Torre de telecomunicacions que rep més de 100 llamps a l'any.

Al capdamunt d'un rocós cim  dels Alps suïssos s'ubica una torre de telecomunicacions  en que li cauen més de 100 llamps a l'any.

Prenent nota de la notable coherència amb què el llamp impacta sobre aquesta estructura de 124 metres, els investigadors l'han adornat amb instruments per a una visió de primera fila d'aquestes descàrregues elèctriques violentes.

A una altitud de 2.501 metres, la torre Säntis es troba sobre els Alps suïssos. 

Recentment, es va instal·lar un nou gadget a prop de la  torre Säntis per la recerca en poder  comprendre millor com es forma un llamp i per què es comporta de la manera que ho fa. A uns dos quilòmetres de la torre, es va establir un interferòmetre de banda ampla  contruït per Mark Stanley de New Mexico Tech.

En realitat no es pot es pot anar a una empresa i trobar un instrument construït només per estudiar els llamps, aques ha de ser fabricat expresament. El que ha construir Stanley, compta amb tres antenes amb amplada de banda de  20 a 80 megahertz (MHz)  per registrar potents polsos electromagnètics en el rang d'alta freqüència que se sap que produeixen els llamps. El dispositiu  també disposa d’una quarta antena per mesurar els esferics, que són senyals de baixa freqüència que resulten del moviment de càrrega que es produeix amb  l’activitat de la tempesta dins dels núvols. Bàsicament, el raig és una guspira gegant en que les espurnes desprenen ones de ràdio de manera que l'interferòmetre les detecta. 

Font: Farhad Rachidi / Institut Federal Suís de Tecnologia

Quan es p`rodueix unllamp, sembla que tot passi de cop, però el sensor de Stanley capta diversos gegabytes de dades sobre els molts polsos separats que hi ha a cada llamp. Aquestes dades es poden convertir en un vídeo que reemplaça, microsegon a microsegon, com es formen els "canals" dels llamps als núvols.

Mapejant els llamps d'aquesta manera, l'equip de Säntis, que va contractar a Stanley i Rison per transportar el seu interferòmetre a Suïssa, espera comprendre millor el que propicia la "iniciació" del llamp.  

Fins ara, les mesures han plantejat més preguntes de les que han respost. Una de les qüestions és que, per tal de que una tempesta emeti un llamp, el camp elèctric es genera a una intensitat de l'ordre de diversos megavolts per metre. Però,  els investigadors han enviat globus a tempestes, no ha estat possible mesurat un camp superior als 200 quilovolts per metre.

Sembla que les condicions necessàries per iniciar-se en els núvols mai  sorgeixen a partir de les mesures realitzades als núvols, pel que esdevé cmo una gran pregunta.

En la  pròpia investigació a New Mexico Tech, Rison ha exposat algunes bases que podrien explicar com els petits camps elèctrics poden produir 'espurnes' tan grans. En el 2016, ell i els seus col·legues van publicar un article a Nature Communications en el que es descrivien proves experimentals que demostraven que un procés conegut com a ràpida falla positiva pot crear una sèrie de serpentines, o petites espurnes de manera que, poden sorgir de camps elèctrics locals molt més forts que es produeixen en el més petits. Es a dir com si hagesin 'butxaques' dins d'una tempesta.

Font: Farhad Rachidi / Institut Federal Suís de Tecnologia

Mentrestant, l'equip de Säntis vol adaptar una tècnica matemàtica anomenada reversió del temps, que va ser pionera originaria en l'acústica, per entendre millor l'inici del llamp. Amb aquest mètode, espretén utilitzar dades recollides pels molts instruments de la torre (que inclouen una col·lecció de sis antenes anomenades matriu de mapatge del llamp, dues bobines Rogowski per mesurar el corrent, dos sensors B-Dot per mesurar la derivada del temps actual, en la ampla ample. Sensors de camp elèctric i magnètic, i una càmera d’alta velocitat) per reconstruir la ruta total de les guies poc després que es produeixin, traçant la radiació electromagnètica fins al seu origen original.

Vídeo

Els llamps en alçada, sovint s’originen a partir d’edificis i estructures altes, que en realitat poden crear un llamp que es dispara cap al cel i aquest procés pot danyar els aerogeneradors. L’any 2013, l’equip va publicar una de les descripcions més àmplies fins a la data d’aquest tipus de llamps.

Darrerament, els  treballs han plantejat preguntes sobre per què les proves de certificació de seguretat de la indústria per a aeronaus es basen en les dades sobre llamps que van del nùvol a l'avió i no al inrevés, que poden causar.

Font: Farhad Rachidi / Institut Federal Suís de Tecnologia

Font: IEEE Spectrum