Siembra de nubes: ¿Cómo funciona? – Nuestro clima

Sembrar nubes para que llueva, tener un sistema antigranizo, evitar la nieve, la niebla y la contaminación se ha convertido en un negocio más.

Las nubes se siembran con yoduro de plata (AgI), hielo seco (CO2 congelado), propano líquido, polvo de feldespato, etc. para crear núcleos de condensación de hielo, la formación de gotas de agua, a partir del vapor de agua de la nube.

Un proceso que depende de muchos factores para ser eficiente y económico. El agua es necesaria para la vida en nuestro planeta. Las semillas de nube requieren que contengan agua líquida sobreenfriada, es decir, en estado líquido por debajo de 0º Celsius. En la nube fría convive el agua en sus 3 fases: vapor de agua, gotitas sobreenfriadas y pequeños cristales de hielo, con estructura hexagonal. El vapor de agua pasa directamente a la fase sólida. La fusión de los cristales captura pequeñas gotas, que se congelan al contacto con el cristal.

Cuando las partículas de hielo se forman en las nubes sobreenfriadas, pueden crecer a expensas de las gotas de líquido. Si hay suficiente crecimiento, las partículas se vuelven lo suficientemente pesadas como para caer como nieve (precipitación de pequeños cristales de hielo), o aguanieve, o si se unen, como lluvia. Las gotas aumentan de tamaño hasta llegar al punto en que son precipitadas por gravedad. El origen de la lluvia es simple: es la condensación del vapor de agua contenido en las masas de aire, que se produce cuando dichas masas de aire son obligadas a ascender y enfriarse.

No basta con que el aire esté saturado de humedad (humedad relativa 100×100), también deben existir núcleos de condensación, que pueden ser un grano de polvo mineral, talco, hielo seco, etc. Estos núcleos, a pesar de ser sólidos, quedan suspendidos en el aire, desplazados por los vientos y no caen como gotas. Puedes contar 500 por cm3. 1m3 de nube contiene algo menos de 3 gramos de agua. El núcleo de condensación permite que el vapor de agua recupere su estado líquido. La saturación de aire se logra mediante el enfriamiento, ya que el aire frío está saturado con menos vapor de agua que el aire caliente. 1 m3 de aire a 25 °C con 11 gramos de vapor de agua no está saturado, pero si lo enfriamos a 10 °C se satura y puede llover.

La precipitación se mide en mm, que corresponde al espesor de la lámina de agua que se forma sobre una superficie plana e impermeable. Desde 1980, se ha popularizado la medición de la lluvia mediante el radar meteorológico, un radar conectado a un modelo matemático, que permite determinar la lluvia en un área en tiempo real.

El gráfico muestra una nube de tormenta con la parte superior plana, en forma de yunque, típica del granizo. Fuertes subidas. En la parte inferior, una nube es sembrada por dos planos, uno en la parte superior y otro en la parte inferior (aquí se aprovecha la flotabilidad para transportar el yoduro de plata hacia arriba, a temperaturas más bajas). Gráfica del Grupo Antigranizo, de Mendoza (Argentina).

Las semillas de siembra se pueden esparcir por avión en la base de la nube o desde el suelo con un cañón vertical que aprovecha el flujo de aire ascendente. Éxito con yoduro de plata con una estructura cristalina similar a la del hielo. Provoca la nucleación de los cristales de hielo. Es un polvo amarillo, insoluble en agua. No presenta ningún riesgo. Tiene un peso molecular de 234,77 g/mol. El rocío no es lluvia, es una forma de condensación del vapor de agua en contacto con el suelo frío.

Vincent Schaefer descubrió el principio de la siembra de nubes en 1946 por accidente. Apoyado por el ganador del Premio Nobel Irving Langmuir, intentó con muchos medios químicos (AgI, talco, cristales de hielo seco – CO2) estimular el crecimiento de cristales de hielo en la nube. Encontró que en la nube sobreenfriada hay agua líquida hasta -40 °C. Ese es el límite. El más frío sólo hay hielo, granizo. V. Schaefer consiguió provocar una nevada en el oeste de Massachusetts tras esparcir 3 kg de hielo seco en la nube desde una avioneta.

Francia comenzó la lucha contra el granizo en la década de 1950 para salvar las cosechas. En España contamos con el Consorcio de Combate al Granizo y la Asociación Ecológica Avionetas del Moncayo, de Aragón. En Bavaria en Alemania hay una región vinícola y la protegen con el sistema antigranizo. Cuando una nube de verano amenaza granizada, si se siembra con hielo seco en el momento adecuado, comienza la lluvia y se evita el granizo, o al menos los carámbanos que caen son más pequeños. , y causa menos daño a los cultivos frutales. Las imágenes de radar Doppler (1985, con ondas de 5 cm) pueden informar sobre la ubicación de la zona de granizo en la gran nube de tormenta. Disponemos de 2 tipos de radar: Banda S (de 2 a 4 GHz, con ondas de 8-15 cm) y Banda C (de 4 a 6 GHz, microondas), aunque el radar es mejor para observar la nube de tormenta. La reflexión del eco es proporcional a la sexta potencia del diámetro de la gota de lluvia.

