Construir Jaula de Faraday

La jaula de Faraday consiste en un recinto que es de un material que puede contener las cargas de electricidad. Este tipo de recinto tiene la capacidad para bloquear los campos externos, de electricidad estática.
Es muy probable que alguna vez has calentado tu desayuno en una jaula de Faraday (el horno de microondas) o probablemente has montado en una para ir a trabajar (coche). Las jaulas de Faraday tienen una amplia gama de usos en la ingeniería, las telecomunicaciones, la investigación médica y otras áreas donde la interferencia electrostática y electromagnética puede afectar el funcionamiento de los equipos.

¿Cómo funciona la Jaula de Faraday?
Primero vamos a tratar de comprender cómo funciona la jaula de Faraday. En su experimento original, Faraday utilizó una hoja de metal para recubrir por completo una habitación. A continuación, utilizó un generador electrostático que emitía descargas de alto voltaje, colocándolo en los exteriores de la habitación. Una vez que este campo eléctrico externo se aplicó a la sala, los campos eléctricos aplicados ejercen una fuerza sobre los portadores de la carga dentro de la habitación. Esto dio lugar a una corriente que se genera, haciendo que la carga eléctrica dentro de la sala se reorganice. Este reordenamiento de las cargas lleva a la cancelación del campo aplicado en el interior, por lo tanto, lo que hace la sala neutral. Faraday entonces utilizó un electroscopio. Un electroscopio es un instrumento científico que se utiliza para detectar y medir la carga eléctrica de un cuerpo en particular. El electroscopio reveló que no había carga eléctrica en las paredes interiores de la habitación.
Una jaula de Faraday funciona mejor cuando está conectado a la tierra. De esta manera, las cargas electromagnéticas que actúan sobre la caja pueden llevarse a cabo sin causar daño en el suelo, manteniendo el contenido de la caja afectada.
Por lo tanto, la jaula de Faraday se puede utilizar de dos maneras:

• Como una jaula vacía: No dispone de ningún campo eléctrico, incluso cuando se coloca en un campo eléctrico externo. Las cargas en la superficie se conducen para reorganizarse de tal manera que el campo eléctrico dentro de la jaula se convierte en valor cero.

• A la inversa también funciona. Si existe la presencia de un campo eléctrico muy fuerte dentro de la jaula, las cargas en el ámbito exterior de la jaula de Faraday se convertirán en punto muerto.

Aplicaciones de la jaula de Faraday
Algunas de las aplicaciones comunes de la jaula de Faraday.

• Seguridad contra relámpagos: Los coches actúan como jaulas de Faraday para proteger a las personas cuando el vehículo es golpeado por un rayo. La jaula protege el interior del vehículo de los campos eléctricos fuertes.

• Microondas: Los microondas dentro del horno se encuentran atrapados y se utiliza con el fin de cocinar en el interior de un horno de microondas, donde la cubierta metálica del horno de microondas actúa como una jaula de Faraday.

• Protecciones para equipos electrónicos: Los equipos electrónicos pueden ser blindados y protegidos de la perdida de campos electromagnéticos mediante el uso de cables coaxiales que contienen una capa conductora que actúa como una jaula de Faraday.

• Trajes de protección para los electricistas: Los electricistas suelen llevar trajes de protección que actúan como jaulas de Faraday para garantizar su seguridad mientras trabajan con líneas eléctricas de alta tensión.

Pasos para construir una jaula de Faraday casera
¿Sabía usted que sus equipos electrónicos necesita protección contra los pulsos electromagnéticos (EMP)? Para evitar ser afectados por el impacto de un pulso electromagnético, podemos construir nuestras propias jaulas de Faraday. Entusiastas de la ciencia general también podrán disfrutar de la construcción de sus propias versiones de la jaula de Faraday. Para ello, se requieren los siguientes elementos:

• Dos cajas de cartón: una caja de cartón debe encajar bien dentro de la otra

• Lámina de aluminio

• 6 y 10 láminas de polietileno negro

• Cable de tierra (cable que conecta los componentes de metal de un circuito eléctrico a la tierra)

• Pinzas de cocodrilo

• Cinta de celofán

Montaje de la jaula de Faraday

 

1. Coloca la caja de cartón más pequeña dentro de la más grande.
2. Cubre la caja externa por completo con papel de aluminio.
3. Conecta un cable de tierra a la lámina de aluminio utilizando la cinta adhesiva.
4. Conecta la pinza de cocodrilo al final del cable a tierra.
5. Envuelve la caja con la lámina y cinta adhesiva en su lugar para evitar que la hoja se rompa.
6. Coloqua el elemento a proteger dentro de la caja más pequeña.
Pequeños productos electrónicos tales como ordenadores portátiles y radios se pueden colocar en su jaula de Faraday casera para protegerlos de los efectos del electrosmog o contaminación electromagnética.

Cinco sencillas indicaciones para construir la jaula Faraday casera con una estantería desmontable (protección de equipos ante EMP)
1- Conductividad del material utilizado: que sea cobre o aluminio (que no te vendan otra cosa como supuesto “aluminio”, por ejemplo). Se trata de ofrecer un camino al pulso que oponga menos resistencia a la propagación, que el camino directo a tus equipos (radio de emergencia, linternas, y similar) para llevar el pulso por donde tú quieras.

2- Un material muy dúctil, la rejilla de gallinero con milímetros de separación entre sus celdas (mientras no sea mayor la longitud de onda no puede pasar a través de las celdas).Con esa rejilla se puede recubrir con facilidad una estantería metálica cualquiera (que tan sólo nos da un armazón muy sencillo y a mano).

3- Debes cubrir por completo las seis caras del cubo, o no funcionará. Puedes enrollar lateralmente la estantería una vez establecido un punto fijo aprovechar los propios agujeros para tornillos de los listones de la estantería desmontable para cogerla con alambre fino o cable pelado.

4- Luego coses superponiendo bien la base de abajo, bajo la única balda de estantería (o dos baldas una sobre la otra o a 5-10 centímetros, ya que serán las únicas utilizadas para dar un cierto apoyo a los listones que harán el armazón), que quedará fija; y el fragmento de malla de arriba que será de quita y pon. Trenza con cuidado la malla utilizando, por ejemplo, alambre fino o cable pelado. Superpón las mallas, que no queden huecos entre malla y malla, o romperás el efecto de caja faraday.

5- Tus equipos NO deben estar en contacto con la malla, ya que es muy conductora, en especial sus partes metálicas. Una buena forma de organizar el interior de tu jaula, además de aislar, puede ser utilizar cajas de plástico organizadas unas sobre las otras.

6- Fundamental añadir la toma tierra, sobre todo si de lo que se trata es de prevenir un evento de cierta intensidad. Hemos dicho que la jaula simplemente ofrece un camino más fácil y conductivo al pulso (de ahí que cuanto más conductor mejor) pero hay que conducirlo hacia algún sitio. Esa es la función de la toma a tierra directamente conectada a nuestra jaula de Faraday.
Nada más. La caja Faraday no es para personas, es para nuestros pequeños aparatos electrónicos, que lo normal es que no les pase nada de nada si están apagados y en su cajón, como el EMP ocurrido en Quebec por ejemplo, donde no hizo falta ninguna Caja de Faraday. Pero ante la hipótesis de una posible tormenta solar de intensidad superior (desconocida) tampoco pasa nada si la parte electrónica de nuestro kit de previsión, pilas extra, cargadores solares, radios, linternas, pendrives, una batería extra, etc…, quedan en nuestra “particular estantería”.

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