Pila de Volta

La pila de Volta va ser adquirida pel Gabinet de Física i Química el curs 1888-1889 per un import de 55 pessetes. Es tracta d’una pila de 60 elements, això vol dir que consisteix en 30 parells de discos de zinc i coure apilats l’un sobre l’altre (d’aquí prové el nom de pila), separats per una capa de feltre impregnada amb electròlits. Amb aquesta construcció, el físic italià Alessandro Volta va aconseguir generar un corrent continu i estable que, a més, es descarregava molt lentament, tot i que no era capaç de generar grans espurnes. 

La patent de Volta original del 1799 va ser la primera pila que es va conèixer, però a l’institut Jaume Balmes ja se n’havien adquirit prèviament d’altres que s’adaptaven millor a l’activitat docent. En els primers anys en què s’invertia en material científic ja es van comprar piles, el curs 1861-1862 es van adquirir una pila de Wollaston de 6 parells, una pila de Bunsen de 10 parells i una pila de Grove; el curs 1862-1863 es va adquirir una pila de Munch de 50 parells. Malauradament, cap d’aquestes piles s’ha conservat.

Tot i que durant el segle XVIII ja s’havien descobert màquines que obtenien electricitat per fregament i s’havien construït condensadors capaços d’acumular-la, el corrent elèctric no es va conèixer fins que Volta es va dedicar a investigar els efectes de la seva pila en tota mena d’elements, metalls, animals o dissolucions entre altres. El 20 de març de 1800 Volta va escriure una carta al president de la societat científica més important del moment, la britànica Royal Society, en la que explicava amb tota mena de detalls a Sir Joseph Banks els experiments que havia dut a terme amb un aparell que va anomenar “Òrgan elèctric artificial”. En una segona carta de l’1 d’abril del mateix any, aclareix alguns dels punts de la primera i afegeix nova informació. Amb ambdues cartes es fa una lectura davant de tots els membres de la Royal Society el 26 de juny de 1800, lectura que es publica posteriorment. 

En aquest document Volta explicava l’estructura i el procés de construcció de l’aparell i, a més, n’explicava algunes aplicacions rellevants. Conclou que l’electricitat es genera per contacta mutu entre metalls de diferents tipus, i, en particular, entre la plata i el zinc, amb la qual cosa va posar fi a la polèmica que s’havia generat amb el metge Luigi Galvani, que arran dels seus experiments amb granotes havia considerat l’electricitat com un fenomen d’origen animal. 

El document de Volta era especialment detallat en el que fa referència a descriure la interacció de l’electricitat amb els diferents sentits, per exemple amb el gust: 

“la més curiosa d’aquestes experiències és la de tenir la làmina metàl·lica (un dels pols de la pila) premuda entre els llavis i en contacte amb la punta de la llengua; quan es completa el cercle de la forma convenient (es tanca el circuit), s’excita a la vegada, si l’aparell és suficientment gran, i el corrent elèctric prou fort, una sensació de lluminositat en els ulls, una convulsió als llavis i també a la llengua, una punxada dolorosa en la seva punta, seguida al final d’una sensació de sabor”. 

L’invent de Volta va divulgar-se molt ràpidament i molt aviat va ser un aparell habitual en les demostracions científiques que es feien als salons de les cases benestants. Un dels personatges que es va interessar en aquestes demostracions va ser Napoleó, que va aconseguir que Volta viatgés a París per fer personalment aquestes demostracions, a alguna de les quals va arribar a assistir, arribant a crear un premi per a qui descobrís alguna cosa relacionada amb el tema i va animar als científics francesos a que construïssin la pila més gran del món. 

Una de les troballes més interessants en els primers usos de la pila de Volta és la descomposició de l’aigua per electròlisi, aconseguida per Willian Nicholson i Anthony Carlisle el mateix 1800, iniciant el camp de recerca conegut com electroquímica. 

Qui era Volta?

Alessandro Volta va néixer a Como, actualment Itàlia, el 18 de febrer de 1745, en una família noble, profundament religiosa i gairebé extingida per la dedicació de la major part dels seus membres al sacerdoci. 

El 1774 va aconseguir el seu primer càrrec acadèmic en el Ginnasio de Como (l’Escola de Secundària). Allà va descobrir el Metà, fet que li va servir per aconseguir fons del govern Austríac (que en aquell temps controlava aquell territori) per a viatjar a importants centres de recerca europeus. Més tard va aconseguir una plaça de professor de Física Experimental a la Universitat de Pavia, on va ser-ho durant casi 40 anys. Napoleó li va concedir la medalla d’or de l’Institut de France, la Royal Society el va elegir com a membre, va ser membre de l’Acadèmia de les Ciències de Berlin i també de la de París. La fama pels seus descobriments també li va reportar beneficis econòmics, morint ric. 

El descobriment del potencial elèctric per contacte entre metalls és una contribució molt important. Com a reconeixement a aquest descobriment la unitat de mesura de la diferència de potencial elèctric (el Volt) pren el seu nom d’Alessandro Volta.

La pila de Volta a Catalunya

A casa nostra l’arribada de la pila està íntimament relacionada amb la feina de Francesc Salvà i Campillo. 

