Viento solar

¿Puede considerarse como una transferencia de calor por convección?

La principal forma de transferencia térmica entre el sol y la Tierra es la radiación. Las ondas electromagnéticas, y todo el espectro fotoeléctrico viajan por el vacio y entregan su energía a los objetos que encuentran a su paso, no importa la distancia a que se encuentren. Estas unidades de energía son llamados cuantos o fotones.

Otra forma de energía térmica que podría llegar a la atmósfera terrestre es en las partículas emitidas por el viento solar, pero estas son para fines prácticos totalmente despreciables, por ser tan pequeñas es realmente poco lo que podrían afectar a la temperatura atmosférica, y peor aún, la mayoría de estas partículas ni siquiera se acercan, la magnetosfera (el campo magnético terrestre) se encarga de desviarlas muy lejos.

¿Qué es el viento solar? Se trata de un flujo continuo de partículas cargadas, emitido por el Sol, en todas direcciones. Está compuesto en particular de protones núcleos de hidrógeno, electrones y, en menor porcentaje, por partículas alfa (núcleos de helio).

La existencia de un flujo continuo de partículas que fluyen hacia el exterior del Sol fue sugerida en el siglo XIX por el astrónomo británico Richard C. Carrington cien años antes del descubrimiento del viento solar. En 1859 Carrington y Richard Hodgson observaron de forma independiente por primera vez lo que más tarde se conocería como llamarada solar.

El viento solar puede considerarse como la parte más exterior de la corona, que es expulsada violentamente hacia el espacio interplanetario por los procesos energéticos en actividad en las regiones subyacentes del Sol. Las partículas alcanzan velocidades comprendidas entre los 350 y los 800 km por segundo; en la proximidad de la órbita terrestre, tiene una densidad de 5 unidades por centímetro cúbico.

Los efectos del viento solar sobre el ambiente que rodea a la Tierra son notables. Entrando en contacto con el campo magnético terrestre, las partículas permanecen interpoladas en las líneas del propio campo y dan lugar a los cinturones de Van Allen. Por otra parte, chocando con los estratos más exteriores de la atmósfera, generan fenómenos como las Auroras boreales y las tempestades magnéticas, que tanto influyen en las comunicaciones de radio.

Este viento consiste principalmente de electrones y protones con energías por lo general entre 10 y 100 keV. El flujo de partículas varía en la temperatura y la velocidad con el

tiempo. Estas partículas pueden escapar de la gravedad del Sol debido a su alta energía cinética y la alta temperatura de la corona.

Cuando el viento solar se acerca a un planeta que tiene un bien desarrollado campo magnético (como la Tierra, Júpiter y Saturno), las partículas son desviadas por la fuerza de Lorentz. Esta región, conocida como la magnetosfera, evita que las partículas cargadas expulsadas por el Sol impacten directamente la atmósfera y la superficie del planeta. La magnetosfera tiene más o menos la forma de un hemisferio en el lado hacia el Sol, y por consecuencia se forma una larga estela en el lado opuesto, de unos 300.000 km de largo. La frontera de esta región es llamada la magnetopausa, y algunas de las partículas son capaces de penetrar la magnetosfera a través de esta región por reconexión parcial de las líneas del campo magnético.

La Tierra misma está protegida del viento solar por su campo magnético, que desvía la mayor parte de las partículas cargadas, y la mayoría de esas partículas cargadas son atrapadas en el cinturón de radiación de Van Allen. La única vez que el viento solar es observable en la Tierra es cuando es lo suficientemente fuerte como para producir fenómenos como las auroras y las tormentas geomagnéticas. Cuando esto sucede, aparecen brillantes auroras fuertemente ionizadas en la ionosfera, usando el plasma para expandirse en la magnetosfera, y causando el aumento del tamaño de la geosfera de plasma, y el escape de la materia atmosférica en el viento solar. Las tormentas geomagnéticas se producen cuando la presión del plasma contenido dentro de la magnetosfera es lo suficientemente grande para inflarse y por lo tanto distorsionan el campo electromagnético, influyendo en las comunicaciones de radio.

