Así funciona el pararrayos láser que desvía los rayos al cielo

Cuando Benjamin Franklin construyo el primer pararrayos en la década de 1750 tras su famoso experimento de robar una cometa con una llave durante un tormento eléctrico, el inventor estadounidense no tenía formado de sable que esto seguiría siendo lo último en tecnología después de siglos.

Los científicos se están moviendo ahora para esa innovación del siglo XVIII con tecnología del siglo XXI mediante un sistema que emplea un láser de alta potencia que puede revolucionar la protección contra los rayos.

Los investigadores han anunciado este lunes que lograron usar un láser dirigido al cielo desde la cima del Monte Santis, en el noreste de Suiza, para desviar rayos.

Con un mayor desarrollo, este pararrayos láser podría proteger las infraestructuras críticas, incluidas las eléctricas, los aeropuertos, los parques eólicos y las plataformas de lanzamiento. Los rayos infligieron miles de millones de dólares en daños a edificios, sistemas de comunicación, líneas eléctricas y equipos eléctricos cada año, al mismo tiempo que matan a millas de personas.

experimentación

El equipo fue transportado a la cima de la montaña a una altitud de aproximadamente 8200 pies (2500 metros), todas las gunas partes utilizando una góndola y otros helicópteros, y se dirigió al cielo por encima de una torre de transmisión de 400 pies desde una altitud (124 metros de altura) del proveedor de telecomunicaciones Swisscom, una de las estructuras europeas más afectadas por los rayos.

En experimentos realizados a lo largo de dos meses en 2021, la emisión de pulsos láser intensos, 1.000 veces por segmento, para redirigir los rayos. Los cuatro impactos recibidos mientras el sistema estaba activo fueron interceptados con éxito. En primer lugar, los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para registrar el desvío de la trayectoria del rayo en más de 160 pies (50 metros). Otros fueron muy documentados con diferentes datos.

«Demostramos por primera vez que usar un láser para guiar los rayos naturales«, dijo el físico Aurelien Houard del Laboratorio de Óptica Aplicada de Ecole Polytechnique en Francia, coordinador del proyecto Laser Lightning Rod y autor principal de la investigación publicada en la revista Nature Photonics.

El rayo es una descarga electrica de alto voltaje entre una nube y el suelo, dentro de una nube o entre nubes.

“Un láser intenso puede generar a su paso grandes columnas de plasmas en la atmósfera con electrones, iones y moléculas de aire caliente”, dijo Houard, refiriéndose a particulas cargadas positivamente llamadas ions y particulas cargadas negativamente llamadas electrones.

«Hemos demostrado aqui que estas columnas de plasma actuarian como una guía de radios«, agregó Houard. «Es importante porque es el primer paso hacia una protección contra rayos basada en láser que prácticamente podría alcanzar una altura de cientos de metros (yardas) o un kilómetro (0.6 millas) con suficiente energía láser».

El dispositivo láser sujeta el tambor de un automóvil grande y pesa más de 3 toneladas. Utiliza los láseres del fabricante alemán de maquinaria industrial Trumpf Group. Con los científicos de la Universidad de Ginebra también desempeñando un papel clave, los experimentos se llevaron a cabo en colaboración con la empresa aeroespacial ArianeGroup, una empresa europea conjunta entre Airbus SE y Safran SA.

Este concepto, propuesto por primera vez en la década de 1970, ha funcionado en condiciones de laboratorio, pero hasta ahora no en el campo.

Los pararrayos, que se remontan a la época de Franklin, sus varillas metálicas ubicadas en la parte superior de los edificios, conectadas únicamente con un cable, que conducen a las cargas eléctricas de los rayos hasta el único de forma inofensiva.

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Sus limitaciones incluyen proteger solo un área pequeña. Houard anticipa es necesario de 10 a 15 años más trabajo antes de que el pararrayos láser se use en común.

una preocupación Evite interferencias con aviones a la vista. De hecho, el tráfico aéreo en el área se detuvo cuando los investigadores usaron el láser. “Hay un problema potencial con el uso del sistema con el tráfico aéreo en el área porque el láser podría dañar los ojos del piloto si el rayo láser se cruza y el rayo láser mira hacia abajo”, dijo Houard.

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