Los contactos internos de un tomacorriente se fabrican con materiales de baja resistividad para que la corriente eléctrica pueda fluir con la menor resistencia posible y evitar el sobrecalentamiento del enchufe.
La resistividad es una propiedad física que cuantifica la oposición de un material al paso de una corriente eléctrica. En la vida cotidiana y en la industria es fundamental saber cómo se comporta cada material frente a la electricidad.
A mayor resistividad eléctrica, menor es la cantidad de corriente que deja pasar un material, no siendo entonces un buen conductor de electricidad, como ocurre con el nicromo (aleación con alta resistencia eléctrica capaz de transformar energía eléctrica en calor). El vidrio, en concreto, sirve como aislante porque presenta una elevada resistividad. El cobre, en cambio, es un excelente conductor porque posee muy baja resistividad.
La unidad de medida es ohmio-metro, mientras que la fórmula de la resistividad es ρ=R⋅A/L.
Ρ (rho) = resistividad
(R) = resistencia eléctrica
(A) = área de la sección transversal del conductor
(L) = longitud del conductor
Para ayudar a comprender qué es resistividad y cuál es la diferencia entre resistencia y resistividad, iremos desarrollando información teórica complementada con ejemplos. Con ese propósito resaltaremos las principales características y los beneficios prácticos de la resistividad.
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ResumenCaracterísticas de la resistividad
Es interesante saber cuáles son las características de la resistividad y aprovecharlas para diferenciarla fácilmente de la resistencia.
En primer término, la resistividad no varía con la geometría; la resistencia sí. La resistividad es una propiedad intrínseca del material, no depende de las dimensiones, la forma ni del tamaño del elemento.
En la práctica se comprueba que la resistividad de los cables de cobre es siempre la misma frente a idénticas condiciones de temperatura, sin importar si es un cableado finito y largo o de grosor considerable y corta extensión.
Al subir la temperatura, la resistividad aumenta en los metales (como lo son la plata, el aluminio y el cobre). Si se incrementa la temperatura, la resistividad de los semiconductores (el germanio y el silicio, por ejemplo) disminuye. La resistividad cero (o nula) se advierte cuando los superconductores se enfrían por debajo de una temperatura crítica específica (como los casos del plomo y el mercurio). Existen, además, superconductores de alta temperatura. También conviene considerar que el campo magnético, la presión y las impurezas pueden afectar la resistividad.
En compuestos como el grafito o ciertos materiales cristalinos, puede haber resistividad anisotrópica. Esto significa que sus valores cambian de acuerdo a la dirección en la cual se mide.
Otra condición transcendental para tener presente: la resistividad y la conductividad eléctrica son magnitudes inversas entre sí. La resistividad indica la fuerza de un material para impedir o frenar el paso de electricidad; la conductividad, la facilidad del material para permitir el paso de la corriente.
Es imprescindible considerar tanto la resistividad eléctrica como la conductividad de los materiales (junto con otras propiedades) al diseñar, fabricar e instalar un cableado eléctrico público.
Ejemplos
Entre los metales, la plata es el mejor conductor eléctrico, cuya resistividad es muy baja (a 20 °C, su resistividad es 1.59 × 10⁻⁸ Ω⋅m). Es más eficiente que el cobre y el oro, pero no suele usarse masivamente por la relación entre costos y durabilidad. En circuitos impresos, bobinados y cables eléctricos es común que se use cobre (la resistividad del cobre es 1.72 × 10⁻⁸ Ω⋅m).
Más resistivo que el cobre es el tungsteno, un elemento químico de gran dureza capaz de soportar temperaturas extremas. La resistividad del tungsteno a una temperatura ambiente de 20 °C, citan las fuentes de referencia, es de 5.60 × 10⁻⁸ Ω⋅m aproximadamente. Si la temperatura sube, la resistividad también.
El grafito natural es un material fuertemente anisotrópico. Su resistividad eléctrica en dirección paralela a sus capas es muy baja, pero en dirección perpendicular es muy alta.
Beneficios de la resistividad eléctrica
Los beneficios de la resistividad eléctrica se pueden dividir de acuerdo a sus campos de aplicación o del tipo de resistividad.
En electrónica y en ingeniería eléctrica, la baja resistividad se aprovecha para la transmisión de corriente teniendo una pérdida mínima de energía. Los materiales con alta resistividad, en cambio, se utilizan como aislantes, siendo útiles para instalaciones eléctricas seguras que no generen descargas ni cortocircuitos. En definitiva, la resistividad se mide para lograr un óptimo equilibrio entre seguridad y eficiencia energética.
Además, en la industria manufacturera y el sector de fabricación de materiales, la resistividad se tiene en cuenta para la elaboración de productos más duraderos, seguros y eficientes. Asimismo, la resistividad es clave para brindar una buena seguridad industrial.
La resistividad del suelo (y del subsuelo también) se cuantifica en ingeniería civil/ambiental y geofísica para minimizar las perforaciones del terreno. Estos beneficios se observan en tareas de arqueología y exploración minera o al localizar aguas subterráneas y acuíferos, por ejemplo.
La resistividad, por otra parte, se estudia en bioingeniería y medicina en pos de tratamientos más precisos y el desarrollo de diagnósticos exactos sin necesidad de estudios invasivos.
Los beneficios de la resistividad alta se traducen en mayor seguridad eléctrica. La baja resistividad permite reconocer a los buenos conductores, elementos indispensables para conseguir circuitos electrónicos, líneas de transmisión y transformadores más eficientes.
En una red eléctrica pública la resistividad influye en el sistema de puesta a tierra de cada torre y la elección de los cables aéreos que sirven como conductores.
Importancia y aplicaciones prácticas
Conocer la resistividad eléctrica de los materiales es importante para saber cómo reaccionan o se comportan frente a la corriente eléctrica. Es un dato necesario para la clasificación de los elementos en las categorías de conductores, semiconductores y aislantes. También es clave para diseñar componentes o sistemas eléctricos con un marco de seguridad, confiabilidad y eficiencia energética.
Las aplicaciones prácticas de la resistividad eléctrica han permitido avances tecnológicos en la ingeniería electrónica y eléctrica. Incide, además, en técnicas de bioimpedancia y se valora al realizar tratamientos de ablación por radiofrecuencia. Los expertos en geofísica, por su parte, analizan terrenos mediante la medición de la resistividad del subsuelo y del suelo. Y los especialistas que se dedican a diseñar e instalar sistemas de puesta a tierra le dan extrema importancia a la resistividad del terreno: si la resistividad del suelo es baja, más sencillo es el desafío de disipar corrientes de rayo o de falla hacia la tierra.
Analizando los usos de la resistividad en ámbitos diferentes se determina que la resistividad eléctrica es una herramienta imprescindible para lograr una deseable combinación de eficiencia y seguridad al trabajar con electricidad.
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