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Jueves - 19.Octubre.2017

Estás en: Física

Cómo sacar partido al martillo de Thor

(21/04/2014)

Autor: Ambros

Mjolnir, el martillo de Thor, es un dispositivo de lo más peculiar. En la versión de Marvel destaca por su habilidad para convocar la lluvia, el viento y los rayos que, además, puede utilizar como arma. Un truco espectacular pero, ¿es algo físicamente posible incluso con la avanzada tecnología de Asgard? Y, lo que es más importante, ¿no podrían cedernos esa tecnología para combatir problemas tan graves, o más, que la típica invasión extraterrestre?

 
Empezamos por las cualidades donde tenemos más experiencia. Mjolnir es capaz de atraer un rayo y los humanos también podemos hacerlo. De hecho, llevamos varios siglos utilizando diferentes métodos para atraer un rayo y conseguir que caiga más o menos donde queremos. La idea básica es sencilla. Las corrientes de aire dentro de las nubes son capaces de provocan la formación y separación de cargas eléctricas. Esto  hace que se acumulen iones negativos en la base de las nubes e iones positivos en la parte superior. Los iones negativos en la base de las nubes provocan la acumulación  cargas positivas en el suelo. Cuando la diferencia de potencial, el voltaje, entre las nubes y la tierra sobrepasa un cierto umbral, salta el rayo.
 
Animación de la formación de un rayo 
Una animación con la formación de un rayo. Fuente: Regents Prep
 
Un pararrayos intenta proporcionar un camino de baja resistencia confiando en que la descarga  se anime a seguirlo. Los pararrayos funcionan razonablemente bien pero no garantizan que un rayo caiga en un punto concreto. Esto es algo que si consigue Mjolnir. Solo podemos especular sobre que método utiliza aunque quizás este basado en tecnologías que ya estamos desarrollando. La más prometedora es utilizar un rayo láser para ionizar el aire entre el suelo y la nube. Esto crea una línea de baja resistencia eléctrica por la que circulan la corriente. Las primeres patentes de este sistema son de los años 70 del siglo pasado[i] , cuando parecía que esta tecnología estaba a la vuelta de la esquina. Desgraciadamente, su uso práctico resultó bastante más complejo. Incluso ahora, el alcance máximo de una descarga simulada de 37.000 amperios es de unos 20-60 centímetros según la posición de los electrodos. Para ello utilizan un láser situado a 50 metros de los mismos[ii]. Un, muy breve, pulso láser parece un método factible para atraer un rayo pero esta claro que Mjolnir tiene algunos trucos que están más allá de nuestras capacidades actuales.
 
El siguiente paso es más difícil. Mjolnir es capaz de absorber esa energía, acumularla durante un corto periodo de tiempo y reenviarla en forma de nuevo rayo. Esta es la secuencia que podemos ver en el enfrentamiento entre Iron Man y Thor de la primera película de Los Vengadores. Un rayo típico contiene una energía de alrededor de 500 millones de julios. Para entender esa cifra vamos a compararla con la batería del nuevo Samsung Galaxy S5 que tiene una capacidad de 2800 mAh. Si suponemos una tensión de 3,7 voltios, esa batería acumularía unos 37000 julios. Mjolnir sería equivalente a unas 13500 baterías del S5 en un espacio mucho más compacto. Aun mejor, Mjornir puede cargarse y descargarse en instantes. Lo necesita para poder reenviar la energía contra Iron Man, quizás con la ayuda de otro láser. Su tecnología nos es desconocida, aunque podemos especular con el uso de súper-condensadores de enorme capacidad o con algún tipo de material superconductor a temperatura ambiente. En cualquier caso, me gustaría tenerlo en mi móvil. O en mi automóvil eléctrico.
 
Mjolnir acumulando energía
Mjolnir acumulando energía
 
Pero el mejor truco está algunas escenas antes. Thor es capaz de crear una tormenta de la nada. Y eso son palabras mayores. Para intentar justificarlo, no nos queda otra salida que repasar las leyes de la física con el mismo espíritu que un político corrupto en un país serio. Buscando una salida pero sabiendo que las leyes siempre se cumplen.
 
