ELECTRICIDAD TERRESTRE

ELECTRICIDADEQUIPODiamantes finos

TERRESTREMTODOS ELCTRICOS IINVESTIGACIN

Que es Electricidad?Se puede definir la misma como una propiedad de carcter fsico que se evidencia por medio de la atraccin o el rechazo que se causan entre s los diversos componentes que constituyen la materia.

La capacidad de producir electricidad no solamente la tiene el hombre, ya que la naturaleza la genera cuando ocurre una tormenta, en cuyo caso se manifiesta una importante transferencia de energa entre un rea de la atmsfera y la superficie terrestre, fenmeno que se hace evidente en forma de rayo.

Qu es terrestre?Se utiliza el trmino terrestre para calificar a todo objeto, elemento, situacin o fenmeno que tenga que ver con el planeta Tierra.

Electricidad terrestreEn la superficie terrestre y en la atmsfera se generan diversas corrientes elctricas producidas por diversas causas, adems de un intercambio constante de electricidad entre el aire y la Tierra.

Se conocen tres sistemas elctricos generados por procesos naturales:

Electricidad atmosfricaEs el resultado de la ionizacin de la atmsfera por la radiacin solar y a partir del movimiento de nubes de iones conducidas por mareas atmosfricas. Se producen por la atraccin gravitacional del Sol y la Luna sobre la atmsfera de la Tierra La ionizacin y, por consiguiente, la conductividad elctrica de la atmsfera cercana a la superficie de la Tierra es baja, pero crece con rapidez al aumentar la altura. Qu es la Ionosfera?La ionsfera o ionosfera es una capa superior de la atmsfera, ubicada entre los 80 y 500 km de altura, donde tienen lugar procesos de ionizacin, de all su nombre. La palabra ionsfera se compone de dos trminos de origen griego: (ion), que se refiere al tomo y su propiedad de transportar carga elctrica, y (sfaira), que significa esfera.

Caractersticas Principales.La ionosfera es un grupo de capas en nuestra atmsfera donde el aire es muy delgado y que se extiende entre unos 50 km y unos 500km de altura. Bajo la influencia de la radiacin solar los tomos se rompen formando los iones. Lo mejor de este proceso es que esos iones pueden reflejar o doblar ondas de radio hasta una determinada longitud de onda.

La ionizacin es un proceso de ruptura de los enlaces electrnicos en los tomos, que producen la formacin de parejas de iones de cargas opuestas. En la ionsfera, los electrones pueden moverse ms libremente debido a que la densidad de los gases es mucho ms baja en comparacin con las capas inferiores. Esto le proporciona las condiciones para ser una excelente conductora de electricidad, lo que facilita la propagacin de ondas de radio y televisin.

Los iones son los que dan nombre a la ionosfera la cual al ser ms ligera permite a los electrones moverse ms libremente. Este factor es importante para la propagacin de alta frecuencia (HF: 3 a 30 Mhz). Generalmente, cuantos ms electrones, frecuencias ms altas se pueden usar.La ionsfera a su vez se subdivide en varias capas, conocidas con las letras D, E, F1 y F2. Las capas ms bajas, D y E, son idneas para las ondas de radio de baja frecuencia, mientras que las ms altas, F1 y F2, reflejan las ondas de radio con frecuencias mayoresClasificacin de capas;Durante el da pueden haber en la ionosfera 4 regiones o capas llamadas D, E, F1 y F2.Sus alturas aproximadas son:

Regin D de 50 a 90 Km.Regin E de 90 a 140 Km.Regin F1 de 140 a 210 KmRegin F2 ms de 210 Km de altura.

Capa o Region D ;Laregonocapa Dde laionosferaterrestrees la capa ms cercana a la Tierra y se sita entre los 50 y los 80 km de altitud. Es una capa de absorcin, por lo que lasondas electromagnticasque la atraviesan sufren una considerable atenuacin. La capa D se debe directamente a laradiacin solar, por lo que slo aparece durante el da. Sus caractersticas varan segn el nmero demanchas solareso las variaciones delcampo magntico terrestre.Capa E :Lacapa Kennelly-Heaviside, tambin conocida comoregin Eo simplementecapa Heaviside, es una capa degasionizadoque existe entre los 90 y 150kmde altura aproximada sobre la superficie terrestre, constituyendo una de las varias capas de laionosfera.Tiene la caracterstica distintiva de reflejar lasondas de radiodefrecuencia media, lo que permite su propagacin ms all del horizonte.Este fenmeno, conocido tambin por el trmino inglsskywavevara segn la hora del da: durante las horas de luz elviento solarpresiona a la capa acercndola a la tierra, limitando la distancia de propagacin de las ondas de radio. Por las noches en cambio, el viento solar aleja a la capa de la tierra, incrementando ampliamente el rango que las ondas pueden viajar por reflexin. El efecto recibe influencia adems de laestacin del ao, al modificarse la distancia entre tierra y sol, y la cantidad deactividad solar.

