Conocer a los rayos
Formación de condiciones tormentosas
En ciertas condiciones atmosféricas (humedad, calor, etc.), asistimos a la formación de nubes características de las condiciones tormentosas. Estas enormes masas nebulosas generalmente del tipo cumulo-nimbus (en forma de yunque), están constituidas por gotas de agua en su parte inferior y por cristales de hielo en su parte superior.
Bajo el efecto de violentas corrientes ascendentes internas, se opera una separación de las cargas eléctricas de esas partículas de agua. Esta separación finaliza con una concentración positiva en la parte superior de esas nubes, mientras que su base es cargada negativamente. A veces, una bolsa de cargas positivas queda atrapada dentro de la base negativa. Luego de que una nube de tormenta se forma arriba del suelo, se produce con este último una gran bipolarización.
Bajo la influencia de las cargas negativas de la base de la nube, el ligero campo eléctrico atmosférico que existe permanentemente al nivel del suelo se invierte y aumenta rápidamente, para llegar a valores de 10 a 15 kilo-voltios por metro. Una descarga al suelo es inminente.(Fig.1)
fig.1 : Distribución de cargas eléctricas dentro de la nube y valor del campo eléctrico en el suelo.
Los fenómenos precursores de los rayos
La primera fase de la caída de un rayo es una predescarga, ligeramente luminosa (trazador descendente) formada en el seno de la nube y progresando por saltos de algunas decenas de metros hacia el suelo. (Fig.2a). Simultáneamente, el campo eléctrico atmosférico al nivel del suelo aumenta en función de la aproximación del trazador descendente. En ese momento asistimos a la creación espontánea en la punta de ciertas asperezas (poste, pararrayos...) de una ionización natural, manifestada bajo la forma de emanaciones eléctricas azuladas: es el efecto de punta o efecto Corona, observado en tiempos de tormenta por los marinos bajo la forma de “fuegos de San Elmo”, o por los montañeses en el momento de la aparición característica del ruido de “las abejas”.
Cuando el trazador descendente se aproxima al suelo, la ionización debida al efecto Corona se refuerza, particularmente en las puntas de las ásperezas, hasta transformarse en una descarga ascendente: Es el trazador ascendente que se desarrolla en dirección de la nube (Fig.2b)
Cuando uno de esos trazadores ascendentes y el trazador descendente se juntan, se crea un canal conductor que permite la circulación de una corriente muy intensa: es el rayo, caracterizado por un resplandor vivo (el relámpago) y un ruido ensordecedor (el trueno) (Fig.2c). El golpe de un rayo puede estar formado por varias descargas sucesivas, separadas por algunas centésimas de segundos, utilizando el mismo canal fuertemente ionizado.
fig.2 : Las fases características de la evolución de un golpe de rayo negativo.
Clasificación de los golpes de rayos
En nuestros climas templados, la gran mayoría (aproximadamente un 90%) de los relámpagos son del tipo descendente negativos, debido a que la base de la nube, cargada negativamente, se descarga hacia el suelo. (Fig.3a)
Principalmente en invierno, asistimos a veces al desarrollo hacia el suelo de un trazador descendente salido de una bolsa positiva en la base de la nube: esto es un golpe de rayo descendente positivo. (Fig.3b)
Ocurre a veces, a partir de ciertas estructuras de gran altura (pico de montaña, poste de telecomunicación, edificio alto) que un trazador ascendente progresa espontáneamente hacia la nube cuando las condiciones del campo eléctrico lo permiten; el golpe de rayo que sucede en ese momento es llamado ascendente positivo (Fig.3c), o más raramente ascendente negativo (Fig.3d), en función de la carga de la nube.
fig.3a
fig.3b
fig.3c
fig.3d
Tipos de golpes de rayo
Golpe de rayo descendente
Cachoeira Paulista (Brasil)
Golpe de rayo ascendente Nadachi
Nadachi (Japón)