Una batería de rana es una batería electroquímica que consta de varias ranas muertas (o, a veces, vivas) que forman las celdas de la batería conectadas en serie . Es un tipo de biobatería . Se utilizó en las primeras investigaciones científicas sobre electricidad y en demostraciones académicas.
El principio detrás de la batería es el potencial de lesión creado en un músculo cuando se daña, aunque esto no se entendía completamente en los siglos XVIII y XIX; el potencial fue causado incidentalmente debido a la disección de los músculos de la rana.
La batería de rana es un ejemplo de una clase de biobaterías que se pueden fabricar a partir de cualquier cantidad de animales. El término general para un ejemplo de esta clase es pila muscular .
La primera batería de ranas conocida fue creada por Carlo Matteucci en 1845, pero hubo otras antes que él. Matteucci también creó baterías a partir de otros animales y Giovanni Aldini creó una batería a partir de cabezas de buey.
En los primeros tiempos de la investigación eléctrica, un método común para detectar la corriente eléctrica era mediante un galvanoscopio hecho con patas de rana . El investigador tenía a mano una buena cantidad de ranas vivas listas para preparar sus patas para el galvanoscopio. Por lo tanto, las ranas eran un material conveniente para usar en otros experimentos. Eran pequeñas, fáciles de manipular, las patas eran especialmente sensibles a la corriente eléctrica y respondían durante más tiempo que otros animales candidatos para esta función. [1]
Para la construcción de las baterías era habitual utilizar los muslos de las ranas. Primero se desollaban las patas de la rana, luego se cortaba la parte inferior de la pierna a la altura de la articulación de la rodilla y se descartaba. Si se dañaba el músculo durante este procedimiento, se perjudicaba el resultado. Luego se cortaba el músculo del muslo en dos transversalmente para producir dos medios muslos. Solo se conservaba la pieza inferior, de forma cónica. Luego, los medios muslos se colocaban sobre un aislante de madera barnizada, dispuestos de manera que la superficie interior de uno estuviera en contacto con la superficie exterior del siguiente, con los extremos cónicos de la superficie exterior empujados hacia la cavidad de la superficie cortada. Los extremos de la pila se colocaban en tazas de agua hundidas en la madera y formaban los terminales de la batería. [2] [3]
La disposición de la superficie interna conectada a la superficie externa se basó en la teoría incorrecta de que había una corriente eléctrica en los músculos que fluía continuamente desde el interior hacia el exterior. Ahora se sabe que los medios muslos tenían más éxito en la generación de electricidad porque habían sufrido la mayor lesión en el músculo. Este efecto de aumento del potencial eléctrico debido a la lesión se conoce como potencial de demarcación o potencial de lesión . [4]
También se podrían utilizar otras construcciones. Por ejemplo, se podrían utilizar las patas traseras completas con los nervios ciáticos expuestos para que el nervio de una rana se pudiera conectar a las patas de la siguiente. También se podrían utilizar ranas enteras. Aunque era más laborioso preparar los músculos de los muslos, la mayoría de los experimentadores prefirieron hacerlo así porque daba mejores resultados. [5]
La primera pila de ranas fue construida por Eusebio Valli en la década de 1790 con una cadena de 10 ranas. Valli tuvo dificultades para comprender todos sus propios resultados; siguió a Luigi Galvani en la creencia de que la electricidad animal (o electricidad galvánica ) era un fenómeno diferente de la electricidad metal-metal (o electricidad voltaica ), incluso negando su existencia. La teoría de Alessandro Volta se demostró correcta cuando logró construir la pila voltaica sin el uso de ningún material animal. Debido a que Valli se encontró en el lado equivocado en esta disputa y se negó a cambiar su opinión a pesar de la evidencia, su trabajo se ha convertido en un poco atrasado y su batería de ranas es poco conocida y está mal documentada. [6]
En 1818, Leopoldo Nobili construyó una batería de rana a partir de ancas de rana completas, a la que llamó pila de rana . La utilizó para investigar la electricidad animal, pero sus experimentos fueron duramente criticados por Volta, que argumentó que la verdadera fuente de electricidad eran metales diferentes en el circuito externo. Según Volta, los fluidos en la rana simplemente proporcionaban el electrolito. [7]
La primera batería de rana conocida fue construida por Carlo Matteucci , que fue descrita en un artículo presentado a la Royal Society en 1845 por Michael Faraday en su nombre. Más tarde también apareció en el popular libro de texto de física para estudiantes de medicina Elements of Natural Philosophy de Golding Bird . Matteucci construyó su batería a partir de una pila de 12 a 14 medios muslos de ranas. A pesar de la teoría equivocada detrás de la batería de medio muslo, la batería de rana de Matteucci era, sin embargo, lo suficientemente potente como para descomponer el yoduro de potasio . Matteucci pretendía con este aparato responder a las críticas de Volta a Nobili construyendo un circuito, en la medida de lo posible, completamente de material biológico y, por lo tanto, demostrar la existencia de la electricidad animal. Matteucci también estudió los efectos que el vacío, varios gases y venenos tenían sobre la batería de rana, concluyendo que en muchos casos su funcionamiento no se vio afectado incluso cuando la sustancia era tóxica o letal para el animal vivo. [8]
Las ranas no fueron las únicas criaturas que se utilizaron a la fuerza para formar baterías. En 1803, Giovanni Aldini demostró que se podía obtener electricidad de la cabeza de un buey recién sacrificado. Un galvanoscopio de rana conectado entre la lengua y la oreja del buey mostró una reacción cuando el circuito se completó a través del propio cuerpo del experimentador. Se obtuvo una reacción mayor cuando Aldini unió dos o tres cabezas para formar una batería. Más tarde, en la década de 1840, Matteucci también creó baterías para anguilas, palomas y conejos. Además, creó una batería a partir de palomas vivas conectando una herida hecha en el pecho de una paloma al cuerpo de la siguiente. Matteucci afirma que este diseño se basó en una batería preexistente de ranas vivas. [2] [9]