Capa f1 :En lacapa F1la densidad de ionizacin depende del ngulo de incidencia de la radiacin solar, alcanzndose mximos con incidencia perpendicular, es decir, en torno al medioda.

En ella se produce absorcin de las ondas de radio. La altitud es bastante estable a lo largo del da.

Por la noche, esta capa desaparece por efecto de la elevada tasa de recombinacin multietapa, fusionndose en la prctica con lacapa F2.Capa o region f2:Lacapa F2comienza a aparecer al amanecer, alcanzando su grado mximo de ionizacin entre 2 y 3 horas despus del medioda. A partir de ese momento decrece progresivamente y acaba fusionndose con laF1para formar una nicacapa Fpor la noche a una altura de unos 300 km. La densidad de ionizacin y la altitud de lacapa F2dependen enormemente de la ubicacin geogrfica, la actividad solar y la hora local. Tambin se producen variaciones significativas de un da a otro y entre estaciones del ao distintas.En la siguiente figura se muestra la evolucin de la altura de lacapa F2a lo largo de un da, medida desde una estacin de sondeo ionosfrico.Capas todas juntas.

Corrientes de la TierraLas corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente elctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, adems de una serie de circuitos ms pequeos cerca de los polos.TORMENTAS ELCTRICASLas tormentas son extremadamente complejas y no existe un modelo generalmente aceptado que pueda ser utilizado para calcular la corriente liberada por ellas en el circuito elctrico global.

Un modelo muy difundido supone una distribucin bipolar en la nube, con un ncleo de cargas positivas en la cima y otro de negativas en la base. por medio de este modelo se explica el circuito global.

Corrientes de conveccin: formadas por el transporte de partculas cargadas desde el suelo a la base de la nube.

Corrientes de precipitacin: producidas por el transporte de cargas hacia el suelo positivas o negativas dependiendo de la zona de la nube de donde provenga la precipitacin.

Corrientes puntuales o de corona: cargas positivas que liberan los rboles, vegetacin y otros puntos sobre la tierra y que son atradas por el ncleo principal de carga negativa de la nube.

Rayos: descargas elctricas producidas por el aumento de la diferencia de potencial entre dos puntos de la nube o entre la nube y la superficie de la tierra.Formacin de las tormentas elctricasLos rayos son descargas elctricas causadas por desbalances entre las nubes y el suelo o con la propia nube, ocurriendo en el primer caso descargas hacia el suelo y en el segundo descargas dentro de la nube siendo este el caso ms comn.

Todos los tipos de tormentas elctricas (rayos y relmpagos) provienen principalmente de nubes llamadas Cumulonimbus. Estas nubes se forman por una alta humedad en el ambiente, en presencia de una masa de aire caliente inestable que en presencia de una alta energa sube rpidamente. Este ascenso es provocado por el enfrentamiento de dos frentes, uno clidoy uno fro, haciendo que el fro, por su mayor densidad y peso, pase por abajo del clido y lo obligue a subir.

Una vez conectados (suelo y nube) la carga negativa viaja hacia el suelo y se produce el rayo de luz visible, que va desde el suelo hacia la nube. Este rayo llega a velocidades de 300.000.000 kilmetros por hora.Formacin del rayoEl rayo es una poderosa descarga natural de electricidad esttica, producida durante una tormenta elctrica; generando un "pulso electromagntico". La descarga elctrica precipitada del rayo es acompaada por la emisin de luz (el relmpago), causada por el paso de corriente elctrica que ioniza las molculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente elctrica) que pasa a travs de la atmsfera calienta y expande rpidamente el aire, produciendo el ruido caracterstico del trueno. Los rayos se encuentran en estado plasmtico.Los rayos pueden producirse en las nubes de cenizas de erupciones volcnicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga esttica.

Los rayos ocurren dentro de las nubes de tormenta as como tambin fuera de stas, y no necesariamente impactan en la tierra. Este diagrama muestra los diferentes tipos de rayos como as tambin el movimiento de aire y de la carga elctrica de la tierra a la nube, y viceversa.El dao que causa el rayo se debe en gran parte al calor que engendra.

Una vez que esta nube se form, comienzan los procesos de cargado que consiste en la acumulacin de cargas dentro de la nube. Esto se produce por el movimiento y choque de las partculas dentro de la nube. Los cristales de hielo que contiene el Cumulonimbos suben y los granizos en esta bajan, as, al encontrarse, colisionan y liberan electrones, quedando los cristales de hielo con carga positiva y los granizos con carga negativa. Luego del choque, los dos elementos continan su movimiento, acumulndose en la parte superior e inferior cargas positivas y negativas respectivamente.

La liberacin de esta carga acumulada en la nube ocurre en una serie de etapas que terminan con la generacin del rayo.

