Figuras de Lichtenberg

ELECTRICAL EXPERIMENTS - A Manual of Instructive Amusement, G. E. BONNEY, London, 1897, página 82

13. Figuras de polvo eléctrico de Lichtenberg. 

Los efectos mecánicos de los impulsos eléctricos pueden ilustrarse mediante polvo de bermellón y azufre dispuestos sobre una pastilla de resina o cera, o sobre una placa de ebonita o vidrio. 

La pastilla de resina se coloca en una mesa que esté conectada al descargador de una bobina y sobre la pastilla se coloca una punta de hierro conectada al otro descargador. 

Una vez electrificada la pastilla se espolvorea sobre ella mediante una bolsa de tela que contiene el polvo de bermellón y de azufre. El polvo se electrifica por fricción al ser sacudido dentro de la bolsa, el azufre positivamente y el bermellón negativamente. 

Al caer sobre la pastilla el polvo de bermellón y azufre se separa de forma diversa al caer sobre una superficie negativa o positiva, disponiéndose en forma de hermosas figuras y con un matiz distinto al de los colores de los polvos mezclados. Las manchas positivas de la pastilla aparecerán amarillas y las negativas rojas, mientras que en algunas partes se puede observar una mancha mixta de rojo y amarillo, con un disco central rojo rodeado de rayos amarillos.

Este experimento puede realizarse con una máquina eléctrica, con la descarga de una botella de Leyden o con una bobina de inducción.

El mundo físico, Amadeo Guillemin, traducción de Manuel Aranda y Sanjuan, Montaner y Simón Editores, Barcelona, 1883

III FIGURAS DE LEICHTENBERG Página 87

La propiedad que tienen los cuerpos malos conductores de conservar mucho tiempo la electricidad desarrollada en su superficie no es la única que se hace patente con el electróforo. Con este aparato se pueden efectuar también curiosos experimentos sobre el modo de propagarse o distribuirse cada especie de electricidad en torno de los puntos de la superficie aisladora electrizada.

Por ejemplo, si después de quitar el platillo conductor del electróforo cargado de electricidad positiva, se le pone en contacto con el disco de resina por un punto cualquiera de su borde, brota una chispa, por haberse combinado bruscamente la electricidad positiva del primero con la negativa del segundo en el punto de contacto; siendo también fácil cerciorarse de que se ha difundido un excedente de electricidad positiva sobre la resina, en la cual forma una zona circular de cierta anchura que rodea al punto de contacto. Para esto, se toma una mezcla de minio y de azufre reducidos a tenue polvo, y con un fuelle, se echa esta mezcla sobre el disco del electróforo. Al pasar las dos clases de polvo (que se pueden también agitar de antemano) por el tubo del fuelle, se electrizan, adquiriendo el azufre electricidad positiva y el minio negativa. El primer polvo es atraído por todos los puntos de la superficie del disco que han conservado la electricidad positiva, y el de minio por los que la tienen negativa. Entonces se ve una zona amarilla al rededor del punto de contacto; en seguida aparece otra zona neutra negra, y todo el resto de la superficie se colora de encarnado.

Pasando el borde del platillo por el disco del electróforo, o el botón de una botella de Leyden, o simplemente el dedo, con tal que el disco esté fuertemente electrizado, se forman algunas figuras, caracteres o dibujos.

Dase a estos el nombre de figuras de Leichtenberg, por llamarse así el físico alemán que hizo por vez primera tan singulares experimentos. La fig. 67, es un facsímile de un dibujo hecho por M. Saint-Edme en el Conservatorio de Artes y oficios. Los rasgos que forman la letra G de esta figura han resultado del contacto del disco de resina con el botón de la armadura interior de una botella de Leyden, y prueban que la electricidad positiva se ramifica en la superficie de un cuerpo mal conductor. Los arcos exteriores han sido trazados, por el contrario, cogiendo la botella por el gancho y pasando por el disco el borde inferior de la misma botella; como se ve comparando las dos clases de trazados, la electricidad negativa presenta distinta distribución que la otra. Un experimento de Aepinus, puesto en evidencia por el procedimiento de las figuras de Leichtenberg, demuestra asimismo la distribución de ambas electricidades por zonas alternadas en los cuerpos malos conductores. Consiste en poner el extremo de una varilla de vidrio en contacto con el conductor de una máquina eléctrica. Después de dejar algún tiempo que el vidrio se cargue de electricidad positiva, se le retira, y se ve en la superficie de la varilla y cerca del punto de contacto una zona de electricidad positiva, tras esta otra negativa, y luego una segunda zona positiva. Espolvoreando la varilla con minio y azufre aparecen hasta cinco o seis bandas alternativamente amarillas y encarnadas.

