La foto anterior fue tomada por un profesional de nombre Martin Fischer
¿Pero qué son los rayos?
La etnia
Navajo, formada por los habitantes originales de lo que pasó a ser el Estado de
Arizona como consecuencia de la invasión anglosajona, tenía una leyenda acerca
de los rayos que acompañan las lluvias de verano. En ella contaban que éste
ocurría cuando un ave mítica batía sus alas para crear el trueno y al mismo
tiempo reflejaba con sus ojos los rayos del Sol.
Ahora somos
más prácticos, usamos la ciencia para explicar la naturaleza y desde hace más
de 200 años sabemos que los rayos son de naturaleza eléctrica. Todos conocemos esas
tormentas, que en el lenguaje común son conocidas como rayos. Se presentan
principalmente en el verano y vienen acompañadas de un ruido atronador y de un
pulso luminoso que llamamos relámpago.
Ocurren
como resultado de las nubes de desarrollo vertical, las cuales surgen como
consecuencia de las corrientes de convección alimentadas por el flujo de vapor
de agua. Se llama así al movimiento ascendente de aire calentado en contacto
con el suelo. Cuando está más caliente que el de su alrededor, su densidad es
menor, por eso sube. Durante el ascenso ejecuta un proceso adiabático, nombre
recibido porque casi no hay intercambio de calor entre la celda de aire ascendente
y el medio circundante.
Ese aire
que asciende se enfría mientras se expande, dando lugar a un aumento de su
densidad, lo cual lo trae de regreso hacia el suelo, generando un proceso
cíclico.
Durante esa
circulación se forma una región donde la presión es ligeramente menor, dando
lugar a que el vapor de agua fluya hacia allí, haciendo nacer una nube cuyo
tamaño puede crecer, alcanzando en ocasiones más de 15 kilómetros de altura.
La forma
precisa en la cual se carga eléctricamente la nube es un tema discutido a nivel
de grupos de investigación sobre la física de las nubes. Hay varias propuestas
que tratan de explicar cómo y por qué se carga de electricidad la nube, pero
cada modelo tiene sus ventajas y sus críticas. Hasta ahora, no existe consenso
entre los especialistas del ramo.
Cuando la
nube está madura se encuentran en su parte baja una gran cantidad de cargas
eléctricas negativas, mientras que las positivas se acumulan en la parte alta
de la nube, donde se dispersan junto con el vapor de agua que se abre, como
podemos ver con frecuencia en las nubes de verano.
Los rayos
que nos preocupan son las descargas eléctricas que se transmiten entre una nube
y la tierra y constituyen solamente el 10% de todas las que se generan en la
nube. El otro 90% de rayos ocurren de un sitio a otro de la nube y pueden ser
observadas en la noche en las tormentas relativamente lejanas. Obviamente, en
la ciudad se complica esta observación.
La duración
aproximada del rayo es de 5 diezmilésimas de segundo y en ese tiempo transmiten
una energía de 500 megajoules de energía, que es equivalente a la energía
gastada por 500 mil planchas eléctricas
de las que se usan para planchar la ropa.
El rayo es
una descarga eléctrica que se transmite a través de un canal que mide de 2 a 5
centímetros de grosor. Súbitamente calienta el aire hasta alcanzar una
temperatura de 39 mil grados centígrados, más de seis veces superior a la de la
superficie del Sol. La intensidad del trueno es mayor que los 120 decibeles, y
por eso, es diez veces superior al ruido de un rotomartillo en acción.
La carga
transferida varía desde 10 a 30 coulombs, con una corriente eléctrica de 30 mil
amperes, que equivale a conectar en paralelo 500 baterías de automóvil de
tamaño promedio. Por esa razón, la descarga sobre la tierra es capaz de fundir
los granos de arena, formando minerales fundidos que reciben el nombre de
fulguritas. Tienden a ser alargados y claramente se observa que son producto de
temperaturas muy altas. Escribiendo la palabra: “fulgurita” en la sección de
imágenes de google puedes encontrar muchas imágenes sobre cómo son. Una liga
con muchas fotografías se inserta enseguida:
¿Por qué corremos peligro durante las tormentas
eléctricas?