Una nueva energía renovable del espacio

La humanidad está descubriendo nuevas formas para satisfacer nuestras crecientes necesidades de energía de una forma más eficiente. Se ha explicado que científicos han descubierto cómo obtener electricidad del aire, aunque esto, está más lejos de conseguirse.

La energía solar fotovoltaica y la eólica, son las tecnologías de producción energética renovable que más están creciendo. Están siendo impulsadas por enormes avances tecnológicos y, ayudadas por la administración. Pero a pesar de que han centrado, durante mucho tiempo, una gran cantidad de esfuerzos científicos y técnicos, nadie es capaz de definir cuál de las dos es mejor y, por lo tanto en la que volcarse de cara al futuro. Pero tal vez no haya que decidir entre ellas, tal vez haya una tercera vía, una intermedia.

Científicos de la Universidad Estatal de Washington han combinado las dos. La energía solar fotovoltaica y la eólica unidas para producir cantidades enormes de energía. Es lo que han bautizado como “solar wind power“, que se puede traducir, más o menos como “energía del viento solar”. Estos científicos esperan que satisfaga todas las necesidades energéticas de la humanidad, que no es poco.

Ventajas de la energía del viento solar

Los científicos dicen que, aunque toda la energía generada por el viento solar no es posible hacerla llegar al planeta para su consumo, debido a que una gran cantidad de energía generada por el satélite tiene que ser devuelta de nuevo al conductor de cobre para crear el campo magnético, sin embargo, el cantidad que llega a la tierra es más que suficiente para satisfacer las necesidades de la humanidad entera, independientemente de las condiciones ambientales.

Por otra parte, el equipo de científicos de la Universidad de Washington espera que pueda generar un trillón de gigavatios de energía mediante el uso de una vela solar de captación masiva de 8.400 kilómetros de ancho, dentro del haz del viento solar.

De acuerdo con el equipo de la Universidad de Washington, 1000 hogares pueden abastecerse de energía mediante una antena receptora hecha con unos 300 metros de cable de cobre, montado en un receptor de unos dos metros de ancho por 10 metros de diámetro.

Un trillón de gigavatios de energía pueden ser generados por un satélite con 1.000 metros de cable y una correcta antena orbitando alrededor de la tierra.

Si se resuelven los problemas encontrados, creen los científicos que esta técnica de generación será capaz de abastecer a la humanidad, proporcionándonos, además nuevas formas de generación energética fuera de lo esperado.

Como está claro, ésta se trata de una fuente de energía renovable e inagotable.

Desventajas de la energía solar la energía eólica

Pero a pesar de que la energía del viento solar podría resolver casi todos los problemas que tiene la humanidad para la generación de energía de un modo sostenible, tiene ciertas desventajas y problemas:

Brooks Harrop, el co-autor del estudio dice que, si bien los científicos están deseosos de aprovechar el viento solar, antes se han de resolver las distintas problemáticas que en cuanto a diseño de los satélites, aunque los ingenieros de distintas administraciones en EE.UU. están trabajando en ello ya.

La distancia entre el satélite y la tierra será tan grande que el rayo infrarrojo deberá viajar millones de kilómetros, hace que incluso el más compacto haz de láser pueda perder la mayor parte de la energía en el camino. Para resolver este problema, se está trabajando en conseguir un nuevo láser más focalizado.

Pero incluso si estos rayos láser llegaran correctamente del satélite, es muy dudoso que los satélites actuales, con la forma que tienen, fueran capaz de enviar y recibir estos rayos e, incluso captar la energía. Greg Howes, un científico de la Universidad de Iowa, dice: La energía está ahí, es un hecho. Pero para aprovechar la energía del viento solar se requieren grandes satélites. Puede que encontremos grandes obstáculos prácticos para poder hacer esto.

Aunque este tipo de energía, sólo se pueda aprovechar en un futuro a medio plazo, el hecho de saber cómo es un avance y, cuando la técnica lo permita, seguro que lo podremos explotar.

Referencias

https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090815035430AA0r1Rc

http://www.ecured.cu/index.php/Viento_Solar