Como se forman los Rayos ? ¿Suben o Bajan?
Hoy vamos con un tema de mucho respeto y cuidado, pero fascinante a la vez.
Quien no se ha quedado maravillado mirando a lo lejos, rayos, relámpagos y centellas que saltan y se extienden rápidamente en la oscuridad de la noche. Iluminando de una forma espectacular todo el cielo.
Un gran REGALO de la madre naturaleza que muchas veces causa admiración y asombro, en otro miedo y temor, sobre todo, cuando la tormenta eléctrica está sobre nosotros.
Por eso, hoy nos detenemos a hablar sobre los rayos, como se forman, su potencia y como protegerse.
El rayo es una descomunal descarga de electricidad estática, que se genera en medio de una tormenta eléctrica. (en ocasiones alcanzan nada más y nada menos que mil millones de voltios) Es importante entender que en medio de la tormenta se genera un Pulso Electromagnético, que es una emisión de energía electromagnética de alta intensidad en un breve periodo de tiempo.
La descarga eléctrica del rayo, ioniza las moléculas de aire generando emisión de luz, nuestro hermoso relámpago.
Mientras que el sonido del rayo se produce por la onda de choque que genera el mismo al desplazarse, ya que este movimiento calienta y expande el aire rápidamente.
Muchos de ustedes saben que el cuarto estado de la materia, más allá de los conocidos Sólidos, Líquidos y Gaseoso, es el Estado Plasma, el cual predomina en el Universo, se supone que casi el 99% del universo está en estado Plasma, sobre todo del enrarecido Plasma Intergaláctico. También nuestro querido RAYO, está en estado Plasmático.
En promedio, un rayo mide 1500 metros y el más extenso fue registrado en Texas alcanzando los 190 km de longitud.
Examinemos más detenidamente la luz, que es obviamente “la parte” visible de un rayo y sobre lo que se basa la creencia de que los mismos caen. Esta luz que vemos, aunque en la mayoría de las ocasiones, parece que parte de la nube hasta el suelo, muchas veces hace justamente el recorrido contrario, sube del suelo a la nube. Si como escuchaste. SUBE A LA NUBE. Bueno, ahora presta atención que voy a explicarte que sucede realmente.
Una nube de tormenta puede representarse, desde un punto de vista eléctrico, como un dipolo esencialmente.
Por razones todavía sin entender del todo, en el interior de la nube los cristales más pequeños de hielo están mayoritariamente cargados positivamente, mientras que los cristales de hielo más pesados lo están negativamente.
Entonces, la parte superior de la nube queda cargada positivamente mientras que la parte inferior resulta cargada negativamente.
Las diferencias de potencial así generadas pueden llegar a superar los 100 millones de voltios, por lo que no es de extrañar que se generen corrientes eléctricas también de una extraordinaria intensidad.
Existen 4 tipos de descargas entre nube y tierra que son:
- Rayo positivo de tierra a nube.
- Rayo positivo de nube a tierra.
- Rayo negativo de tierra a nube.
- Rayo negativo de nube a tierra.
El 90 % de las descargas nube-tierra son de polaridad negativa. Sólo un 10% de las descargas nube-tierra son de polaridad positiva.
Si bien no se conoce en forma detallada el modo en que se separan las cargas, si se sabe que la condición para la formación de nubes cargadas es el choque entre una corriente de aire cálido y una corriente de aire frío.
Durante éste choque se producen corrientes verticales ascendentes y descendentes que son capaces de separar los electrones de las moléculas de aire.
Estas cargas libres se alojan en las gotas de agua o de granizo de la nube produciéndose así una separación efectiva de cargas.
Descarga nube-tierra
Analicemos el proceso de una descarga nube-tierra de polaridad negativa, que es el 90 % de los casos.
En el momento en que comienza la descarga se produce una ruptura preliminar en la nube, lo cual da lugar a la formación del líder descendente (STEPPED LEADER).
El líder descendente es un canal ionizado negativamente que avanza buscando conectar con la tierra, la cual se encuentra con polaridad positiva por inducción.
Éste líder tiene una particularidad: avanza de a saltos. Cada salto suele tener una longitud de 50 a 200 m. Se cree que los saltos se deben a que el canal ionizado, a medida que penetra en el aire (que funciona como dieléctrico), va disminuyendo su campo eléctrico hasta que no puede quebrarlo más.
Se produce entonces un breve lapso de recarga del canal, el cual, cuando se recupera nuevamente el campo umbral, vuelve a quebrar y a avanzar hasta la tierra. Éstos intervalos de recarga duran algunos microsegundos.
Es en el último salto cuando se produce la conexión con los objetos de tierra y es, por tanto, el proceso más importante en la captación del rayo.
Rayo de Retorno
Cuando el líder, está por dar el último salto, la inducción sobre los objetos de tierra generan líderes ascendentes de polaridad positiva, que salen en busca del líder descendente, a una velocidad entre 100.000 K/s y 150.000 Km/s, mucho menor que la velocidad de la luz, creando el equivalente a un “alambre” conductor de unos pocos centímetros cuadrados de sección (un plasma en verdad), por el que circulan en torno a 30.000 amperios en el pico de corriente aunque pudiendo superar ampliamente los 100.000 amperios en ocasiones, desde la tierra a la nube, vaciando la región de la nube afectada de carga negativa. Este proceso se conoce como rayo de retorno.
La luz brillante del relámpago se produce entonces y el calor generado puede elevar la temperatura del aire circundante hasta una temperatura de unos 30.000 grados Celsius, originando una expansión rápida del aire y su posterior implosión que da lugar al trueno.
Por lo general son los objetos con formatos en punta, cómo antenas, árboles, vértices de los edificios, etc, los que son capaces de liberar el líder ascendente.
Todos ellos compiten para conectar y aquel que llega primero se transforma en el punto de impacto del rayo.
Normalmente aquí no termina el proceso. Como la nube no es neutralizada completamente suele haber otro líder descendente, que ahora progresa en forma continua, otra onda de retorno, y así sucesivamente.
Por tanto, ante la gran pregunta, si el rayo cae a la tierra o sube a la nube, habría que contestar afirmativamente en ambos casos. Ya que el rayo tiene doble sentido, la apertura de un canal y el retorno desde la tierra que descarga la nube de carga negativas.
Tengamos en cuenta que los rayos caen sobre la Tierra más de 6 millones de veces al día, y se estima en 1.800 las tormentas activas en cualquier momento del dia en todo el mundo, con una diferencia de potencial de mil millones de voltios con respecto al suelo.
Estas asombrosas magnitudes de potencias eléctricas tienen efectos beneficiosos en la atmósfera ya que cuando el oxígeno del aire es sujeto de un pulso de alta energía como lo es un rayo, el doble enlace O=O del oxígeno se rompe entregando dos átomos de oxígeno los cuales luego se recombinan con otras moléculas de oxígeno.
Estas moléculas recombinadas contienen tres átomos de oxígeno en vez de dos, lo que origina ozono que es una molécula de importante efectos en las capas altas de la atmósfera.
Cuando se está en presencia de la caída de un rayo se suele percibir un fuerte olor picante que los antiguos se lo endilgaban al azufre, es la producción de ozono.
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