Redacción
Desde junio de 1752, hace casi 271 años, la principal protección de los edificios y de sus habitantes frente a las potentes descargas de los rayos descansa en un invento de Benjamin Franklin: el pararrayos. El también político e intelectual nacido en Boston demostró que las nubes están cargadas de electricidad volando una cometa de armazón metálico y con una llave atada que atrajo una descarga.
Las barras metálicas sobre los edificios que atrapan los rayos y los conducen a tierra para neutralizarlos han salvado desde entonces miles de vidas e instalaciones críticas. Nature Photonics publica el primer avance significativo en casi tres siglos y con éxito para dominar esta fuerza de la naturaleza. Un total de 28 investigadores internacionales han presentado los resultados de un potente láser capaz de desviar los rayos al cielo.
El dispositivo es capaz de disparar un millar de pulsos láser ultracortos cada segundo para generar un canal ionizado, denominado filamento láser, que conduce el rayo hasta la atmósfera al crear una ruta preferente para la descarga alejada de emplazamientos vulnerables. “Al disparar mil pulsos láser por segundo hacia las nubes, podemos descargar el rayo con seguridad y lograr que el mundo esté un poco más a salvo”, indica Clemens Herkommer, ingeniero de TRUMPF Scientific Lasers, socio del proyecto LLR (Laser Lightning Rod o Pararrayos Laser) y coautor de la investigación.
El dispositivo, del tamaño de un vehículo familiar grande, se ha probado en la montaña Säntis, en el noreste de Suiza, junto a una antena de telecomunicaciones de 123 metros de altura. “Es una torre que presenta la ventaja de ser impactada por rayos un centenar de veces al año y nos permite saber cuánta carga se transfiere desde la nube hasta la tierra”, comenta Marcos Rubinstein, físico de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Lausana y también firmante del trabajo. El escenario era ideal para demostrar que el pararrayos láser es capaz de atrapar y redirigir la descarga hacia el cielo, evitando su impacto en las instalaciones.
“Lo que hemos hecho es medir estos campos electromagnéticos para entender el funcionamiento de los mecanismos físicos y validar el modelo que estamos desarrollando”, explica el científico Farhad Rachidi, también coautor de la investigación. “Gracias al láser”, añade Aurélien Houard, coordinador del proyecto, “podemos proyectar la energía a larga distancia con el fin de crear un camino para el rayo y convertirlo en una especie de guía, vaciando el aire con la ayuda de impulsos de láser muy potentes”.
La idea de usar pulsos láser intensos para guiar los rayos se había explorado previamente en condiciones de laboratorio en Nuevo México, en 2004, y en Singapur, en 2011. Sin embargo, no se lograron evidencias de la capacidad de esta técnica para redirigir las descargas.
Los investigadores del último experimento consideran que los logros que ahora se presentan se deben a que “la tasa de repetición del láser ha sido mayor”. “Durante la filamentación [la generación del canal ionizado], una pequeña fracción de los electrones libres creados es capturada por moléculas de oxígeno neutro. A altas tasas de repetición del láser, estas moléculas de oxígeno cargadas se acumulan, manteniendo un recuerdo de la trayectoria del láser”, explican en el trabajo. “Actualmente, el pararrayos láser es uno de los más potentes de su tipo”, confirma Herkommer.
Los resultados de las pruebas arrojan que, durante más de seis horas de operación (378 minutos) en el transcurso de tormentas eléctricas detectadas a tres kilómetros de la cima del Säntis, el láser desvió el curso de cuatro descargas de rayos hacia arriba. Así se corroboró a través del seguimiento de las ondas electromagnéticas y las ráfagas de rayos X. Uno de los impactos fue grabado directamente por dos cámaras de alta velocidad ubicadas a 1,4 y 5 kilómetros de la torre, respectivamente. Los vídeos mostraron que el rayo seguía la trayectoria del láser durante más de 50 metros.
Los autores concluyen que, aunque “se necesitan más campañas y trabajos teóricos”, sus hallazgos amplían la comprensión actual de la física láser en la atmósfera y pueden ayudar en el desarrollo de nuevas estrategias de protección contra rayos de personas e infraestructuras críticas, como centrales eléctricas, aeropuertos y plataformas de lanzamiento.
Fuente: El País