Salvà i Campillo va ser un metge nascut el 1751 al carrer Petrixol de Barcelona. Fill de metge i net de farmacèutic, va estudiar medicina a les Universitats de València, Osca i Tolosa. Als 22 anys ja estava treballant com a metge i havia ingressat al que actualment és la Reial Acadèmia de Medicina, institució que li va permetre fer recerca sobre la vacuna de la verola i sobre diverses epidèmies a la Catalunya Nord a finals del segle XVIII.

Influenciat per la Il·lustració Francesa, va dedicar temps a molts altres camps, com la meteorologia, la mecànica, l’electricitat o la construcció d’instruments científics. Aquest darrer àmbit dels instruments científics és el que li ha proporcionat, a posteriori, més reconeixement internacional fins i tot més que nacional). 

El 1795, pocs anys abans de l’invent de Volta, Salvà va presentar a l’Acadèmica de Ciències de Barcelona un treball titulat “Electricitat aplicada a la telegrafia”, on defensava la telegrafia elèctrica com una opció millor per a les comunicacions que no pas la telegrafia òptica. Uns anys més tard, el 1800, i abans de conèixer la pila de Volta, va presentar una nova memòria a l’Acadèmia titulada Addició sobre l’aplicació del galvanisme a la telegrafia, on seguia insistint en els avantatges de la telegrafia elèctrica des de punts de vista tan moderns com l’optimització de sistemes, la codificació, l’experimentació, la fiabilitat, la sensibilitat, la disponibilitat o el cost. 

Finalment, en una tercera memòria de l’any 1804 explicà com fer servir la pila de Volta per generar corrent elèctric i els avantatges de fer servir el procés d’electròlisi per detectar el corrent del receptor del seu telègraf. Tot i que no tenim imatges de com era el telègraf de Salva i Campillo, a la imatge 6 podem veure com se’l va imaginar Antonio Suárez-Saavedra, un operador de telègraf de finals del segle XIX. A la imatge es veu clarament una pila de Volta connectada al telègraf. 

Elaboració d’una pila de Volta

Amb uns quants materials que podem obtenir fàcilment podem construir-nos una pila de Volta. 

Necessitarem unes quantes monedes d’1, 2 o 5 cèntims d’euro. Aquetes monedes són d’acer recobertes de coure. Hem de retallar discs de feltre del mateix diàmetre de les monedes que haguem triat. Necessitarem també trossos de zinc de la mateixa mida de les monedes. Trobar zinc a casa pot ser més complicat, però podem comprar làmines d’aquest material en una ferreteria per molt pocs diners. 

Per a que la nostra pila no caigui necessitarem un tub de metacrilat o de plàstic que ens faci de suport i aigua amb sal. 

Finalment, si volem comprovar-ne el funcionament ens caldrà també un voltímetre. 

Mullem els discs de feltre en aigua amb sal i construïm la nostra pila alternant les diferents capes: moneda-feltre-zinc-moneda-feltre-zinc-moneda-feltre-zinc… com més peces col·loquem més voltatge obtindrem. Per mesurar el voltatge connectarem el voltímetre a la peça a la moneda d’un extrem i a la peça de zinc de l’altre.

Bibliografia

Corominas, Josep i Caamaño, Aureli (2022). “De la pila Bagdad a una pila con un sacapuntas y una mina de lápiz, pasando por la pila Daniell y la pila de Volta”. ”. Anales de la Real Sociedad Española de Química, 118 (2), p. 96-102.

KRAGH, Helge. Confusion and controversy: Nineteenth-century theories of the voltaic pile. Kirjassa F. Bevilacqua ja EA Giannetto (Toim.) Nuova Voltiana, Studies on Volta and his Times, 2000, 1: 133-157.

Martín Sánchez, Mª Teresa i Martín Sánchez, Manuela (2001). “Doscientos años de la pila de Volta y el avance de la Química”. Anales de la Real Sociedad Española de Química, segunda época, abril-junio 2001, p. 4-10.

Memoria para la apertura del curso académico de 1861-62 en el Instituto de 2ª Enseñanza de Barcelona. Barcelona, Imprenta y librería politècnica de Tomás Gorchs, 1861. 

Memoria para la apertura del curso académico de 1888-89 en el Instituto de 2ª Enseñanza de Barcelona. Barcelona, Imprenta y librería politècnica de Tomás Gorchs, 1889. 

Perez Yuste, Antonio (2008). “Salvá’s electric telegraph based on Volta’s battery,” IEEE History of Telecommunications Conference, Paris, France, 2008, p. 6-11,

Pérez Yuste, Antonio, (2010). “Francisco Salvá’s Electric Telegraph”.  Proceedings of the IEEE, Vol 98, nº 11, p. 1974-1977. 

Sallent del Colombo, Emma (2000). “Alessandro Volta sobre la electricidad excitada por el simple contacto de substancias conductoras de distintas especies”. Llull: Revista de la Sociedad Española de Historia de las Ciencias y de las Técnicas, Vol. 23, nº 48, p. 763-784.