La búsqueda de fuentes alternativas de electricidad se ha vuelto masiva en las últimas décadas. La amenaza del agotamiento de los recursos energéticos fósiles ha estimulado la investigación sobre el uso de recursos renovables: energía del aire, agua, calor geotérmico. Un ejército de inventores se ha sumado a los científicos que trabajan en el campo de las energías alternativas y hoy han “inundado” el espacio de información con proyectos para la obtención de energía “gratis”.
Una de las áreas más populares de su desarrollo es el uso de electricidad atmosférica. Observando la violencia de los elementos durante las tormentas, existe una gran tentación de domesticar las fuerzas eléctricas de la Tierra, de usarlas en beneficio del hombre.
Intentemos evaluar qué tan realista es acercarse a estas fuerzas y usarlas en la práctica. Para empezar, respondamos a la pregunta de si las reservas de electricidad de la Tierra son realmente grandes. Casi todo el mundo ha oído hablar de un condensador. Algunos trabajaron con ellos, otros recuerdan del curso de física de la escuela.
Según los conceptos modernos, la Tierra es un análogo de tal detalle de los circuitos de ingeniería de radio. Este enorme condensador esférico se carga y crea un campo eléctrico a nuestro alrededor.
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A partir de ahora, debe operar con valores numéricos, ya que muchos proyectos para el uso del campo eléctrico de la Tierra se basan en mecanismos completamente míticos para tomar energía de tal capacitor.
Primero, sobre la capacidad de la Tierra. Ya en esta etapa, surgen discrepancias. Al calcular la capacidad de la Tierra, como conductor esférico solitario en el espacio, se obtuvo un valor de alrededor de 700 μF. Y calcular la capacitancia del condensador formado por la superficie de la Tierra y la ionosfera ubicada a una altitud de 60-80 km da un valor cercano a 1F. ¡La discrepancia entre los resultados es más de 1000 veces! Y este es solo el comienzo de las incertidumbres asociadas con la electricidad atmosférica.
El condensador de tierra se carga a un voltaje de aproximadamente 300 kV, con la superficie de la tierra cargada negativamente y la ionosfera positiva. La intensidad de campo entre las "placas" de dicho condensador es de 120-150 V / m en la superficie y desciende bruscamente con la altura.
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Como cualquier condensador real, tiene una fuga de corriente. Los geofísicos lograron medir su valor con bastante precisión. Estas corrientes son muy pequeñas: en tiempo despejado, la densidad de la corriente de fuga es de solo 10 a la potencia menos 12 de Am2. Pero el recálculo para toda la superficie de la Tierra da una corriente de fuga total de aproximadamente 1800 A. La carga eléctrica de la Tierra (y, en consecuencia, de la ionosfera) se estima en 5,7x10 a la quinta potencia del culombio. Entonces, el condensador de la tierra debería descargarse en … 8-10 minutos, y el campo eléctrico debería desaparecer.
En la práctica, no vemos tal imagen. Esto significa que existe un generador natural con una capacidad de más de 700 MW, que compensa la pérdida de carga del sistema Tierra-ionosfera.
La ciencia moderna ha demostrado su impotencia para explicar los mecanismos de carga de un condensador. Hoy existen más de 10 teorías e hipótesis que describen los mecanismos y procesos para mantener una carga constante en la Tierra. Pero la verificación experimental y los cálculos refinados muestran que la cantidad de cargas generadas es insuficiente para mantener un valor estable del campo terrestre.
Entre los candidatos a generadores de carga se consideraron tormentas eléctricas, la circulación de corrientes en el manto fundido de la Tierra, el flujo de partículas provenientes del Sol (viento solar). Incluso se ha presentado una hipótesis exótica sobre la existencia de un generador natural de MHD que opera en la atmósfera superior. El resultado es decepcionante: hoy en día, la ciencia no sabe exactamente de dónde se reponen las cargas de un condensador natural. Es posible que cada uno de estos mecanismos contribuya a la reposición de la carga del almacenamiento de tierra.
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Y ahora sobre las posibilidades de utilizar la energía de un condensador natural. Como se señaló anteriormente, la intensidad del campo (o gradiente potencial en la superficie) promedia los 130 V / m. Pero esto no significa que una persona alta tenga un potencial de 260V entre los talones y la coronilla. El aire es un excelente aislante y el cuerpo humano es un buen conductor. Por lo tanto, independientemente del crecimiento, siempre tenemos el potencial de la Tierra.
Los intentos de utilizar la fuerza del campo de la Tierra con fines utilitarios se han realizado durante más de dos siglos y continúan en la actualidad. El mejor logro de estructuras para recolectar electricidad atmosférica mediante globos hizo posible obtener una potencia de aproximadamente 1 kW, y los circuitos modernos y realmente funcionales le permiten encender un LED de baja potencia o recargar un teléfono móvil.
El hecho es que la conductividad del aire atmosférico es solo de 10 a menos 14 grados S / m (Siemens / metro). Es simplemente imposible quitar energía notable de una fuente de tan alta resistencia. Para esto, las partes del "generador" deben tener un aislamiento más confiable. Pero la conductividad en la superficie de los aisladores excede la conductividad del aire, por lo que el generador rápidamente "cortocircuita".
La información más reciente de los científicos brasileños sobre las posibilidades de obtener electricidad de la atmósfera húmeda de los trópicos es más bien de valor teórico. La eficiencia de un generador de este tipo es 100 millones de veces menor que la de una celda solar.
Si es imposible utilizar la energía de la capa superficial de la atmósfera, ¿puede intentar "descargar" el condensador global? Desafortunadamente, las oportunidades aquí no son grandes. La conductividad de la atmósfera se mencionó anteriormente. La conductividad de la ionosfera es 10 órdenes de magnitud más alta, pero numéricamente es solo de 5x10 a menos 4 grados S / m.
Cuando el espacio entre la superficie de la Tierra y la ionosfera es "cortocircuitado" por un haz de plasma obtenido, por ejemplo, de un láser, una corriente insignificante de cientos de miliamperios fluirá en el circuito. Está determinada por la resistencia interna de la "placa" ionosférica del condensador, que es de 5-10 kΩ / m. Obtener una "lámpara" de luz de gas de 60-80 km de largo es el límite de las posibilidades de este método. Y esto es por el bien de una reserva de energía de un poco más de 2500 kWh; esta es exactamente la energía de un condensador global cargado.
Hay una consideración más contra la interferencia humana en los procesos eléctricos de la Tierra. Se formaron durante miles de millones de años y jugaron un papel importante en el origen de la vida en nuestro planeta. La combinación de estos procesos constituye una cadena global de generación y compensación de cargas eléctricas, una especie de análogo del sistema nervioso humano.
Aún no tenemos idea de muchos de los mecanismos de esta cadena. Basta mencionar el reciente descubrimiento de un rayo en la ionosfera. Por tanto, intervenir en tal cadena sin entender las leyes de su funcionamiento y las posibles consecuencias de la intervención es al menos una estupidez. Por lo tanto, incluso si encuentra las llaves de la despensa de electricidad natural, debe abandonarlas de inmediato.
