Como se generan los rayos

Cómo se forman los truenos

El rayo es una chispa gigante de electricidad en la atmósfera entre las nubes, el aire o el suelo. En las primeras etapas del desarrollo, el aire actúa como aislante entre las cargas positivas y negativas de la nube y entre la nube y el suelo. Cuando las cargas opuestas se acumulan lo suficiente, esta capacidad aislante del aire se rompe y se produce una rápida descarga de electricidad que conocemos como rayo. El relámpago iguala temporalmente las regiones cargadas de la atmósfera hasta que las cargas opuestas se acumulan de nuevo.

El rayo es uno de los fenómenos naturales más antiguos observados en la Tierra. Se puede observar en las erupciones volcánicas, en los incendios forestales extremadamente intensos, en las detonaciones nucleares de superficie, en las fuertes tormentas de nieve, en los grandes huracanes y, obviamente, en las tormentas eléctricas.

Los rayos provocan los truenos. La energía de un relámpago calienta el aire brevemente hasta unos 50.000 grados Fahrenheit, mucho más caliente que la superficie del sol. Esto hace que el aire explote hacia fuera. La enorme presión de la onda expansiva inicial disminuye rápidamente al aumentar la distancia y en unos diez metros se ha vuelto lo suficientemente pequeña como para ser percibida como el sonido que llamamos trueno.

Dónde cae más un rayo

Tus zapatos con suela de goma recogieron electrones perdidos de la alfombra. Esos electrones se acumularon en tus zapatos dándoles una carga estática. (Las cargas estáticas siempre están “buscando” la primera oportunidad para “escapar” o descargarse. El contacto con el pomo de una puerta metálica -o con el tirador de un coche o cualquier cosa que conduzca la electricidad- representa esa oportunidad y los electrones sobrantes aprovechan la ocasión.

Los rayos comienzan como cargas estáticas en una nube de lluvia. Los vientos dentro de la nube son muy turbulentos. Las gotas de agua de la parte inferior de la nube son atrapadas por las corrientes ascendentes y elevadas a grandes alturas, donde la atmósfera, mucho más fría, las congela. Mientras tanto, las corrientes descendentes de la nube empujan el hielo y el granizo hacia abajo desde la parte superior de la nube. Donde el hielo que baja se encuentra con el agua que sube, los electrones se desprenden.

Es un poco más complicado, pero el resultado es una nube con un fondo cargado negativamente y una parte superior cargada positivamente. Estos campos eléctricos se vuelven increíblemente fuertes, y la atmósfera actúa como un aislante entre ellos en la nube.

Tipos de rayos

El rayo es una chispa gigante de electricidad en la atmósfera entre las nubes, el aire o el suelo. En las primeras fases de desarrollo, el aire actúa como aislante entre las cargas positivas y negativas de la nube y entre ésta y el suelo. Cuando las cargas opuestas se acumulan lo suficiente, esta capacidad aislante del aire se rompe y se produce una rápida descarga de electricidad que conocemos como rayo. (El proceso real de ruptura aún no se conoce bien). La ruptura del aire crea iones y electrones libres que se desplazan por el canal conductor. Este flujo de corriente iguala temporalmente las regiones cargadas de la atmósfera hasta que las cargas opuestas vuelven a acumularse.

Los relámpagos de las tormentas eléctricas comienzan en un fuerte campo eléctrico entre cargas opuestas dentro de la nube de la tormenta, y pueden permanecer completamente dentro de la nube (relámpagos intra-nube) cuando las regiones de carga son de fuerza similar (equilibradas) o pueden llegar al suelo (relámpagos nube-tierra) cuando una de las regiones es mucho más fuerte que la otra (desequilibrada).

Cómo se forman los rayos en las nubes

Las escasas tormentas eléctricas que teníamos en San Francisco cuando era niño eran espectáculos aterradores que hacían que me metiera debajo de las sábanas en la cama. A medida que fui creciendo, el miedo dio paso (parcialmente) a la curiosidad. ¿Cómo funcionaban los rayos? Había oído que el relámpago se producía cuando dos nubes chocaban. Pero incluso a una edad tierna e impresionable, esa explicación me parecía bastante tonta. Durante la mayoría de las tormentas eléctricas, el cielo estaba completamente cubierto de nubes, y nunca vi un rayo cuando sólo había nubes individuales en el cielo. Había algo más en juego.

Para entender los relámpagos tuve que aprender sobre la naturaleza de la electricidad: qué es y cómo se mueve. Descubrí que todo en el mundo está hecho de electricidad y que las fuerzas eléctricas son las responsables de mantener las cosas unidas, y a veces de separarlas.

Todo está hecho de átomos que, a su vez, están formados por partículas cargadas. Todas las partículas cargadas son de dos tipos: positivas y negativas (o positivas y negativas). Las partículas negativas son los electrones y las positivas son los protones, mucho más pesados, que están enterrados en el núcleo. (También hay partículas neutras pesadas en el núcleo llamadas neutrones, pero realmente no entran en nuestra historia).