Cuánta energía tiene un rayo: se calcula que puede alcanzar los 15.000 millones de julios

Cuánta energía tiene un rayo: se calcula que puede alcanzar los 10.000 a 15.000 millones de julios, transportando 200.000 amperios y alcanzando los 20.000 ºC.

Unos datos espectaculares, que nos hablan de la cantidad ingente de energía que, si tecnológicamente se pudiera aprovechar de alguna forma, supondría una fuente energética natural impresionante.

¿Cómo calcular la energía que tiene un rayo?

No es un cálculo sencillo. Sólo podemos basarnos en consideraciones aproximadas. Una primera estimación que hace la ciencia es a partir de la temperatura que transporta.

Puesto que se requiere una determinada cantidad de energía para calentar el aire hasta una temperatura determinada, midiendo la longitud de un rayo y multiplicándolo por la energía por metro necesaria para calentar el aire, se puede calcular la energía de la descarga eléctrica.

Otra forma de realizar esta estimación es a partir del voltaje generado en una descarga.

Las leyes básicas de la electricidad nos dicen que un voltio es la medida de la cantidad de energía liberada cuando los electrones se trasladan por un conductor.

Los ingenieros pueden estimar el voltaje creado al caer un rayo mediante estimaciones indirectas en las líneas eléctricas cercanas, que oscila entre cientos de miles y millones de voltios.

Utilizando la Ley de Ohm, se puede obtener la potencia del rayo multiplicando el voltaje por la corriente eléctrica. Si conocemos la duración de la descarga, se deduce fácilmente la energía.

10.000 millones de julios o la energía de 290 litros de gasolina

Esa energía, se estima en 10.000 millones de julios, algo que podría ser equivalente a la energía acumulada en 290 litros de gasolina.

Teniendo en cuenta que en un día pueden desencadenarse 20.000 tormentas, produciendo unos 100 rayos por segundo, la energía que liberan las tormentas es realmente impresionante.

Cuánta energía tiene un rayo: una forma más precisa a partir de las fulguritas

Hace meses os hablamos de las fulguritas. Una fulgurita es una roca metamórfica que, transformada por el calor y la presión, deja de ser arena y se convierte en un nuevo tipo de compuesto.

En Florida existen muchas zonas donde la arena forma la parte principal del paisaje, de tal forma que hay incluso minas de arena.

Cuando un rayo cae a tierra y lo hace sobre un lecho de arena, la energía contenida en la descarga eléctrica es capaz de vaporizar a lo largo de su recorrido por el suelo todo el volumen de arena que atraviese, creando una especie de tubo hueco.

Cuando la arena se enfría, cosa que sucede enseguida, el tubo hueco se convierte en un vidrio que registra el recorrido del rayo; nace un nuevo tipo de roca que se denomina fulgurita. Se podría decir que el rayo queda fosilizado.

Según podemos leer en este artículo publicado en Nature, se necesita una cantidad específica de energía para vaporizar la arena.

Primero, la arena debe calentarse hasta los 1.700 °C, aproximadamente la temperatura de la lava fundida.

A esta temperatura, la arena se derrite. La arena derretida se tiene que calentar a continuación hasta unos 3.000 °C, punto en el que se vaporiza.

Para ello, los científicos estiman que hacen falta unos 15 megajulios de energía para calentar y vaporizar un kilogramo de arena y tras medir las fulguritas, llegaron a la conclusión de que la energía media necesaria para formar esas rocas fue de al menos un megajulio por metro de fulgurita formada.

1 teravatio de energía

Como sabéis, la potencia es la energía en función del tiempo y las fulguritas se forman rocas en milmillonésimas de segundo por lo que teniendo en cuenta la longitud media de un rayo, la energía que acumula un rayo podría llegar al teravatio, aunque el valor en muchos casos sea seguramente sea de decenas de gigavatios.

Energía suficiente para abastecer 1.000 millones de casas

Puesto que los datos muchas veces carecen de valor si no se comparan con ejemplos cotidianos, los investigadores han puesto un ejemplo muy sencillo: con esa energía se proporcionaría electricidad a unos 1.000 millones de casas… aunque solo durante unas millonésimas de segundo.

¡Ay, si se pudiera almacenar toda esa energía!