Consultorio
¿Cuánto vale un rayo?

Muchas veces he oído decir "qué pena que no podamos aprovechar la energía de los rayos. Que qué despilfarro de energía."
¿De verdad que es un gran despilfarro? Para contestar creo que lo mejor es calcular cuánto vale un rayo.

Hagamos este cálculo. Según los datos más modernos el potencial de una descarga atmosférica es igual a 50 millones de volts. La intensidad máxima de la corriente se calcula en 200 mil amperes (se determina por el grado de imanación que produce en una barra de acero la corriente que pasa por su devanado cuando el rayo cae en el pararrayos). La potencia en watts se puede hallar multiplicando el número de voltios por el de amperes, pero al hacer esto hay que tener en cuenta que mientras se produce la descarga el potencial baja hasta cero; por lo tanto, al hacer el cálculo de la potencia de la descarga hay que tomar el potencial medio, es decir, la mitad de la tensión inicial. Según esto tenemos:

La potencia de la descarga = 50.000.000x200.000 / 2

Es decir, 5.000.000.000.000 de watts...o 5 mil millones de kilowatts

Extrayendo de lo anterior se tiene que la potencia es de 5 mil millones de de kilowatts, un número bastante grande, pero es potencia, y lo que a nosotros nos interesa es la energía.

El rayo es una poderosa descarga electrostática natural, producida durante una tormenta eléctrica. La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno.

Las empresas distribuidoras de energía nos cobran por la energía, mas no por la potencia (según la tarifa aplicada), la energía se mide en la potencia utilizada multiplicada por el tiempo de uso, llegando a las unidades de kilowatt hora (kWh), que es un kilowatt usado por el tiempo de 1 hora.

En Buenos Aires, Argentina, el valor del kWh en tarifa 1 residencial para la empresa Edesur sin impuestos, cargos fijos ni tasas es de:

0,0430 $/kWh = 0,014 US$/kWh

En Buenos Aires, Argentina, el valor del kWh en tarifa 1 residencial para la empresa Edesur sin impuestos, cargos fijos ni tasas es de 0,0430 $/kWh   ó  0,014 US$/kWh.


Aquí vemos una de las claves. No sólo interesa la potencia, también nos interesa durante cuánto tiempo se está consumiendo esa potencia. En un rayo hay que tener en cuenta el tiempo. La enorme potencia que acabamos de calcular actúa durante cerca de una milésima. El rayo dura en promedio 1 ms (un milisegundo). Así que:

En una hora hay 3600 segundos o 3600000 milésimas de segundo. Por tanto, la energía del rayo medio es de:

5*10^9 / 36*10^5 = 1 400 kilowatts hora.

Al precio indicado 0,014 US$/kWh, resulta que un rayo cuesta:

19,6 dólares

En promedio, en EEUU cuesta 10¢ de dolar un kWh por lo que el valor del rayo allí es de 140 dólares.

No parece que sea mucho, ¿o sí?


En cifras

Diariamente en el mundo se producen unas 44.000 tormentas y se generan mas de 8.000.000 de rayos según el sistema de detección mundial de meteorología.
Casi todas las descargas naturales se inician en el interior de las nubes y progresan en forma de árbol de diferentes ramas, unas se compensan con cargas negativas y las otras con cargas positivas; en su trayectoria transportan corrientes eléctricas que pueden llegar como término medio a 30.000 Amperios a valores máximos superiores a los 300.000 Amperios durante millonésimas de segundo con potenciales que se han llegado a estimar en valores que sobrepasaban los 15 millones de voltios desprendiendo una energía térmica superior a los 8.000 grados.


Generalmente, los rayos son producidos por particulas negativas por la tierra y positivas apartir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa,las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relampago y/o rayo. Esto produce un efecto de ida y vuelta, esto se refiere a que al subir las particulas instantaneamente regresan.causando la vision de que los rayos bajan.



Fuente: Yakov Perelman - Física Recreativa II

Adaptación: Leandro Kessler




Sistema de Pararrayos, su importancia para la seguridad del edificio

Actividad eléctrica en el volcán Chaitén

Sistemas de puesta a tierra y protección contra descargas atmosféricas

Copyright: 2007 - Afinidadelectrica.com. Contacto: . Diseño y Desarrollo Web: Centraldev. Alojado en Dreamhost.