Leichtenberg ha variado de muchos modos esta clase de experimentos. He aquí otro que demuestra que si después de electrizar fuertemente el disco del electróforo se pone sobre él el platillo conductor, resultan en varios puntos leves descargas y chispas. Estas descargas ocurren en donde se efectúa el contacto de las dos superficies; en todas las demás partes quedan estas separadas por una tenue capa de aire. En efecto, si entonces se quita el platillo y se espolvorea el disco aislador con azufre y minio, se ve en la superficie un gran número de puntitos amarillos, que indican los sitios en que se ha diseminado la electricidad positiva del platillo, la cual desaparece en breve, y el disco queda poco a poco electrizado negativamente en todos sus puntos.

En resumen, las dos especies de electricidades, que hemos distinguido desde el principio en virtud de la diferencia de sus modos de actuar en los fenómenos de atracción y repulsión, se pueden caracterizar también por la distinta manera que tienen de propagarse por la superficie de los malos conductores. Por este concepto principalmente son interesantes los experimentos de las figuras de Leichtenberg.

VII Fenómenos luminosos de las corrientes secundarias Página 195

Vamos a completar cuanto teníamos que decir acerca de los efectos luminosos de la electricidad con la descripción de algunos fenómenos descubiertos por medio de corrientes de alta tensión, y empleando al efecto las baterías secundarias y la máquina reostática. Tomaremos los elementos necesarios para esta descripción de M. Planté, inventor de dichos aparatos. 

Haciendo actuar sobre un voltámetro de agua destilada la corriente de 20 baterías secundarias compuesta cada una de 40 pares, ha observado dicho físico los siguientes fenómenos: «Sumergido de antemano el electrodo positivo en el agua destilada, y acercando el hilo negativo a la superficie del líquido y levantándolo en seguida, nace una llama casi esférica, de unos 2 centímetros de diámetro. El alambre de platino de 2 milímetros de diámetro se funde con vivacidad, manteniéndose en fusión a la altura de 14 a 15 milímetros sobre el líquido. Esta llama está formada por el aire enrarecido incandescente, por el vapor del metal del electrodo y por los elementos del vapor de agua descompuesto: el análisis espectral revela claramente en ella la presencia del hidrógeno.

»Si, para evitar la fusión del metal, se disminuye la intensidad de la corriente interponiendo una columna de agua en el circuito, la chispa aparece en forma de un globito de fuego de 8 a 10 milímetros de diámetro. Levantando algo más el electrodo, este globo adquiere una forma ovoidea, y en la superficie del agua aparecen puntos azules luminosos cuyo número varía continuamente, dispuestos en círculos concéntricos. En breve parten del centro radios del mismo color que van á reunirse con dichos puntos. Estos radios emprenden a intervalos un movimiento giratorio, ora en un sentido, ora en otro, describiendo espirales. A veces desaparecen todos los puntos y radios de un mismo lado, y se observan en la superficie del líquido curvas variadas, formadas por el movimiento de los que quedan. Por último, cuando aumenta la rapidez del movimiento giratorio, todos los radios se disipan, viéndose tan sólo anillos concéntricos. Los anillos vienen a ser el último término de estas trasformaciones, curiosísimas de contemplar a la simple vista a con un anteojo, constituyendo un verdadero Kaleidoscopio eléctrico.

»El origen de estas figuras, añade M. Planté, se explica por la gran movilidad de los arcos o filetes luminosos que componen la luz ovoidea formada entre el agua y el electrodo. Examinando con cuidado esta forma particular de chispa, se reconoce que es en realidad una especie de moño o de penacho voltaico, análogo a los de la electricidad estática, pero de más cuerpo a causa de la mayor cantidad de electricidad que entra en ella. Hallándose estos filetes luminosos en un estado de agitación continua, los puntos en que tropiezan con la superficie del líquido se desvían constantemente y forman los radios observados, procediendo su movimiento giratorio de la reacción ocasionada por el paso del flujo eléctrico. Los anillos se forman de una manera perceptible, a la vista del observador, en virtud del movimiento cada vez más rápido de los puntos azules y de la persistencia de la impresión en la retina.»

Las descargas de la máquina reostática producen efectos luminosos análogos a los de las máquinas eléctricas y carretes de inducción, pero que presentan asimismo algunas particularidades interesantes. Por ejemplo, la chispa tiene una forma especial cuando los brazos del excitador entre los cuales brota forman un ángulo muy obtuso. «Esta forma consiste en una línea de fuego que parte en línea recta en la prolongación del brazo positivo, elevándose notablemente por cima de la punta negativa y yendo a reunirse con ella a modo de gancho, después de trazar sobre este punto muchas sinuosidades. Vemos la misma forma en el penacho que da la máquina cuando se aumenta uno o dos milímetros la distancia de las puntas. Lánzase del polo positivo un haz luminoso cónico, recorre casi las tres cuartas partes de la distancia al polo negativo y se encorva hacia el corto penacho formado al rededor de la punta negativa.»