En julio de 2013 cayó en Lleida granizo del tamaño de una pelota de ping-pong, con fuertes vientos verticales, propios de un gran temporal. Era un cumulonimbus a unos 15.000 m de altitud, con la parte superior plana. En fuertes corrientes ascendentes, las gotas de agua se convierten en hielo en las partes superiores de la nube con temperaturas inferiores a 0 °C. A medida que las gotas aumentan de peso, caen y arrastran otras gotas con ellas, aumentando su tamaño original. En invierno no hay granizadas porque la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior de la nube es mucho menor, el resultado son las nevadas. La previsión meteorológica prevé un aumento de las tormentas de granizo en los próximos años.

Las manzanas de Lleida dañadas por el granizo solo se pueden vender para hacer zumo. Los viejos quemadores de yoduro de plata, junto a los árboles, no solucionan el problema, hay que sembrar el cepillo.

El avión con AgI avanza hacia la tormenta que se aproxima, el cumulonimbus, y lo siembra frente a él. El flujo ascendente de la nube lleva a AgI hacia las temperaturas más bajas (ver gráfico 1). Austria utilizó AgI entre 1981 y 2000 para evitar tormentas de granizo en los Alpes. El granizo también se combate con un cañón vertical, a unos 6 m del suelo, que emite ondas de choque. Funciona con explosiones de gas acetileno y aire, con ondas que se mueven a la velocidad del sonido, interrumpiendo la cristalización del granizo. Como resultado, producen lluvia o granizo suave en lugar de granizo sólido. Pero el cañón debe actuar entre 5 y 20 minutos antes de que caiga el granizo; Esto nos obliga a actuar en contacto con el Servicio Meteorológico y sus satélites.

El sistema de siembra de nubes más grande del mundo está en China porque las lluvias están aumentando en las zonas áridas, incluida Beijing. Disparan cohetes con AgI a la base de la nube. Hay conflictos políticos de regiones vecinas que los acusan de robar la lluvia. En 2013, hay 24 países que utilizan la siembra de nubes. En febrero de 2009, una nevada artificial de 3 días cayó en Beijing gracias a AgI.

Uva para vino La vid soporta bien la sequía moderada.

Feldespato, el mejor catalizador para la gota sobreenfriada

El feldespato es un grupo de minerales abundantes en la corteza terrestre, rocas en un sistema ternario formado por ortoclasa, albita y anortita. La estructura del feldespato se puede describir como un esqueleto de silicio y aluminio, con bases alcalinas y metales alcalinotérreos. El feldespato de potasio (3% del polvo) es el mejor catalizador en teoría, pero en la práctica no desplaza al AgI en las semillas de las nubes a -15°C. Llueve porque las nubes tienen núcleos de condensación sin que haya que sembrarlas con AgI o hielo seco. Cuando analizamos este polvo mineral de la atmósfera, observamos que el potasio es el elemento que más contribuye a la formación del núcleo de los cristales de hielo. Es el aerosol atmosférico más útil para nosotros. El polvo en la atmósfera se ha duplicado durante el siglo XX.

James D. Atkinson y colaboradores han realizado experimentos de laboratorio con aerosoles naturales, han congelado gotas de agua, de un micrómetro y un milímetro de tamaño, que contienen núcleos de condensación a la temperatura de las nubes de fase mixta (vapor de agua, agua y hielo) 250-265 kelvin .

El aerosol es una partícula líquida o sólida dispersa en un gas, el aire. Les ha sorprendido que el feldespato rico en potasio sea el mineral más activo en la formación de núcleos de hielo, a pesar de que su presencia en el polvo mineral es solo un bajo porcentaje. Los gases ácidos como el S02 pueden transformar la superficie de los granos de feldespato en un mineral arcilloso. Si la nube tiene una temperatura superior a -15°C, el feldespato es menos importante. El descubrimiento tiene aplicaciones en ingeniería: congelación y almacenamiento de tejidos biológicos y alimentos. Permite evitar la acumulación de hielo en las alas de un avión o la congelación de las tuberías. El estudio de los aerosoles atmosféricos, incluido el polvo y las partículas inorgánicas, es prometedor, pero no todos los tipos de polvo son iguales.

En el polvo, los minerales arcillosos son dominantes (2/3 partes), pero no son importantes para la formación del núcleo de hielo. La arcilla es un agregado, un silicato de alúmina hidratado, esencial en la cerámica. Los componentes del polvo de arcilla son: 13% caolinita, 2% montmorillonita, 3% cloritas, 44% mica, 16% cuarzo, 8% feldespato sódico y cálcico, 3% feldespato potásico, 3% calcita.

Continuará la siembra de yoduro de plata y hielo seco, los cultivos lo necesitan.

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