En primer lugar, solo es posible crear una nube si hay suficiente humedad en el aire. Esto explica que, habitualmente, Thor se conforme con golpear con Mjolnir en lugar de ir invocando nubes. Pero la humedad no es suficiente, hemos de conseguir que se condense en forma de pequeñas gotas. Los métodos convencionales se basan en la siembra de nubes por productos cómo el yoduro de plata o el hielo seco. Una alternativa poco conocida es el uso de cargas eléctricas para conseguir el mismo efecto. Durante los años sesenta, la Universidad de Illinois estudió la posibilidad de utilizar un conjunto de largos cables a alta tensión para inducir cargas eléctricas en las nubes que sobrevolaban la instalación[iii]. Actualmente hay una empresa suiza, Meteo Systems International AG, que afirma que es capaz de generar lluvia utilizando un sistema similar denominado WeatherTec para provocar la ionización de las partículas suspendidas en el aire. Estas partículas actuarían como núcleos de condensación de la humedad ambiental. Incluso tiene una patente al respecto[iv] . Han realizado ensayos en el desierto de Abu Dabi pero sus resultados son tan controvertidos como el resto de sistemas utilizados para la siembra de nubes.
 
Proceso WeatherTec 
Funcionamiento del sistema WeatherTec
 
Supongamos que funciona, ¿Sería posible producir un efecto similar con Mjolnir? Quizás. Pero parece difícil y entramos en un terreno muy, muy especulativo. Todos sabemos que Thor hace girar su martillo a gran velocidad en ciertos momentos. Y la ley de inducción electromagnética de Faraday, afirma que un campo magnético variable induce un campo eléctrico. Si Mjolnir puede genera campos magnéticos variables utilizando energía acumulada, quizás también puede inducir una carga eléctrica en la atmósfera y favorecer la formación de nubes. Dado que la condensación rápida del agua libera gran cantidad de energía, esto favorecería la aparición de las fuertes corrientes de aire que están asociadas al proceso. Pero, aunque el mecanismo parezca plausible, las pruebas basadas en imágenes son contradictorias. Para empezar, Mjolnir generaría el mismo efecto sobre cualquier objeto en sus cercanías. Y el campo eléctrico sería más intenso cuanto menor sea la menor distancia a Mjolnir. Cómo mínimo, el propio Thor debería acabar con los pelos de punta. Aunque, nuevamente, no conocemos al detalle al tecnología de Asgard ni sus avances en el campo de las lacas y fijadores de cabello.
 
Thor y la electricidad estática
¿Cómo consigue Thor un pelo perfecto en cualquier circunstancia?
 
En cualquier caso, creo que Thor y Asgard deberían compartir esa tecnología con nosotros. Incluso una versión anticuada y obsoleta podría supondría un increíble salto adelante para nuestras baterías y redes de transporte eléctrico. Después de todo, tenemos una gran experiencia y habilidad en el desarrollo de armas. No necesitamos ayuda en ese campo. Pero el control climático, aunque sea a pequeña escala y para provocar la lluvia, es algo que se nos escapa. De esta forma nos ayudarían a luchar contra el peor enemigo al que nos enfrentamos. Las consecuencias de nuestros propios actos.
 
Esta anotación fue publicada inicialmente en Naukas
 


[i] Leonard M. Ball, Laser Lightning Rod System (Google Patents, 1977), http://www.google.com/patents/US4017767.
[ii] B. Forestier et al., “Triggering, Guiding and Deviation of Long Air Spark Discharges with Femtosecond Laser Filament,” AIP Advances 2, no. 1 (2012): 012151, doi:10.1063/1.3690961.
[iii] R. G. Semonin, D. W. Staggs, and G. E. Stout, Cloud Electrification Studies in Illinois (Illinois State Water Survey, 1962), http://www.isws.illinois.edu/pubdoc/CR/ISWSCR-29.pdf.
[iv] Elena Davydova, Helmut Fluhrer, and Yuri Saveliev, Apparatus for Controlling Atmospheric Humidity (Google Patents, 2011), http://www.google.com/patents/US7924545.
Etiquetas: cine, física
Autor: Ambros
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