Cañones anti granizo

Hola,

A raíz de la reunión de ayer en el cabildo de la presidencia municipal de Sayula y algunos comentarios hechos por Horizontes, me he hecho algunos cálculos sumamente básicos. No pretendo que los cálculos sean precisos más allá del orden de magnitud. Los resultados, sin embargo, los encuentro bastante interesantes.

En mis cálculos hay muchas suposiciones pues no tengo información precisa, excepto la de propiedades del aire que las he tomado del paquete REFPROP del NIST (US National Institute of Standards and Technology), la cuales son valores prácticamente exactos (de referencia). Los valores de propiedades son los que corresponden principalmente a la densidad y entalpía del aire a diversas condiciones de presión y temperatura.

En mi opinión, como lo comenté en la reunión del cabildo, los cañones sónicos están operando como “bombas térmicas”.

El tema no es si se “desbarata” o no el granizo, o si se afecta o no el mecanismo de nucleación del mismo. El tema es fisicoquímicamente diferente, el tema de estudio es si se inhibe o no, localmente, la condensación, o sea la lluvia.

Se han dado argumentos de que la energía que entregan los cañones es despreciable. Sobre esto estoy totalmente de acuerdo, pero no así en cuanto a la energía latente que es capaz de entregar una bomba térmica.

De la información que tengo y he verificado, los cañones operan con una frecuencia de 6 segundos. Estos son 10 disparos por minuto. Cada disparo resulta en una caída de presión alrededor de la columna del disparo y consecuentemente un flujo convectivo de aire de la superficie hacia la zona de nubes. Este es el punto donde debo hacer alguna suposición pues no tengo la información técnica necesario para poder derivarlo. Suposición: Cada disparo mueve 100 m3 de aire, resultando en 1000 m3 por minuto. Puedo estar equivocado pero me parece una suposición razonable – cuando menos dentro del orden de magnitud.

Supongamos ahora que este aire es bombeado a una altura promedio de 4000 m. A 4100 m la presión es aproximadamente 0.6 atm. En Sayula la presión es aprox. 0.88 atm.

Ahora supongamos que a esa altura el aire está saturado y a una temperatura de 5 ºC – el punto de rocío es 5 ºC.

Aquí las preguntas son: ¿Cuánta energía se está bombeando? y ¿Cuál es el efecto de dicha energía en el punto de rocío del aire?

Energía bombeada.
La energía que se bombea no tiene relación directa con la de los disparos sino con el calor latente que el aire caliente le está cediendo al aire frío.
Si el bombeo es de 1000 m3 por minuto y la caída de la temperatura es de 25 a 5 ºC, mis cálculos indican que se bombea una energía equivalente a 348 kW o 0.348 MW. Como referencia, la central nuclear de Laguna Verde tiene una capacidad de 1640 MW. Se ve pequeño a comparación pero en términos energéticos no lo es. Una energía la entrega un simple cañón sónico y la otra toda una planta nuclear. Claro, la energía entregada es por convección y proviene del sol no del cañón.

Efecto en el punto de rocío
Si se bombea por un periodo de dos horas se estarían entregando del orden de 2500 MJ.
Supongamos entonces que la energía entregada se disipa en una columna atmosférica de 1 Km de altura por un diámetro de 4.16 km, esto es suficiente para aumentar en promedio 1 ºC la temperatura del aire en esa región. Si la columna es de 500 m entonces el diámetro es de 8.3 km para el mismo aumento de temperatura. No es tan simple pero da una aproximación de la dimensión de la zona de impacto.

Pero, ¿qué significa aumentar sólo 1 ºC la temperatura del aire originalmente saturado? Esto significa que la saturación del 100% a 5 ºC va a bajar a menos del 95% a 6 ºC y si son 2 ºC entonces a menos del 90%. Esto es suficiente para, dentro de la zona de impacto, inhibir la condensación y, por lo tanto, la lluvia.

Acepto que hay suposiciones, principalmente en el volumen de bombeo. Pero considero que debo de andar dentro de un orden de magnitud, para arriba o para abajo; bombear 10 m3 por disparo me parece muy poco, bombear 1000 m3 por disparo me parece demasiado – no pudo decir otra cosa sin mayor información técnica.

Pero el punto que quiero hacer no es si el granizo se logra desbaratar o no, sino la magnitud del calor latente que estos artefactos pueden bombear. El cálculo es para dos horas, me han informado que en ocasiones se han estado disparando por mucho más tiempo, lo que implicaría una mayor disipación de energía latente.

El tema aún no está agotado, pero creí relevante hacer unos cálculos a fin de tener una idea del orden de magnitud del impacto eu estos instrumentos puedan tener.

Como lo he dicho, no estoy encontrando de la tecnología, pero se deb actuar con certeza y prudencia. Creo que el tema debería ser estudiado a fondo con mayor formalidad.