ELECTRICIDAD ATMOSFRICA

RESUMEN

Es bien sabido que el clima est cambiando da a da, bien por causas naturales o

provocadas por la accin del hombre o ambas a la vez. Es por eso que en este

trabajo se mencionan los diversos aspectos en los cuales se ven involucrados

algunos de los fenmenos naturales provenientes de este cambio climtico.

Uno de los cambios climticos con mayor relevancia son las tormentas elctricas,

las cuales para muchos de nosotros no significan nada y por lo tanto pasan

desapercibidas.

En este trabajo se mencionar la importancia de saber aprovechar todo lo que

naturaleza nos brinda, dndole un seguimiento a la generacin de las tormentas

elctricas y el beneficio que podra llegar a representar para todos nosotros si se

tuviera los medios necesarios para aprovechar todo el potencial proveniente de los

rayos elctricos.

Presentando la informacin existente en cuanto a la energa proveniente de la

atmosfera por medio de las tormentas elctricas y los diversos intentos que se han

originado en torno al manejo controlado de todo ese potencial elctrico.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Vivimos en un mundo regido actualmente por el uso de combustibles provenientes

del petrleo, todo parece estar totalmente controlado, ms sin embargo debemos

de estar consientes que nada dura para toda la vida, llegara un da en que todos

esos beneficios provenientes del mismo se agotarany no habr marcha atrs, es

por eso que debemos de buscar nuevas formas para la obtencin de energa.

Aunque existen diversos medios para la produccin de energa elctrica til para

nosotros, muchas de estas representan una bomba de tiempo para toda la

humanidad, ya que el nivel de contaminacin que se desprende al generar la

electricidad es demasiada alta y es cuestin de tiempo para que todo este mundo

que conocemos se vuelva aun ms imposible de habitar.

Buscamos nuevos y mejores rumbos en la obtencin de energa limpia que

representen no solo ganancias econmicas si no que ayuden a mejorar la calidad

de vida de las generaciones futuras. Es por eso que en este trabajo buscamos

proporcionar nuevas ideas en cuanto a la obtencin de energa limpia, til y

benfica para nosotros.

JUSTIFICACIN

La decisin de abordar esta problemtica surge de observar la situacin ambiental

por la que estamos pasando, donde se detecta que las formas actuales en cuanto

a produccin de energa elctrica no son del todo limpias.

Ya que muchos de estas plantas generadoras una vez que han producido la

energa til para nosotros, expulsan materia contaminante al medio ambiente,

generando as un mayor grado de contaminacin.

Llevndonos a la necesidad de buscar nuevas y mejores ideas en cuanto a

medios para la obtencin de energa.

OBJETIVO GENERAL

Presentar nuevas alternativas para la obtencin de energa elctrica que est libre

de agentes contaminantes, mostrando los nuevos avances que hay en cuanto al

aprovechamiento de energa proveniente de la atmosfera.

OBJETIVO ESPECIFICO

1. Mostrar los beneficios que traera el empleo de fuentes naturales para la

generacin de energa elctrica.

2. Dar a conocer a grandes rasgos los beneficios que presenta el emplear

fuentes naturales en comparacin con las plantas existentes que

desprenden grandes cantidades de contaminacin.

3. Promover el aprovechamiento de energas naturales.

MARCO TEORICO

Como primer paso de la investigacin mencionaremos algunas de las formas de

generacin de energa que actualmente existen, en cada una trataremos de

indicar cul es el elemento activo utilizado para la puesta en marcha de una

central productora de energa elctrica que como sabemos puede utilizar energa

qumica, mecnica, trmica o luminosa, entre otras, para transformarla en energa

elctrica.

La generacin elctrica se realiza, bsicamente, mediante un generador; si bien

estos no difieren entre s en cuanto a su principio de funcionamiento, varan en

funcin a la forma en que se accionan, es decir, el medio por el cual es puesto en

movimiento, desde que Nikola Tesla descubri la corriente alternay la forma de

producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad

tecnolgica para llevar la energa elctrica a todos los lugares habitados del

mundo.

