Pararrayos: definición, funciones y historia del protector contra rayos

Los rayos pueden dañar las estructuras de la mayoría de los materiales (mampostería, madera, hormigón e incluso acero). Las enormes corrientes implicadas pueden calentar los materiales, y especialmente el agua, a altas temperaturas. Esto provocará incendios, pérdida de resistencia y explosiones por el vapor y el aire sobrecalentados.

Europa

La torre de la iglesia solía ser la estructura o el edificio más alto de las ciudades y pueblos de la Europa medieval. También era el edificio que con mayor frecuencia era alcanzado por los rayos. Al principio, las iglesias cristianas intentaban evitar los daños de los rayos mediante oraciones. Los sacerdotes rezaban,

"templa la destrucción del granizo y de los ciclones y la fuerza de las tempestades y de los relámpagos; frena los truenos hostiles y los grandes vientos; y derriba los espíritus de las tormentas y las potencias del aire".

Peter Ahlwardts ("Consideraciones razonables y teológicas sobre los truenos y los relámpagos", 1745) decía que las personas que querían protegerse de los rayos debían ir a cualquier sitio menos a una iglesia o a sus alrededores.

En Europa, el pararrayos fue inventado por un teólogo y científico natural, Václav Prokop Diviš, entre 1750 y 1754. Es el inventor del primer pararrayos conectado a tierra, que erigió el 15 de julio de 1754 en el jardín de su casa de Přímětice u Znojma. Constaba de 400 puntas metálicas afiladas fijadas en la parte superior de un pilón de soporte de 42 m de altura. La estructura estaba sujeta por tres cadenas metálicas, unidas conductivamente a los conos de tierra de hierro enterrados en el suelo compactado. Describió su "máquina del tiempo" en el tratado "Descriptio machinae meteorologicae". La idea original era extraer continuamente la electricidad de las nubes y así evitar realmente los rayos y las tormentas, sólo que en caso de que esto fallara, la máquina debía ser capaz también de atraer directamente la iluminación y canalizarla hacia el suelo. Propuso que su máquina se utilizara en las torres de las iglesias y en los barcos. Envió sus observaciones sobre el funcionamiento de la máquina a Jan Antonín Scrinci, profesor de física de la Universidad Carolina de Praga, que las publicó en "Prager Postzeitungen", "Brünner Intelligenz-Zettel" y en "Stuttgartisches Journal". Leonhard Euler también menciona la máquina en "Lettres à une Princesse d' Allemagne". En 1755 Diviš pidió al emperador Fernando I de Austria que le permitiera construir más máquinas en varios lugares para el bienestar del pueblo. El emperador dejó que los matemáticos de Viena juzgaran la propuesta, pero la rechazaron. El abate Marci, matemático de la corte y amigo de Diviš, comentó: "Blasphemant, quae ignorant" (condenando lo que no saben). En 1756 la máquina fue dañada por el viento y luego reconstruida, y luego, el 10 de marzo de 1760, los enfadados aldeanos de Přímětice derribaron la estructura, culpando a Diviš de la sequía que afectó a la región ese año. Más tarde, después del verano en el que las tormentas eléctricas causaron muchos daños en los campos y viñedos, el pueblo le rogó que reconstruyera la máquina, lo que hizo en el recinto del monasterio de Loucky, y construyó otra en lo alto de la torre de la iglesia de Přímětice.

Estados Unidos

En Estados Unidos, el pararrayos puntiagudo, a menudo denominado incorrectamente "atractor de rayos", fue inventado por Benjamín Franklin como parte de sus revolucionarias exploraciones sobre la electricidad. Franklin pensó que, con una varilla de hierro afilada en punta en el extremo,

"El fuego eléctrico sería, creo, sacado de una nube silenciosamente, antes de que pudiera acercarse lo suficiente para golpear [...]".

Franklin especuló sobre los pararrayos durante varios años antes de su experimento de la cometa. Este experimento, de hecho, tuvo lugar porque estaba cansado de esperar a que la Iglesia de Cristo en Filadelfia estuviera terminada para poder colocar un pararrayos sobre ella. Hubo cierta resistencia por parte de las iglesias, que consideraban que estaba desafiando la voluntad divina al instalar estos pararrayos. Franklin replicó que no hay ninguna objeción religiosa a que los tejados de los edificios resistan las precipitaciones, por lo que el rayo, que él demostró que no es más que una gigantesca chispa eléctrica, no debería ser diferente. Como acto de filantropía, Franklin decidió no patentar el invento.

En el siglo XIX, el pararrayos se convirtió en un símbolo del ingenio estadounidense y en un motivo decorativo. Los pararrayos se adornaban a menudo con bolas de cristal ornamentales (ahora apreciadas por los coleccionistas). El atractivo ornamental de estas bolas de cristal también se ha incorporado a las veletas.

En ocasiones, se utilizaban bolas de vidrio macizo en un método que se creía que evitaba la caída de rayos en los barcos. Merece la pena destacarlo aquí no porque funcionara, que no lo hacía, sino porque revela mucho sobre el pensamiento precientífico. Los objetos de vidrio no conducen bien la electricidad. Rara vez son alcanzados por un rayo. Por lo tanto, dice la teoría, debe haber algo en el vidrio que repele los rayos. De ahí que el mejor método para evitar que un rayo cayera sobre un barco de madera fuera enterrar una pequeña bola de vidrio sólido en la punta del mástil más alto. El comportamiento aleatorio de los rayos hizo que el método ganara bastante credibilidad incluso después del desarrollo del pararrayos marino, poco después del trabajo inicial de Franklin.

La patente estadounidense 1.266.175 de Nikola Tesla fue una mejora de los protectores contra rayos. La patente se concedió debido a un fallo en la teoría de funcionamiento original de Franklin: el pararrayos puntiagudo ioniza el aire a su alrededor. Esto hace que el aire sea conductor, lo que a su vez aumenta la probabilidad de un impacto. Muchos años después de recibir su patente, en 1919 el Dr. Tesla escribió un artículo para The Electrical Experimenter titulado "Famous Scientific Illusions", en el que explica la lógica del pararrayos puntiagudo de Franklin y revela su método y aparato mejorados.