M. Planté atribuye esta diferencia de forma a que la máquina reostática no da, como los carretes de inducción, un flujo de electricidad alternativamente positiva y negativa, sino siempre del mismo sentido. Con máquinas de 30 a 50 condensadores, las chispas llegan a tener de 4 a 5 centímetros de longitud, pero son menos continuas y su forma menos constante; sus sinuosidades suben a bajan con irregularidad por encima a por debajo de la recta que une las dos puntas del excitador. Los penachos que aparecen en el polo positivo son de forma ovoidea y ramificada, semejante en cuanto a lo demás a los que hemos descrito anteriormente y que dimanan de las descargas de las máquinas eléctricas.

Planté ha visto que la longitud de las chispas producidas en el aire por la máquina reostática es sensiblemente proporcional al número de condensadores de que está formada, y que con 10, 30 ú 80 de estos las chispas tenían 1,5, 4,5 y 12 centímetros de longitud. Echando un polvillo conductor entre los brazos del excitador, la máquina de 80 condensadores daba chispas de 15 centímetros de longitud. El polvo esparcido era de flor de azufre; pero con limaduras de metal, dicha longitud llegaba hasta a 70 centímetros.

Al atravesar la flor de azufre, las chispas dejan a su paso un surco sinuoso de 2 a 3 milímetros de anchura, cuyo surco consiste en una línea azulada muy marcada, cuando la superficie aisladora sobre la cual se ha desparramado el azufre es una mezcla de resina y parafina; se puede por consiguiente conservar la forma exacta del surco recorriendo la línea con un punzón. Algunas chispas, sobre todo las que no llegaban a la longitud máxima, presentan bifurcaciones cerradas semejantes a anastomosis, o a los brazos de un rio cuando se divide la corriente para formar islas.

Si se da un leve choque a la placa aisladora que contiene el azufre y en la cual dejan un rastro las chispas, según acabamos de decir, se ven aparecer arborescencias que muestran cómo se ha distribuido el fluido eléctrico en la descarga. «Estos efectos, dice M. Planté, nos explican las señales de apariencia vegetal que á veces se ha observado en el cuerpo de las personas muertas por el rayo, y que no son más que el resultado de las ramificaciones de la chispa eléctrica (1)». Antes de dar a la placa el golpe que da origen a las arborescencias, el surco de la chispa, más ancho en el polo positivo, va estrechándose hacia el negativo, donde aparecen huellas circulares que corresponden a los contornos de los ramitos arborescentes. Alrededor del polo positivo hay líneas divergentes que radian como las ramitas de la arborescencia, pero mucho más recortadas que las del polo negativo.

(1) Véase un ejemplo reciente de tan singular rastro de la chispa, referido por M. Planté: «Un pastor del condado de Leicester guardaba su rebaño en el campo, cuando estalló una tormenta, y corno a guarecerse bajo un árbol, siguiendo el pertinaz ejemplo de muchas personas. Al poco tiempo, sintió una conmoción en el hombro izquierdo, y quedándose de pronto sin fuerza en las piernas, se cayó al suelo. Cuando se le trasladó a su casa, conservaba aún todo su conocimiento, pero se quejaba de dolores en la espalda y en las piernas. El médico llamado para asistirle le reconoció detenidamente, y observó en su cuerpo un rarísimo efecto del rayo. Desde el hombro derecho hacia abajo, corriéndose por toda la espalda, tenia, admirablemente reproducido de relieve en la piel y de un hermoso color escarlata, un tallo de arbusto con numerosas ramas delicadamente trazadas como con la punta de una aguja. El tronco tenia unos tres cuartos de pulgada de anchura, y el aspecto general era el de un helecho de seis u ocho ramas, estando todo ello muy bien reproducido y como impreso en la espalda del paciente. Fácil es darse cuenta del caso de que se trata, añade M. Planté, por su analogía con lo que pasa en el experimento anterior. En el momento de estallar la chispa, se ve la flor de azufre lanzada al aire, y más especialmente al rededor de los polos. Así también, en el caso de la caída del rayo, el polvo del suelo, o de cualquier otra materia situada al paso de la descarga, debe ser lanzado al espacio, y se comprende que esta materia, elevada de pronto a una gran temperatura, produzca en el cuerpo humano un efecto de cauterización instantánea de forma arborescente.»

Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, Volume 61, Issue 1, Enero 2008, Páginas 111-113 

Lichtenberg figures: cutaneous manifestation of phone electrocution from lightning

Ajay L Mahajan, Ruchika Rajan, Padraic J Regan

Introducción

Las figuras de Lichtenberg son patrones rojizos, similares a helechos, que aparecen en la piel cuando un paciente es alcanzado por un rayo. Parecen ser resultado de una respuesta inflamatoria a medida que la corriente se propaga, causando efectos de ionización y calor, y dañando los pequeños capilares subcutáneos.

Caso de estudio

Una mujer de 30 años fue llevada a urgencias con antecedentes de pérdida momentánea del conocimiento. Lo único que recordaba era que estaba hablando por teléfono cuando oyó un fuerte estallido, tras el cual perdió el conocimiento. Al examinarla, presentó figuras cutáneas de Lichtenberg características. Estas revelaron el diagnóstico real de un rayo que impactó en la paciente a través de la línea telefónica.

La manifestación cutánea de un rayo que descarga a través de un teléfono desempeña un papel importante en el diagnóstico del problema y es especialmente significativa cuando el paciente está inconsciente y no puede relatar los acontecimientos o, como en este caso, presenta amnesia retrógrada. Establecer el diagnóstico nos permite buscar otras lesiones asociadas a rayos y monitorizar el estado cardíaco del paciente para evitar complicaciones concomitantes. Además, establecer el diagnóstico es extremadamente útil para aliviar la ansiedad del paciente, ya que las figuras de Lichtenberg en la piel pueden ser bastante dramáticas, como se observa en este caso.

Muchas veces hemos tenido ocasión de consignar esta diferencia entre ambos polos, por ejemplo en las chispas y penachos de la electricidad estática lo mismo que en las descargas de inducción; habiéndonos dado ejemplos característicos de ello las figuras de Lichtenberg, obtenidas con el electróforo. M. Planté las ha obtenido también haciendo brotar la chispa de su máquina reostática sobre resina pura, é insuflando en seguida en ella una mezcla de polvos de azufre y minio. Reproducimos una de estas interesantes muestras del rastro de la descarga que, producida haciendo variar la distancia de las puntas del excitador, demuestra en qué difiere el penacho de la chispa. La fig. 241 es la que resulta cuando la distancia de las puntas es demasiado grande para que la chispa pueda estallar. 

En este caso sólo aparece un penacho; el movimiento eléctrico emanado del polo negativo y que está caracterizado por el polvo rojo del minio adherido a la resina, no se extiende hasta el polo positivo. Este está caracterizado, al contrario, por los rayos divergentes que forman una corona de flores de azufre en su alrededor, cuya corona no presenta en su centro vestigio alguno de minio.

Pero si la distancia entre las puntas es bastante reducida para que brote la chispa, no sucede ya así; entonces el minio se esparce hasta el polo positivo, cuya corona queda abierta y llena en su interior de dicho polvo indicando así que el movimiento eléctrico partido del polo negativo se ha extendido hasta el punto de donde emana la electricidad positiva.

Las figuras de Lichtenberg son imágenes arborescentes producidas por descargas eléctricas ramificadas, que a veces se forman sobre la superficie o en el interior de materiales aislantes.​ Georg Christoph Lichtenberg se encontró con ellas mientras estudiaba la naturaleza de los fluidos eléctricos positivo y negativo.

Las figuras de Lichtenberg también se pueden producir en madera. El tipo de madera y el patrón de vetas influyen en la forma de la figura de Lichtenberg producida. Al aplicar una capa de solución electrolítica, como el bicarbonato sódico disuelto en agua, a la superficie de la madera, su resistencia disminuye considerablemente. Se colocan dos electrodos sobre la madera y se aplica un alto voltaje a través de ellos. La corriente de los electrodos calienta la superficie de la madera hasta que el electrolito hierve y la superficie de la madera se quema. Dado que la superficie carbonizada de la madera es ligeramente conductora, se quema siguiendo un patrón hacia afuera de los electrodos.

Este es otro ejemplo.

Para hacer este tipo de trabajos se puede utilizar un transformador de horno microondas.

Figuras de Lichtenberg con tóner de impresora

Se puede crear una figura de Lichtenberg a partir de polvo fino, tal como lo hizo el propio Lichtenberg en 1777.

1. Se coloca una punta metálica afilada de modo que toque el centro de una lámina de material aislante, como el plástico acrílico transparente.

2. Utilizando una máquina de Wimshurst se ha de tocar la punta metálica con el terminal de la máquina para cargarla. Esto forma un patrón de carga estática en el plástico. La figura de Lichtenberg está ahí; simplemente no se ve.

3. Se espolvorea tóner de fotocopiadora sobre la superficie. Se adherirá a la electricidad estática, revelando una hermosa figura de Lichtenberg.