Entre las formas de producir la energa elctrica podemos encontrar diversas

plantas productoras, como las que mencionaremos a continuacin.

Una central termoelctrica es un lugar empleado para la generacin de energa

elctrica a partir de calor. Este calor se obtiene principalmente de combustibles

fsiles: petrleo, gas natural o carbn. En su forma ms clsica, las centrales

termoelctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para

generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se

evapora. El vapor obtenido, a alta presin y temperatura, se expande a

continuacin en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que

genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un condensadordonde circula

por tubos agua fra de un caudal abierto de un ro o por torre de refrigeracin [1].

Una central trmica solar o central termo-solar es una instalacin industrial en la

que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiacin solar y su uso en

un ciclo termodinmico convencional, se produce la potencia necesaria para

mover un alternador para generacin de energa elctrica como en una central

trmica clsica [2].

Una central hidroelctrica se utiliza para la generacin de energa elctrica

la energa potencial del agua embalsada en una presa situada a ms alto nivel que

la central. El agua se lleva por una tubera de descarga a la sala de mquinas de

la central, donde mediante enormes turbinas hidrulicas se produce la electricidad

en alternadores [3].

Las centrales mareomotrices utilizan el flujo y reflujo de las mareas. En general,

puede ser til en zonas costeras donde la amplitud de la marea sea amplia y las

condiciones morfolgicas de la costa permitan la construccin de una presa que

corte la entrada y salida de la marea en una baha. Se genera energa tanto en el

momento del llenado como en el momento del vaciado de la baha [4].

La central nuclear se caracteriza por el empleo de combustible

nuclear fisionable que mediantereacciones nucleares proporciona calor que a su

vez es empleado, a travs de un ciclo termodinmicoconvencional, para producir

el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecnico en energa

elctrica [5].

Como lo mencionamos anteriormente, lo importante para este trabajo no es el

cmo generar energa, si no el buscar los medios ms adecuados para poder

obtenerla de una forma ms limpia y conservadora.

Como se pudo ver en todas la formas mencionadas anteriormente, existe un lmite

para poder seguir operando con normalidad, esto es o bien hasta cuando se siga

teniendo acceso al elemento principal de cada planta, o hasta cuando el medio

ambiente no los permita, ya que cabe mencionar que en la gran mayora de estas

plantas generadoras se libera una gran cantidad de contaminacin, hablando

puntualmente de la generacin nuclear y trmica.

Una de las nuevas formas para la obtencin de energa que se propone en la

investigacin es el empleo oportuno del medio ambiente, es decir, tratar de

aprovechar todos los beneficios que este puede traer para nosotros.

Cmo lo podemos aprovechar?

Dentro de los diversos cambiosque sufre el medio ambiente se encuentran las

tormentas elctricas, esos fenmenos que sin darnos cuenta cada vez que se

originan nos muestran una nueva forma para obtener energa elctrica limpia y

libre de contaminacin, uno de los tantos problemas que por aos se ha intentado

disminuir y que hasta la actualidad no se ha logrado frenar.

Con la finalidad de cimentar las bases de la investigacin nos dimos a la tarea de

buscar todo lo referente a la energa que nos brinda la atmosfera durante las

tormentas, encontrando estadsticas verdaderamente importantes y relevantes en

cuanto a nuestra investigacin, hechos histricos que nos llevan a pocas

realmente alejadas de nuestro tiempo, pero que sin duda alguna su aporte

signific mucho en cuanto a los dems estudios realizados con el mismo

propsito.

Alrededor de junio de 1752, Franklin inform de su famoso experimento realizado

con la cometa. Se encontraba realizando experimentos con la electricidad,

eleva su famosa "cometa elctrica" en un da de tormenta, y comprueba, a travs

de una llave atada a la cuerda que se producen descargas elctricas, llegando a

demostrar la naturaleza del rayo [6].

