Rayos y centellas

 

!Que me parta un rayo¡

Los rayos son una de las expresiones naturales más espectaculares de la naturaleza, cargadas de historias y mitos fascinantes rodean a este fenómeno. La mitología otorga el poder del rayo o el trueno a los dioses más poderosos, como es el caso de Thor en la mitología nórdica y germana, o en el caso de Zeus siendo el padre de los dioses y hombres. Siguiendo con Grecia para Aristóteles los truenos son el choque entre nubes, error que se arrastró hasta prácticamente nuestros días. En realidad es la expresión sonora que se produce por la energía liberada del rayo al formar una honda de choque.

Se ha podido comprobar mediante análisis espectroscópicos que la temperatura de un rayo, varía durante los 50 microsegundos que dura, teniendo una temperatura media de 20.100 ºC. Esta elevada temperatura causa que el rayo se expanda a través del aire más frío circundante a una velocidad mayor que la del sonido, lo que produce una onda de choque (en principio similar a la de una explosión).

Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, el sonido del trueno puede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el oído humano.

El sonido recorre  1 kilómetro en 3 segundos (redondeando). Por lo tanto, para averiguar a qué distancia se ha producido el rayo cuenta los segundos entre el rayo y el trueno y divídelo entre 3. Así obtendrás los kilómetros de distancia entre tú y el rayo. El retraso entre el destello y el trueno ocurre porque el sonido viaja mucho más lento que la luz.

Pero ¿Cómo se producen los rayos?

Es en realidad una descarga electrostática, similar a cuando frotamos un textil de lana y se nos ponen los pelos erizados. El rayo se produce cuando se genera una diferencia de potencial eléctrico muy grande entre dos lugares (dos nubes, o la atmósfera y el suelo por ejemplo). La descarga ocurre cuando la distribución de las cargas positivas y negativas forman un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

Qué es lo que hace que se separen las cargas positivas por un lado, y las negativas por otro, y que lleva a la generación de rayos, es un asunto que todavía se debate. Los científicos han estudiado varias opciones, desde las características que componen las nubes, el impacto de las partículas solares, la presencia de hielo y otras opciones, que puedan causar la separación entre cargas positivas y negativas en la atmósfera.

Además de producirse rayos en las típicas tormentas también ocurre este espectacular fenómeno durante las erupciones volcánicas. Las rocas y cenizas que salen despedidas en la nube que expulsa el volcán son, en teoría, eléctricamente neutras. Sin embargo, salen tan calientes desde el interior de la Tierra que no cada partícula es neutral: muchas están cargadas positiva o negativamente, y además se van cargando en el camino a medida que chocan entre sí y se produce carga electroestática.

Ahora, para que aparezcan rayos se necesita que esas partículas se separen y que las positivas se vayan hacia un lado, y las negativas hacia otro. Esto se produce de forma más o menos natural, ya que a medida que se mueven, se crea un campo electromagnético. Cuando la diferencia de carga se hace muy grande, los electrones fluyen y se producen los rayos.

De todos modos sigue siendo meras teorías e hipótesis, los científicos siguen buscando la respuesta al funcionamiento interno de estos efectos eléctricos.