La velocidad de los electrones en los conductores no es la de la luz… ¡ni se acerca!

Una reciente conversación me ha llevado a rescatar este texto que, desde que lo conocí, me pareció una de las explicaciones didácticas más interesantes que sobre este asunto había leído. En dicha conversación surgió el tema de la “velocidad de la electricidad en un conductor” o, para ser más precisos, la “velocidad de los electrones libres en un conductor eléctrico”. Vaya cosa, ¡es la velocidad de la luz! Y tan tranquilo se queda el “saber común” sin pensar, por ejemplo, lo divertido que sería ver una corriente de electrones viajar a la velocidad de la luz o, más bien, cerca de esa velocidad porque la relatividad no nos permite llegar ese valor (una partícula como el electrón tendería en esa condición a tener una masa infinita).

Digo divertido porque, para empezar, si la velocidad de arrastre de los electrones libres en un conductor eléctrico fuera cercano al de la luz, no funcionaría ninguna instalación eléctrica de las que disponemos hoy día y, además, aparecerían efectos de lo más asombroso. Imaginemos igualmente un conductor acodado 90º en el que circulen electrones libres a la velocidad de la luz. Creo que no hay que imaginar mucho para pensar qué sucedería. Todas estas situaciones imaginarias, pero asumidas por tantas personas como ciertas, son descritas con maestría en el documento que aparece mencionado al pie de este post y que pertenece a una muy recomendable colección de saberes relativos a la electricidad publicados en la web del departamento de ingeniería eléctrica de la ETSII de la Universidad de Salamanca . Ahí puede leerse, por ejemplo:

Que la velocidad de arrastre de los electrones libres en los conductores es la velocidad de la luz es un error muy extendido. (…) Si fuera esa su velocidad, la densidad de corriente en los conductores sería enorme y constante, que las fuerzas por choques en los ángulos y la fuerza centrífuga en las curvas también serían enormes, y que la energía que los electrones cederían al conductor lo volatilizaría. Realmente las consecuencias de esa velocidad harían imposible la existencia de instalaciones eléctricas. Por el contrario, para las densidades de corriente ordinarias, la velocidad de los electrones pocas veces supera el milímetro por segundo. Para esas mismas densidades en corriente alterna, los electrones solo oscilan imperceptiblemente, pues apenas se alejan alternativamente muy pocas micras del punto central de la oscilación.

Ni que decir tiene que recomiendo la lectura de ese artículo y el repaso a los cálculos que ahí aparecen para quien todavía piense en “corrientes de electrones” surcando los conductores a la velocidad de la luz:

F. R. Quintela, R. C. Redondo, N. R. Melchor, J. M. G. Arévalo y M. M. Redondo. Velocidad de los electrones en los conductores de las instalaciones eléctricas . Montajes e Instalaciones. Abril de 2006. (PDF).

La velocidad de los electrones en los conductores no es la de la luz… ¡ni se acerca! apareció originalmente en Tecnología Obsoleta, 28 abril 2014.

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