A partir de este hecho se perfilan grandes intentos por tratar de generar los

medios adecuados para el control de los rayos atmosfricos.

Otro intento por aprovechar la energa atmosfrica fue la que realiz Nikola Tesla,

el cambiaba la densidad superficial de carga en una zona definida de la superficie

terrestre.

Con su torre de unos 30 metros de alturageneraba un alto voltaje cargando una

estructura grande que al alcanzar un cierto potencial descargaba su contenido a

tierra logrando el cambio de densidad deseado,de esa forma cuando la torre

lograba descargar esos grandes potenciales a tierra a una frecuencia especifica,

los pulsos lograban la generacin de ondas.

Estos viajaban entre la torre y la atmosfera al punto de generar descargas

directas desde el medio ambiente a la torre y bajar potencias enormes y

controlables de acuerdo al grado de resonancia que se deseara, aun y cuando

todo este proyecto marchaba como algo realmente fiable, solo se quedo como un

intento ms; ya que no tuvo en seguimiento adecuado, aparte de que para esa

poca no se tenan los materiales indispensables para realizar trabajos de esta

magnitud [7].

Con el pasar de los aos se han creado grandes instrumentos de medicin, uno

de estos se ha utilizado para medir algunas de las propiedades de los rayos

provenientes de la atmosfera, su nombre es electrmetro, lo importante aqu es

que nos indicaciertos niveles de energa, con los cuales los grandes cientficos e

investigadores de la actualidad han logrado hacer comparaciones importantes,

como los mencionados a continuacin:

1. Un relmpago medio transporta una corriente elctrica negativa de 40-

120 kiloamperios (kA).

2. Transferencias de carga de 5 coulombios y 500 MJ.

3. Energa suficiente para alimentar a una bombilla de 100 vatios durante dos

meses [10].

La tensin depende mucho del tipo de rayo que se descargue, habr unos con

mayor intensidad que otros, tambin depende del rea donde se originen los

rayos, ya que hay zonas de suelen ser ms frecuentes que otras.

Pero de nada nos sirven estas estadsticas si no se empiezan a aprovechar, lo que

se est haciendo hoy en da es concientizar a las personas de lo importante que

es conservar el medio ambiente, tanto que cada vez el nmero de personas

interesadas en mejorar esto ha aumentado.

Desarrollando proyectos para poder controlar la energa de los rayos atmosfricos,

utilizando materiales que en el pasado no se conocan, dejando muy en claro que

solo estn en forma terica ya que aun no se han llevado a la prctica.

A continuacin mencionaremos los ms trascendentes en cuanto a aplicacin se

refiere.

Hydra, el rascacielos hecho de Grafeno que captura la energa de los rayos

durante una tormenta

Hydra Skyscraper es un proyecto presentado por un estudio multidisciplinar serbio

hecho por Milos Vlastic, Vuk Djordjevic, Ana Lazovic, Milica Stankovic y evaluado

en la ltima edicin de los premios de arquitectura Evolo, al que se le ha sido

reconocido con una mencin honorable.

Hydra es un edificio construido a partir de un material compuesto de grafeno que

debido a su alta conductividad trmica y elctrica adems de su gran resistencia

superando en 200% al acero, pretende captar la energa que se produce durante

las tormentas elctricas y almacenar la energa producida en mega-bateras

ubicadas en la base del edificio.

Cuando el aparato elctrico es impactado por los rayos, la estructura de grafeno

conduce la electricidad por canales hasta las bateras, la electricidad se utiliza

para dividir el agua en oxgeno e hidrgeno para almacenar energa en forma de

una pila de combustible.

El edificio en s es esencialmente una gigantesca jaula de Faraday que dirige la

energa elctrica en toda su estructura hacia los condensadores gigantes que se

localizan en la base de la estructura [8].

