INICIO DE LA ELECTRICIDAD, RELÁMPAGOS Y SU FUTURA APLICACIÓN COMO ENERGÍA RENOVABLE

INICIO DE LA ELECTRICIDAD, RELÁMPAGOS Y SU FUTURA APLICACIÓN COMO ENERGÍA RENOVABLE

Biblioteca Alfonso Borrero Cabal, S.J

Pontificia Universidad Javeriana

Bogotá, Colombia

RESUMEN

Palabras claves:

ABSTRACT

Keywords:

1. INTRODUCCIÓN

"No hay inversión más rentable que la del conocimiento"

Benjamin Franklin

Se denomina electricidad como una manifestación física a través de la propensión o del rechazo qué ejercen entre sí las distintas partes y a la rama de la tecnología que lo aplica [1].

La electricidad ha venido desarrollándose desde los tiempos de la civilización griega hasta nuestros días. Todo este desarrollo se debe a los distintos aportes de algunos científicos que hicieron estudios sobre los fenómenos de la naturaleza, tal como lo hizo Benjamin Franklin, quien realizó un experimento en Francia en 1752 en el que hizo volar una cometa durante una tormenta, para demostrar que el rayo era electricidad y lo probó al pasar éste a través de la cuerda húmeda a la cual había atado una llave. Cuando tocó la llave salieron chispas como con el ámbar o al tocar una alfombra. Como consecuencia de este experimento, inventó el “pararrayos” o barra metálica que atrae los rayos y los conducen al suelo para descargarlos. También formuló una teoría que explica que la electricidad era un fluido único existente en toda materia y calificó a las substancias en eléctricamente positivas y eléctricamente negativas de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido, es decir, creía que la electricidad era algo que estaba en todas las cosas y que se podía presentar en exceso o en defecto (positiva en exceso y negativa en defecto).[2] La observación de los relámpagos fue fundamental para exponer los secretos de la carga eléctrica.

2. MARCO TEÓRICO

CONCEPTO

Como bien es sabido, la electricidad es una forma de energía que se encuentra en todas las facetas y actividades de cualquier sociedad desarrollada. La utilización de la misma ha permitido dar respuesta a las necesidades de la humanidad. Entre sus innumerables representaciones se encuentran los relámpagos, que hacen referencia a la chispa o el resplandor producido en las nubes por una descarga eléctrica.

Teniendo en cuenta lo anterior y los grandes avances de la ciencia y la tecnología hoy en día, es preciso plantear sí ¿es posible que los relámpagos puedan llegar a ser fuente de energía renovable para toda la sociedad? Para responder esta pregunta, es necesario remitirse a la definición de relámpago y entender su significado.

Para poder entender qué es un relámpago, se debe primero conocerla diferencia entre rayo, trueno y relámpago.

El rayo es el origen del trueno y del relámpago. Éste, hace referencia a la descarga electrostática en la atmosfera que se produce por la fricción entre nubes o entre nubes y tierra (una superficie), cuando la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos supera un límite de aproximadamente 30.000 voltios. Es entonces cuando se produce la ruptura dieléctrica del aire, convirtiéndolo en conductor eléctrico y produciendo una descarga eléctrica en forma de rayo. En el momento en que se produce el rayo, se libera gran cantidad de energía y de manera tan repentina, que da origen a un “fogonazo”, “chispa” o “resplandor” enorme, es decir una manifestación lumínica[3], que se denomina relámpago. Por otro lado, los truenos son los sonidos que se producen cuando gases como el oxígeno son sometidos a altísimas temperaturas durante un corto período de tiempo.[4]

Retomando la pregunta ¿qué es un relámpago?, no es más que una chispa producida cuando las cargas eléctricas repentinamente se trasladan de nube a nube o de una nube a la tierra, cuando la diferencia de potencial eléctrico es muy alta. Después que se ve el relámpago, se escucha un ruido muy fuerte –trueno–, producido por la expansión del aire al paso de la descarga eléctrica. Todo esto ocurre prácticamente al mismo tiempo, sin embargo, primero se observa el relámpago y después se escucha el trueno, ya que la luz se transmite más rápido que el sonido. La velocidad de la luz es tan rápida que se ve el relámpago inmediatamente, pero como el sonido se propaga sólo algo más de 300 metros por segundo, el ruido del trueno llega después. Sabiendo esto, se puede calcular aproximadamente a qué distancia se encuentra un sujeto de una tormenta, dividiendo el intervalo entre la luz del relámpago y el sonido del trueno (en segundos) por la velocidad del sonido (330m/seg. aproximadamente).[5]

El preludio de un relámpago radica en la separación de las cargas eléctricas en la nube: la negativa se acumula en la parte inferior, mientras que la positiva lo hace en la superior. Cuando la carga negativa crece lo suficiente para vencer la resistencia eléctrica del aire –que sucede a unos 18.000 voltios–, un flujo de electrones empieza a descender de la nube zigzagueando hacia la tierra. La proximidad de los electrones hace que se acumulen cargas positivas en la tierra, que usan cualquier objeto conductor de la zona para ascender: edificios, árboles o personas; y empieza el despliegue pirotécnico, una especie de cortocircuito. En menos de una milésima de segundo, la corriente alcanza de unos 10.000 a 200.000 amperios. Aunque el flujo real de partículas es descendente, el punto de contacto entre el chorro de la nube y el de tierra asciende a 80.000 km/s. Este contragolpe contribuye con más electrones y calienta el aire a unos 50.000ºC. Cada metro de aire caliente en el canal del rayo brilla tanto como un millón de bombillas de 100 Vatios. Este brillo del contragolpe ascendiendo es el relámpago, sólo que desde nuestro parecer, se ve como si descendiera.[6] Es importante recordar que:

Muchas casas reciben los servicios de teléfono y energía eléctrica mediante cables aéreos conectados a ellas y las señales de radio y T.V. de antenas también aéreas. Estos conductores aéreos pueden ser golpeados por un relámpago. Deben ser protegidos de las excesivas corrientes y voltajes que resultan de este accidente.

Shick, Kurt Principios de electricidad. Pág. 100. 1971.

El por qué se producen los relámpagos ha sido una interrogante que muchos científicos han tratado de resolver. Sin embargo,

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