Jaula de Faraday

Te explicamos qué es una jaula de Faraday, su historia, cómo funciona y cómo se construye. Además, ejemplos de la vida cotidiana.

¿Qué es una jaula de Faraday?

Una jaula de Faraday es un contenedor recubierto por materiales conductores de electricidad (como planchas o mallas metálicas) que funciona como un blindaje contra los efectos de un campo eléctrico proveniente del exterior.

Muchos elementos que utilizamos en la vida cotidiana aplican el principio de la jaula de Faraday, por ejemplo: cables, hornos microondas, automóviles y aviones. Su forma y tamaño puede variar, así como también los materiales de los que está recubierta.

Ver además: Ley de Faraday

Historia de la jaula de Faraday

La jaula de Faraday lleva el nombre de su inventor, el físico británico Michael Faraday (1791-1867), quien observó que un material conductor mostraba los efectos de una descarga eléctrica únicamente en su exterior. Esto parecía indicar que las cargas del conductor se distribuían de tal manera que cancelaban los campos eléctricos internos.

Para comprobarlo, en 1836, Faraday recubrió las paredes de un cuarto con láminas de aluminio. Usando un generador electroestático, aplicó descargas de alto voltaje en el exterior de dicha habitación. Y con un electroscopio (aparato que permite detectar la presencia de cargas eléctricas en un cuerpo) pudo comprobar que en el interior del cuarto el campo eléctrico era nulo.

Gracias a este y muchos otros experimentos, Faraday ocupa un lugar prominente entre aquellos científicos que hicieron posible que la electricidad tenga los usos prácticos que conocemos hoy en día.

¿Cómo funciona una jaula de Faraday?

Cuando se aplica un campo eléctrico a un contenedor que ha sido recubierto con aluminio o mallas metálicas, dicho contenedor funciona como un conductor eléctrico que se polariza.

Al polarizarse, el conductor queda cargado positivamente en la dirección en que se desplaza el campo electromagnético externo y, al mismo tiempo, se carga negativamente en el sentido inverso, generando un campo eléctrico igual en magnitud pero opuesto al campo electromagnético que ha sido aplicado.

La suma de ambos campos, en el interior de dicho contenedor o jaula de Faraday, será igual a cero. Es decir, los materiales conductores, ante la presencia de campos eléctricos externos, siempre ordenan sus cargas en su superficie de manera tal que el campo eléctrico interno sea cero.

¿Cómo hacer una jaula de Faraday?

Fabricar una jaula de Faraday es simple: solo implica encerrar un determinado espacio dentro de un material conductor. Los materiales necesarios son bastante accesibles: mallas metálicas, papel aluminio, cajas o inclusive un cesto de basura de acero.

Antes de proceder, debemos tener en cuenta lo siguiente:

• Si se vamos a usar mallas metálicas o rejillas (como las que se utilizan para gallineros), los agujeros de ese conductor deben ser más pequeños que la longitud de la señal que se quiera bloquear.
• El espacio interior debe estar completamente aislado, sin fisuras.
• El grosor del conductor a ser usado dependerá de la frecuencia que se quiera bloquear.

Existen muchas maneras de hacer una jaula de Faraday, pero con este sencillo experimento podremos comprobar su característico efecto de blindaje:

• Elabora un cilindro con malla metálica y una plataforma de aluminio.
• Coloca sobre la plataforma una radio encendida y sintonizada, y luego monta sobre la plataforma el cilindro de malla metálica. Inmediatamente notarás cómo cesa la transmisión radial. Las ondas electromagnéticas que debería recibir la radio son interrumpidas por la colocación de la malla.
• Toma dos teléfonos celulares y verifica que pueden hacer y recibir llamadas sin dificultad. Luego envuelve uno de los teléfonos dentro de una lámina de papel aluminio. Al hacer una llamada a este teléfono notarás que la señal se encuentra bloqueada.

Ejemplos de la jaula de Faraday

El principio según el cual funcionan las jaulas de Faraday se puede observar en múltiples ejemplos de la vida cotidiana:

• Cuando notamos que en un ascensor o en el interior de un edificio hecho con rejillas metálicas no funcionan nuestros teléfonos celulares estamos ante una manifestación del principio de la jaula de Faraday.
• Nuestros hornos microondas se encuentran dotados de jaulas de Faraday para evitar que sus ondas escapen al exterior y tengan algún efecto dañino sobre nuestra salud.
• Los trajes especiales de los técnicos eléctricos que reparan líneas de alta tensión.
• Al conducir un automóvil durante una tormenta eléctrica, se recomienda permanecer dentro del vehículo, ya que sus carrocerías funcionarán como una jaula de Faraday ante los rayos.
• En las paredes de los laboratorios de IRM donde se realizan imágenes por resonancia magnética también se colocan láminas o mallas metálicas, para impedir que escapen ondas y proteger la salud de los operadores.
• Los ciberataques han generado una importante oferta de productos para inhibir las ondas electromagnéticas enviadas por eventuales hackers. Diversas empresas ofrecen accesorios para hacer invisibles nuestros dispositivos en el ámbito de las conexiones inalámbricas: fundas para llaves de carros, mochilas, sobres, carteras o maletines fabricados bajo el principio de la jaula de Faraday.

Sigue con: Metales

Referencias

• “Jaula de Faraday” en Wikipedia
• “Jaula de Faraday” en Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
• “Jaula de Faraday” en Electrostática
• “How Does a Faraday Cage Work” en Interesting Engineering