Nueva fuente de energa: las nubes

Investigadores colombianos lograron crear un mtodo capaz de captar la energa

de las descargas elctricas de las nubes de tormenta.

"Encontramos un mecanismo que nos permite extraer la energa de los rayos y

llevarla, por ejemplo a bateras", dijo a BBC Mundo, Francisco Jos

Romn, a cargo del proyecto del Grupo de Compatibilidad Electromagntica de la

Universidad Nacional de Colombia.

En la parte inferior de la nube de tormenta se forman descargas elctricas

negativas y en el suelo aparecen cargas positivas.

Eso ocasiona que establezcan enormes fuerzas de atraccin entre las descargas y

all se forma el campo elctrico.

En ese campo elctrico entre la superficie de la Tierra y las nubes los

investigadores lograron captar en un "generador" la energa que puede utilizarse

en condensadores elctricos, o en un sistema de carga de bateras.

Cuando cae un rayo, toda la energa que produce se pierde con los ruidos y

truenos que genera.

Lo que los investigadores colombianos intentan es captar esa energa de la nube

antes de que caiga el rayo.

"Es como tener una pequea granja donde van pasando las nubes y a medida que

pasan vamos extrayendo pequeas cantidades de energa", explic Francisco

Jos Romn.

Este dispositivo funciona de da y de noche, siempre que haya nubes en el cielo,

lo cual nos da muchas ventajas sobre otros mecanismos como las celdas solares.

Un problema es que an en los lugares de ms alta actividad elctrica slo caen

unos 8 9 rayos al ao.

Ambos proyectos presentan principios de operacin similares, topndose con las

mismas problemticas como el contar con escasos niveles de actividad

atmosfrica, y por supuesto el no contar con los recursos suficientes para poder

desarrollar el proyecto de una mejor manera.

Lo importante es que ya se empieza o tomar nuevas medidas para obtener la

generacin de energa limpia y libre de contaminacin [9].

Informacin que es til conocer para tener nociones de cmo abordar este trabajo,

dentro de la cual se mencionan conceptos relevantes.

El rayo: sus efectos y repercusiones

Rayo es la reaccin elctrica causada por la saturacin de cargas electroestticas

que han sido generadas y acumuladas progresivamente durante la activacin del

fenmeno elctrico de una tormenta.

Durante unas fracciones de segundos, la energa electroesttica acumulada se

convierte durante la descarga en energa electromagntica, energa acstica y

finalmente calor.

La intensidad de la descarga del rayo es variable y depender del momento

crtico de la ruptura de la resistencia del aire entre los dos puntos de

transferencia. Tambin estar influenciada por la resistencia de los materiales

expuestos en serie, como por ejemplo: tierra, roca, madera, hierro, instalaciones

de pararrayos, las puestas a tierra [11].

BIBLIOGRAFA

1. http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo7.html

2. http://www.unesa.es/sector-electrico/funcionamiento-de-las-centrales-

electricas/1350-central-solartermica

3. http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo3.html

4. http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mareomotriz

5. http://es.wikipedia.org/wiki/Central_nuclear

6. http://enroquedeciencia.blogspot.mx/2009/02/la-historia-de-la-cometa-y-la-

llave.html

7. http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080504055801AAs6os

A

8. http://grafeno.com/hydra-el-rascacielos-que-captura-la-energia-de-los-

rayos-durante-una-tormenta/

9. http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4263000/4263506.stm

10. http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad_atmosf%C3%A9rica

11. http://waste.ideal.es/pararrayos-1.htm

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ELECTRICIDAD ATMOSFERICA

ACTIVIDAD FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

BUSQUEDA DE TEMA

SOBRE EL AREA DESEADA

SELECCIN DE TEMA

FORMULACION DE

OBJETIVOS

BUSQUEDA DE

INFORMACION

RECOPILACION DE

INFORMACION

REDACCION DE

PROTOCOLO

OREDENACMIENTO Y

TERMINACION