Rayo

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El rayo es una poderosa descarga electrostática natural, producida durante una tormenta eléctrica. La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno.

Generalmente, los rayos son producidos por un tipo de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, la nube adquiere una forma de yunque, y en ese momento puede clasificarse como de tormenta, llamándose también al fenómeno células de tormenta, y cuando comienzan a girar sobre sí mismas y adquieren suficiente energía se las llama supercélulas de tormenta, causantes de tornados, granizadas fatales y rayos muy potentes.

Secuencia del relámpago, dura 0s32 s

[editar] Cómo se forma el relámpago

Relámpago en Oradea, Rumania

El primer proceso en la generación del relámpago es la separación de cargas positivas y negativas dentro de una corriente aérea ascendente, fuerte en estas nubes, acumulando así una carga de electricidad estática muy poderosa. Los cristales positivamente cargados tienden a ascender, lo que hace que la capa superior de la nube acumule una carga electrostática positiva. Los cristales negativamente cargados y los granizos caen a las capas del centro y del fondo de la nube, que acumula una carga electrostática negativa.

El rayo también pueden producirse dentro de las nubes de cenizas de erupciones volcánicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga estática.^[1] ^[2]

Cómo se inicia la descarga eléctrica sigue siendo un tema de debate.^[3] Los cientificos han estudiado las causas fundamentales que van desde las perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y presión) hasta los efectos del vientos solar y a la acumulación de partículas solares cargadas.^[4] Se cree que el hielo es el elemento clave en el desarrollo, propiciando una separación de las cargas positivas y negativas dentro de la nube.^[4]

[editar] Prevención de impacto de un rayo

Rayo en primer plano, hecho por Diseño gráfico

Existen situaciones en las que el peligro de recibir el impacto de un rayo se genera en pocos minutos.

Los lugares más seguros durante una tormenta eléctrica son los edificios y los vehículos, ya que conducen la electricidad hasta el suelo por su parte exterior, sin dañar a sus ocupantes.

Dentro de un edificio deben tomarse las siguientes precauciones:

Cerrar/alejarse de puertas y ventanas.
Alejarse de instalaciones eléctricas.
No usar teléfonos fijos, sólo inalámbricos o móviles.
Cerrar las puertas al salir.

Dentro de un vehículo deben tomarse las siguientes precauciones:

Cerrar todas las puertas y ventanas.
No tocar partes metálicas del vehículo.
Por ningún motivo abandonar el vehículo.

En caso de que el individuo sea sorprendido por la tormenta eléctrica mientras se encuentra al aire libre, se recomienda lo siguiente:

En caso de haber un edificio o vehículo muy cerca, intentar llegar a él.
Alejarse de objetos altos (árboles, postes o cualquier objeto que sobresalga).
Buscar una zona que se encuentre un poco más baja que el terreno circundante.
No acostarse, ya que la tierra húmeda conduce muy bien la electricidad.
Intentar agacharse lo más posible, pero tocando el suelo sólo con las plantas de los pies.
No resguardarse en cuevas o accidentes geográficos similares, ya que se acumula el aire ionizado que aumenta la probabilidad de descarga.

Como la velocidad del sonido en el aire es 340 m/s, para determinar la distancia a la que caen los rayos, sólo es necesario contar los segundos entre relámpago y trueno, y dividir este número entre tres. El resultado estará dado en kilómetros.

Sólo se deben abandonar las medidas de precaución si la tormenta se encuentra a más de diez kilómetros de distancia (30 segundos entre relámpago y trueno), ya que pueden acercarse a gran velocidad.

Otro elemento para saber que el rayo puede "dispararse" en fracciones de segundo es el campo electrostático que eriza los pelos, preanuncio del "pulso electromagnético".

[editar] Impactos de rayo

Sabina hendida por un rayo

Como es sabido, el rayo tiende a caer en lugares altos que lo conduzcan hasta la tierra, lugar a donde debe ir a parar. Por norma general un objeto cubre el doble de distancia a la redonda que su altura; es decir, si un cuerpo mide 10 m, todos los rayos que caigan en un radio de 20 m caerán generalmente sobre él.

En caso de sufrir la caída de un rayo, la probabilidad de muerte no es tan grande como puede parecer, ya que el 94% de los afectados sobreviven. No obstante, hay que tener presente que, si bien el impacto no resulta mortal, las secuelas pueden ser permanentes. Algunas de las consecuencias son las siguientes:

Pérdida de la consciencia, amnesia temporal o pérdida total de la memoria.
Funcionamiento irregular de órganos temporal o permanente.
Muerte de miembros u órganos.
Pérdida de la capacidad de sentir el frío, consecuencia que, aunque simple, resulta muy incómoda: es muy frecuente en personas con este problema contraer catarros, gripes, pulmonías e hipotermias, que pueden llevarlos a la muerte.

Aún teniendo la fortuna de no sufrir estas secuelas, son muchos los casos que precisan tratamiento psicológico para que el afectado olvide su accidente y el miedo que probablemente sienta por las tormentas, lluvias o incluso las simples nubes.

[editar] Datos relevantes

Tensión entre nube y un objeto a tierra: 1 millón a 1.000 millones de Voltios.

Intensidades de descarga: 5.000 a 340.000 Amperios.

di/dt: 7,5 kA/s a 500 kA/s.

Frecuencia: 1 kHz a 1 MHz.

Tiempo: 10 μs a 100 ms.

Temperatura: superior a 27.000 ºC (unas cinco veces la temperatura de la superficie del sol).

Propagación del sonido del relámpago: 340 m/s (velocidad del sonido a 20ºC, a nivel del mar).

Propagación de la luz del relámpago: casi los 300.000 km/s (velocidad de la luz aproximada en el vacío).

Campo electrostático por metro de elevación sobre la superficie de la tierra: 10 kV/m.

[editar] Véase también

[editar] Referencias

↑ NGDC - NOAA. Volcanic Lightning. National Geophysical Data Center - NOAA. Consultado el September 21 de 2007.
↑ USGS (1998). Bench collapse sparks lightning, roiling clouds. United States Geological Society. Consultado el September 21 de 2007.
↑ Micah Fink for PBS. How Lightning Forms. Public Broadcasting System. Consultado el September 21 de 2007.
↑ ^a ^b National Weather Service (2007). Lightning Safety. National Weather Service. Consultado el September 21 de 2007.