Los truenos y rayos: ¿por qué se producen?



Rayos y truenos
Rayos y truenos

Son habituales en primavera las tormentas eléctricas, aquellas donde los truenos y rayos son frecuentes. Estos dos fenómenos meteorológicos están relacionados, y son frecuentes en cualquier lluvia, aunque quizá nunca te preguntaste por qué se producen los truenos y rayos.

Los rayos se corresponden a una descarga natural de electricidad estática acumulada entre las nubes durante la formación de una tormenta, por la diferencia de temperatura de corrientes de aire cargadas de microgotas de agua, fenómeno que –precisamente– genera la lluvia.

De esta forma, se genera un “pulso electromagnético”, que toma la forma de esta gran descarga eléctrica, que se acompaña de la emisión de luz que conforma el relámpago, causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire.

Asimismo, el mismo fenómeno genera el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad cruza la atmósfera a gran velocidad, generando mucho calor y expandiendo el aire rápidamente, produciendo el ruido característico del trueno. Los rayos se encuentran en estado plasmático.

Generalmente, los rayos son producidos por partículas positivas en la Tierra y negativas en nubes de desarrollo vertical, llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa –zona de transición entre la troposfera y la estratosfera–, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, ese intercambio es el rayo. Cabe señalar que se produce un efecto de ida y vuelta, ya que al subir las partículas instantáneamente regresan causando la visión de que los rayos bajan. Un rayo puede generar una potencia instantánea de un gigawatt (mil millones de vatios), una energía comparable a la de una explosión nuclear.

Existen diversos debates científicos en torno a la formación de los rayos, aunque 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.

La hipótesis de la inducción electrostática explica que las cargas positivas y negativas se separan gracias a una fuerte corriente aérea ascendente que lleve las gotas de agua hacia arriba, enfriándolas entre los 10 y los 20° C bajo cero. Las gotas colisionan con los cristales de hielo formando una combinación de agua-hielo denominada granizo. Las colisiones producen que una carga ligeramente positiva sea transferida a los cristales de hielo, y una carga ligeramente negativa hacia el granizo.

Las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, ese intercambio es el rayo.
Las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, ese intercambio es el rayo.

Las corrientes conducen los cristales de hielo menos pesados hacia arriba, causando que en la parte posterior de la nube se acumulen cargas positivas. La gravedad causa que el granizo más pesado con carga negativa caiga hacia el centro y a las partes más bajas de las nubes. La separación de cargas y la acumulación continúa hasta que el potencial eléctrico se vuelva suficiente para iniciar una descarga eléctrica, que ocurre cuando la distribución de las cargas positivas y negativas forman un campo eléctrico lo suficientemente fuerte.

Esta explicación suele ser la más aceptada, pero no la única, otras se han barajado ya que como se dijo, no está del todo claro el mecanismo por el que las gotas se cargan de electricidad.

Estos fenómenos causan verdadera fascinación, dado que son realmente curiosos:

  • Se sabe que la probabilidad de ser alcanzado por un rayo es de una en 2.320.000.
  • En promedio, un rayo mide un kilómetro y medio, mientras el más extenso fue registrado en Texas y alcanzó los 190 km. de longitud.
  • Un rayo puede alcanzar la velocidad de 200.000 km/h. La diferencia de potencial es mil millones de voltios con respecto al suelo.
  • Cada año se registran 16.000.000 de tormentas con rayos.

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