre las personas pasaron a ser poco más que un espectáculo en los salones frecuentados por la nobleza ilustrada, donde se realizaban demostraciones como la que muestra el siguiente grabado.

Demostración de que la electricidad pasa a través de las personas (Watson, 1748)

A título de ejemplo, para ilustrar la popularidad de estas sesiones, cabe mencionar al físico y abate francés Jean Antoine Nollet, que tanto contribuyó a difundir en Francia el interés por la física y especialmente por la electricidad, con sus claras y atractivas exhibiciones. En presencia del rey Luis XV, aplicó una descarga a 180 oficiales del ejército francés. Los militares formaron un círculo abierto, dándose las manos y cuando los dos de los extremos tocaron las armaduras de una botella de Leyden todos experimentaron una descarga eléctrica simultánea. Más adelante, el buen abad, repitió la experiencia con 700 monjes de los que dijo que «aventajaban a un cuerpo de ballet con la espontaneidad de sus saltos«. En honor a la verdad, hay que puntualizar que el principal objetivo de estos experimentos era estimar la velocidad de propagación de la electricidad que, de la simultaneidad de los saltos, dedujo que era muy elevada.

A finales del siglo XVIII, dos físicos italianos, Luigi Galvani (1737 – 1798) y Alessandro Volta (1745 – 1827) establecieron una relación fisiológica directa entre la corriente eléctrica y el cuerpo de los animales. Hacia 1780, Galvani demostró en Bolonia que, aplicando pequeñas descargas eléctricas a la médula espinal de una rana muerta, se producían violentas contracciones musculares en sus patas, incluso tras haberlas separado del cuerpo. Repitió las experiencias con músculos de cabra llegando a resultados idénticos. Conocedor de que el contacto entre metales tenía relación con la electricidad, sustituyó las descargas por el contacto con dos metales diferentes, unidos por el otro extremo y de nuevo se ocasionaron las contracciones. Había demostrado que existían efectos entre la electricidad y el cuerpo de los animales, aunque estuviesen muertos.

Desafortunadamente, interpretó de modo erróneo sus ensayos con los metales postulando que la electricidad provenía de un fluido de los animales al que denominó «electricidad animal». Volta se enteró de los hallazgos de su amigo Galvani y, hacia el 1794, inició su investigación en el mismo sentido prescindiendo, casi desde el principio, de la desdichada rana para centrarse únicamente en los metales. Concluyó que no se necesitaba la intervención de animales para generar corriente eléctrica. Este resultado desató una fuerte polémica entre los partidarios de la «electricidad animal» y los de la «electricidad metálica» que quedó zanjada en 1800 cuando la Royal Society de Gran Bretaña le acreditó como inventor de la pila eléctrica, que ahora lleva su nombre. Esta pila está constituida por una serie de discos de cobre (o plata) y zinc apilados alternativamente y separados entre sí por discos de cartón o fieltro impregnados con agua salada.

Alessandro Volta había conseguido un doble objetivo:

• Confirmar la acción fisiológica de las contracciones musculares provocada por la electricidad y descubierta por Galvani, estableciendo los fundamentos de la neurofisiología.

• Crear un generador capaz de proporcionar de forma continuada corriente eléctrica, de la intensidad y tensión moderadas (mediante acoplamientos serie-paralelo), sustituyendo a las delicadas y con frecuencia caprichosas máquinas electrostáticas.

La pila eléctrica supuso un punto de inflexión en el desarrollo de las técnicas experimentales con electricidad, contribuyendo a un rápido desarrollo de esta rama de la física. Las sesiones demostrativas ante los foros científicos y en actos sociales se multiplicaron, y amplificaron con demostraciones de otros efectos, como la luz producida en tubos conteniendo gases enrarecidos, efectos mecánicos y relaciones entre electricidad y magnetismo, convirtiendo la electricidad en trending topic de la época.

Una anécdota, atribuida a Michael Faraday, ilustra la popularidad de las demostraciones. Hacia 1850, el Chancelor del Exchequer (ministro de finanzas británico) William Gladstone preguntó al científico por el valor práctico de la electricidad, a lo que Faraday respondió, tal vez algo molesto:

Porque, Sir, con toda probabilidad Vd. pronto podrá establecer un impuesto sobre ella.

Hasta aquí los tiempos a la vez heroicos y románticos. En la próxima entrega abordaremos los riesgos que representa el paso de electricidad para el cuerpo humano en la presente edad de la gran potencia.

Alessandro Volta