En Hermosillo Sonora es común esta clase de formaciones nubosas, en el verano de 2012, por ejemplo, se presentaron muchas nubes de desarrollo vertical. Una de ellas es la siguiente:
El golpe directo de los rayos es evidente, pues si pueden fundir los minerales de la tierra, también pueden acabar con la vida de las personas o destruir propiedades y generar incendios. Sin embargo, los efectos más frecuentes, porque el área de influencia es más grande, son los de tipo indirecto, que se presentan en lugares separados varias decenas de metros del punto donde el rayo cae. Explicaremos esto último enseguida:
El golpe directo de los rayos es evidente, pues si pueden fundir los minerales de la tierra, también pueden acabar con la vida de las personas o destruir propiedades y generar incendios. Sin embargo, los efectos más frecuentes, porque el área de influencia es más grande, son los de tipo indirecto, que se presentan en lugares separados varias decenas de metros del punto donde el rayo cae. Explicaremos esto último enseguida:
En la
siguiente imagen vemos una recta vertical anaranjada que indica una varilla, un
árbol, o cualquier otro objeto prominente que se alza por encima del suelo. A
la derecha de la imagen se encuentra una línea quebrada de color rojo que
representa el rayo. En el suelo hemos dibujado elipsoides que significan
círculos concéntricos en el suelo, cada uno de los cuales representa una línea
en la cual una cantidad llamada “potencial eléctrico” se mantiene constante. En
el lenguaje de la física lo anterior quiere decir que, de un círculo a otro,
ese potencial es diferente, a lo cual se le asigna el nombre de voltaje.
En la vida
cotidiana aprendemos que cuando existe un voltaje entre las puntas de dos
baterías, al conectar ambas con un alambre conduce una corriente eléctrica.
Cuando una
persona se encuentra a algunas decenas de metros de un rayo, puede ser
sorprendida caminando como se indica en la siguiente figura. En ella se
demuestra que cada pie está en contacto con un círculo diferente, de modo que entre dos partes de su cuerpo aparece un
voltaje como consecuencia de la acción del rayo, aunque no le golpee
directamente.
En el caso
de una persona cuyo paso sea de 50 centímetros, puede haber entre sus dos pies
un voltaje de 500 voltios, y cuando el suelo está seco, casi toda la corriente
se mueve a través de su cuerpo, provocando que se electrocute, causándole
lesiones que pueden llevarlo a la muerte. En cambio, si el suelo está mojado,
las posibilidades de sobrevivir mejoran.
Lo anterior
puede generalizarse a varias situaciones diferentes.
Pondré como
ejemplo el caso de una casa, o instalación comercial, donde se encuentran
personas mientras se desarrolla una tormenta eléctrica durante en época de
lluvias de verano. Tomo de Panoramio una foto de René Trujillo, quien muestra
en google earth varias fotografías de San Pedro de la Cueva, un pueblo de
Sonora en la orilla de la Presa del Novillo.
Supongamos
que existe allí servicio de agua por tubería y también un poste cercano de
cualquier otro servicio. También podría tratarse del árbol que se observa a la
derecha de la foto, hacia atrás de la vivienda.
Supongamos
que cae sobre ese árbol, o algún poste cercano, un rayo en el momento en que se
lava las manos una persona, o bien, quien atiende el restaurante está lavando
los platos. Aunque el rayo no golpea sobre la estructura de la casa, la
distancia desde del sitio donde cae la descarga eléctrica hasta la tubería del
agua es diferente de la distancia desde ese sitio hasta los pies de la persona
en contacto con el agua. El resultado es que el voltaje de esa agua que sale
por la llave es casi el mismo que en el sitio de la tubería más cercano al
punto donde pega el rayo. Esto da por consecuencia que hay un voltaje de miles
de voltios entre las manos de la persona y sus pies. La descarga electrocutará
a quien resulte sorprendido(a).
El mismo fenómeno se presenta si alguien usa
el teléfono tradicional cuando ocurre una tormenta eléctrica. Un rayo sobre un
poste del servicio eléctrico generará un voltaje casi igual en la punta del
auricular que usa la persona, en cambio donde tiene sus pies, habrá otro
diferente. El resultado es similar al mencionado arriba.
Datos de personas accidentadas por los rayos
Hay algunos
datos interesantes en el portal mimeteo.com, desarrollado por la empresa
EcimTech, dedicada a servicios informáticos, en compañía de Mauricio Saldívar
& Asociados, en la cual se dedican a asesoría y servicios sobre ciencias de
la atmósfera y ambientales. Allí se
afirma que México es una de las naciones con más alta densidad de rayos en
tierra. Afirman que entre 2005 y 2011 ocurrieron 320 fallecimientos como
consecuencia de este fenómeno. A su vez, los heridos por la misma razón fue de
12 mil 200 personas.
Citan como
fuente de su afirmación a Arturo T. Juárez, de la Asociación nacional de
Normalización y Certificación del Sector Eléctrico (ANCE).
El portal
de noticias e-consulta afirma, en una nota de Oscar Rodríguez fechada el 15 de
julio de 2012, informa sobre la muerte de dos campesinos y de una mujer que
colaboraba con ellos en una parcela. Estos hechos ocurrieron como consecuencia
de la caída de un rayo sobre un árbol en el que se guarecían de la lluvia que
los había sorprendido mientras cita una información vertida por Felipe Reyna,
titular del Instituto de Protección Civil del Estado de Oaxaca.
Datos como
los anteriores hay miles. Lo que se requiere es tomar las medidas preventivas
necesarias para proteger a las personas.
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