Resistencia calefactora eléctrica

Una resistencia calefactora eléctrica es un conductor hecho para convertir la corriente eléctrica en calor, en un hervidor, un horno, una plancha o un calentador de agua. La patente más antigua se concedió en Estados Unidos en 1859 a George B. Simpson, por un hilo de platino enrollado en las ranuras de una losa de esteatita y alimentado con pilas. El hilo de níquel-cromo, patentado por Albert Marsh en 1906, y la resistencia blindada, una espiral envuelta en óxido de magnesio dentro de un tubo de metal, patentada por Charles C. Abbott, de General Electric, en 1921, hicieron duraderas estas resistencias.

Qué es

Una resistencia calefactora es un conductor hecho para oponerse a la corriente que lo atraviesa, de modo que se calienta. Un motor o una lámpara también desprenden algo de calor, pero la resistencia se construye solo con ese fin, y casi toda la energía eléctrica que recibe sale en forma de calor. Las resistencias calientan el agua de hervidores, calentadores y lavadoras, el aire de hornos y estufas, y la suela de las planchas.

Una resistencia blindada enrollada en espiral plana forma la placa de una cocina eléctrica.

Hay dos tipos principales. En una resistencia abierta, el hilo resistente desnudo, casi siempre en espiral o en cinta plana, cuelga al aire sobre soportes de cerámica o mica. Se calienta deprisa y se pone al rojo, como en una tostadora, un secador de pelo o las barras de una estufa radiante. En una resistencia blindada, la espiral recorre el centro de un tubo de metal relleno de un polvo mineral blanco que le impide tocar el tubo. El tubo puede doblarse en anillos y lazos, encajarse en una placa de cocina o sumergirse directamente en el agua.

Una resistencia forma parte de un aparato mayor. Un termostato o un regulador la enciende y la apaga para mantener la temperatura elegida, y un limitador térmico corta el circuito si se recalienta. Las resistencias calefactoras funcionan con la tensión de la red, alcanzan varios cientos de grados y pueden matar por electrocución. Use solo aparatos homologados, no fabrique, recablee ni repare nunca una resistencia ni sus conexiones, y deje cualquier intervención a un electricista cualificado.

Cómo funciona

Cuando una corriente recorre un hilo, las cargas en movimiento chocan con los átomos del metal y les ceden energía en forma de calor. En 1841 James Prescott Joule demostró que el calor producido en un tiempo dado es proporcional a la resistencia del hilo multiplicada por el cuadrado de la intensidad. Con una tensión de alimentación fija, el diseñador elige por tanto la longitud y la sección del hilo para que la resistencia consuma justo la potencia deseada: un hilo más corto o más grueso deja pasar más corriente y calienta más.

En una estufa radiante, la espiral desnuda brilla al aire, enrollada sobre una varilla de cerámica.

El hilo debe aguantar el rojo en el aire durante años. La mayoría de los metales se oxidan deprisa al rojo, y el platino, que Simpson empleó en 1859, resiste pero es escaso y caro. La aleación de Albert Marsh, níquel con menos de la mitad de cromo, patentada en 1906, tiene una resistencia eléctrica alta y se cubre de una fina capa de óxido bien adherida que protege el metal de debajo. La variedad habitual, con un 80 % de níquel y un 20 % de cromo, la garantizan los fabricantes para uso continuo en el aire hasta unos 1200 °C.

En una resistencia blindada, la espiral está en el centro de un tubo de metal, sujeta en una masa dura de polvo de óxido de magnesio. El óxido de magnesio aísla la electricidad pero conduce bien el calor, de modo que el calor de la espiral llega a la vaina mientras la corriente se queda dentro. El polvo absorbe la humedad del aire, y un polvo húmedo deja escapar corriente hacia la vaina; por eso los extremos del tubo van sellados y la vaina se conecta a tierra.

Historia y evolución

Joule publicó su ley del calentamiento eléctrico en el Philosophical Magazine en 1841, en un artículo sobre el calor que desprenden los hilos de metal recorridos por una corriente y los elementos de una pila.

La estufa de Simpson de 1859: una espiral de platino colocada en zigzag en las ranuras de una losa de esteatita.

En un caveat presentado el 16 de diciembre de 1857, George B. Simpson, de Washington, describió un aparato de calefacción eléctrica, por el que obtuvo una patente estadounidense el 20 de septiembre de 1859. Enrollaba un hilo de platino o de otro metal en veintiuna ranuras paralelas talladas en una losa de esteatita de unas ocho pulgadas de lado, y lo alimentaba con pilas galvánicas. Lo proponía para «calentar habitaciones, hervir agua, cocinar alimentos». El Hagley Museum and Library lo considera la primera cocina eléctrica patentada. En 1882 Henry W. Seely patentó una plancha eléctrica calentada por una resistencia de carbono.

Pocos años después de la patente de Marsh, varias empresas, entre ellas General Electric, fabricaban tostadoras eléctricas con hilo de níquel-cromo. En 1918 Charles C. Abbott, de General Electric, en Pittsfield (Massachusetts), solicitó una patente para la resistencia blindada, una espiral de níquel-cromo aislada con magnesia en polvo dentro de un tubo de metal. La patente se concedió en 1921, y General Electric vendió estas resistencias con el nombre de Calrod. Hoy las resistencias blindadas calientan calentadores de agua, lavavajillas, hornos y muchos otros aparatos.