El truenoLos truenos y los rayos son dos manifestaciones distintas pero naturalmente muy vinculadas y que forman parte del mismo fenmeno climatolgico: la tormenta elctrica. El trueno es la expresin sonora que se da una vez producido el rayo

Cmo se produce?1 Teora: La primera explicacin data del siglo III cuando Aristteles consider que se producan por choques entre las nubes.

2 Teora: Mediante anlisis espectroscpicos que la temperatura de un rayo, si bien vara desde 20.000 K (Kelvin) hasta 30.000 K, primero, y luego desciende hasta 10.000 K durante los 50 microsegundos que dura, tiene en promedio una temperatura de 20.400 K (20.100 C). Esta elevada temperatura causa que el rayo se expanda a travs del aire ms fro circundante a una velocidad mayor que la del sonido, lo que produce unaonda de choque.Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, elsonido del truenopuede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el odo humano.

MAGNESTISMO TERRESTRELaTierra posee un poderoso campo magntico, como si el planeta tuviera un enorme imn en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polonorte geogrfico y viceversa.

Los campos magnticos rodean a las corrientes elctricas, de modo que se supone que esas corrientes elctricas circulantes, en el ncleo fundido de la Tierra, son el origen del campo magntico.

El campo magntico de la Tierra se atribuye a unefecto dinamode circulacin de corriente elctrica, pero su direccin no es constante. Muestras de rocas de diferentes edades en lugares similares tienen diferentes direcciones de magnetizacin permanente. Se han informado de evidencias de 171 reversiones del campo magntico, durante los ltimos 71 millones aos.

La interaccin del campo magntico terrestre con las partculas delviento solarcrea las condiciones para los fenmenos deaurorascerca de los polos.El efecto dinamoEl modelo del conductor giratorio nos lleva al "efecto dinamo" o "geodinamo", evocando la imagen de ungenerador elctrico.

Laconveccin mueve el fluido del ncleo exterior y lo hace circular con relacin a la Tierra. Esto significa que un material conductor de electricidad se esta moviendo con respecto alcampo magntico de la Tierra.

Si por alguna interaccin como por ejemplo la friccin entre placas, se obtiene una carga elctrica, entonces se produce un bucle de corriente efectiva.

El campo magntico de unbucle de corriente, podra sostener el campo magntico de la Tierra.

CORRIENTES TELRICAS

Qu son las corrientes telricas?Hay que saber primero que nuestro planeta tiene un campo magntico que se extiende desde el ncleo hasta el espacio exterior, donde se va atenuando.Las corrientes telricas son unas corrientes elctricas que se mueve bajo tierra o a travs del ocano. Tienen una muy baja frecuencia, y corren muy cerca de la superficie terrestre.

Relacionadas con la actividad de las tormentas elctricas, ya que la acumulacin de cargas elctricas en la superficie terrestre convierte a una lluvia en una tormenta elctrica.

El Ombilicus Mundi u ombligo del mundo. Que es el punto desde el cual surgen y al cual convergen todas estas corrientes telricas. Cuenta la leyenda que si alguien pudiese encontrar ese centro, podra dominar la Tierra y cambiar su forma a placer, ya que se tendra control completo sobre el clima y sobre la tectnica de placas.

Estn relacionadas con los llamados puntos telricos, los cuales, segn ideas esotricas, son puntos de unin que hasta podran permitir que se viaje entre ellos de forma instantnea. Son los puntos donde se unen las corrientes telricas.

Las corrientes telricas son fenmenos observados en la Tierra,la cortezay elmanto.En septiembre de 1862, un experimento para tratar especficamente las corrientes de la Tierra se llev a cabo en los Alpes Munich (Lamont, 1862).Las corrientes son inducidas principalmente por los cambios en la parte externa delcampo magntico de la Tierra, que suelen ser causadas por la interaccin entre elviento solary lamagnetosferao por los efectos de la radiacin solar en laionosfera.Las corrientes telricas fluyen en las capas superficiales de la tierra.El potencial elctrico en la superficie de la Tierra puede ser medido en diferentes puntos, lo que nos permite calcular las magnitudes y las direcciones de las corrientes telricas y desde all a la conductancia de la Tierra.Estas corrientes se sabe que tienencaractersticas diurna en el que la direccin general del flujo es hacia el sol. Las corrientes telricas se movern entre cada mitad del globo terrestre en todo momento.Las corrientes telricas se mueven hacia el ecuador (de da) y hacia los polos (de noche).

En la actividad dela industriade prospeccinque utiliza el mtodo actual telrico,los electrodosestn bien situados en el suelo para sentir ladiferencia de voltajeentre las localidades causada por laoscilacin de las corrientes telricas .Se reconoce que unaventana de baja frecuencia(por sus siglas en ingls -LFW) se produce cuando las corrientes telricas pasar por elsustrato de la tierra.