CONDICIONES ACTUALES

2/1/13


EL RAYO


El rayo es uno de los espectáculos más extraordinarios y peligroso de la
atmósfera. No es pronosticable y tiene una vida de pocos segundos. Siempre se
presenta brillante, resplandeciente, pero casi nunca sigue una línea recta, sino que
describe un camino tortuoso para llegar al suelo, como si se trataran de las raíces de
un extraño árbol. Pero otras veces se presenta como una lámina de fuego y, en
raras ocasiones, como una esfera intensamente iluminada que queda suspendida en
el aire. Generalmente, la chispa eléctrica que llega a tierra recibe el nombre de rayo,
mientras que la chispa que va de una nube a otra nube, o de la parte alta a la parte
baja de la misma nube, se llama relámpago, aunque en la vida cotidiana los dos son
usados como sinónimos del mismo fenómeno. La aparición del rayo es sólo
momentánea, seguida a los pocos momentos por un tremendo chasquido y el
retumbar del trueno.

En realidad, el rayo es una enorme chispa o corriente eléctrica que circula
entre dos nubes o entre una nube y la tierra. Es un efecto parecido al que
observamos, en pequeña escala, cuando desenchufamos un artefacto eléctrico en
funcionamiento. La diferencia más importante es que esa pequeña chispa sólo salta
a través de una fracción de milímetro y que el rayo natural puede cruzar kilómetros
de distancia. El rayo, como es de sobras conocido, se origina en los cumulonimbos o
nubes de tormenta.
 

Como se produce el rayo:
 

En general, no hay mucho acuerdo entre los científicos acerca de las causas
que dan lugar a los rayos. Pero, de todos modos, es un hecho innegable que el rayo
representa una descarga o arco entre dos centros de distinta carga eléctrica.
Cuando el gradiente de potencial eléctrico entre dos regiones de una nube, o entre
una nube y el suelo, excede el valor crítico de unos 10.000 voltios por centímetro (la
corriente doméstica moderna posee un voltaje de 220 voltios), se produce una
chispa eléctrica de descarga.


Para la comprensión de la electricidad de las tormentas es necesario tener un
conocimiento completo del proceso o procesos por los cuales pueden generarse las
grandes magnitudes de carga eléctrica que originan los rayos. Existen varias teorías
para explicar ese singular fenómeno, pero ninguna ha sido aceptada universalmente.
En principio, se sabe que las partes superiores de las nubes de tormenta
poseen carga positiva, mientras que en las partes centrales predominan las
negativas. Algunas veces, un pequeño centro cargado positivamente aparece en la
lluvia, en la parte inferior de la nube. La región de máxima intensidad de campo
eléctrico se halla entre las dos zonas principales de distinta polaridad.


Las teorías que intentan explicar la electrificación de las tormentas pueden
dividirse en dos grupos, según que para su tesis requieran la presencia de cristalitos
de hielo y precipitación o no. La mayor parte de los meteorólogos opinan que la
primera clase de hipótesis es la correcta, puesto que las descargas no se observan,
en general, hasta que las nubes no alcanzan un desarrollo bastante notable, con
hielo en las capas superiores.
En experimentos de laboratorio se ha demostrado claramente el papel que
desempeñan las partículas de hielo en la electrificación de las nubes. Se ha
comprobado que cuando se congelan soluciones diluidas de agua, se originan
grandes diferencias de potencial eléctrico entre el agua y el hielo. Mientras el hielo
adquiere carga eléctrica negativa el agua retiene carga positiva.


Se cree que la formación de los centros de carga en las nubes de tormenta
tiene lugar cuando el granizo recoge más agua líquida de la que puede ser
congelada al instante. Una vez que se inicia la solidificación, parte del agua que no
pasa inmediatamente al estado sólido es arrastrada por la corriente vertical de aire.
Las pequeñas gotitas de agua, llevadas hacia arriba, constituyen la porción de carga
positiva que corona la nube, mientras que las partículas de hielo más grandes caen
hacia alturas menores.


También se ha demostrado que la ruptura de una gota de agua en una fuerte
corriente vertical de aire produce una separación de cargas eléctricas. En este
proceso las grandes partículas de agua conservan el signo positivo, mientras que el

aire adquiere signo negativo. Esta separación conduce a una polaridad opuesta a la
que está asociada con los principales centros de carga de las tormentas, pero
explica perfectamente el pequeño núcleo positivo cercano a la base de la nube.
Otros físicos sostienen la idea de que la precipitación, y en particular los
cristales de hielo, no es necesaria para la formación de los grandes centros de carga
en las tormentas. Y aunque sus teorías difieren en principio, ninguna de ellas
requiere la presencia de partículas de hielo. Todas están basadas en la captura de
iones, diminutas cargas eléctricas en el aire, por parte de las gotitas de nube.


Las variaciones de estas teorías, llamadas de captura de iones, son muchas,
y existen evidencias de laboratorio que confirman la efectividad de algunas de ellas.
Uno de los más fuertes argumentos de sus defensores es que dicen haber
observado relámpagos en pequeñas nubes convectivas en las que no existía hielo.
Si esas observaciones pueden ser corroboradas, es evidente que las partículas de
hielo no son necesarias y que las teorías de captura de iones se harán más
sostenibles.





Los daños que causa el rayo:

Como no todas las descargas eléctricas tienen la misma potencia, los
"caprichos" del rayo son realmente extraordinarios. Si se considera que la intensidad
media durante cada descarga principal llega hasta 20.000 amperios, no debe
extrañar que el rayo sea tan poderoso y atemorice tanto. No obstante, la cantidad
real de electricidad transferida desde la nube a tierra es muy pequeña, pues esa
enorme corriente circula solamente durante una fracción de segundo. Con todo, es
sumamente peligrosa, ya que quema lo que toca y electrocuta a los seres vivos.


El daño que causa el rayo se debe en gran parte al calor que engendra. Los
incendios que las chispas eléctricas provocan todos los años calcinan miles de
kilómetros cuadrados de bosques, con los consiguientes incendios de casas y
haciendas. Muchas veces los árboles y los edificios resultan perjudicados debido a
que la onda repentina de calor provoca la vaporización del agua y la acumulación de
una presión suficiente para hacer estallar la corteza o saltar los ladrillos. por otro
lado, cada año mueren fulminados por el rayo miles de personas.

 
El pararrayos:



Ya hemos dicho que las nubes de tormenta llegan a cargarse, algunas veces,
positivamente en su base. Sin embargo, generalmente son las cargas negativas las
que se acumulan en esa zona de la nube. Esa carga negativa de la nube significa
que se halla a una tensión negativa (presión eléctrica) con relación a la Tierra, que
tiene carga positiva. La presión eléctrica tiende a impulsar las cargas hacia tierra,
pero el aire que se interpone normalmente es un mal conductor de la electricidad. De
ahí las grandes tensiones necesarias que hemos señalado para que pase una
chispa o descarga entre una nube y el suelo.
El paso de la chispa eléctrica es facilitado por la circunstancia de que la tierra
que se halla debajo de la nube llega a cargarse con cargas contrarias durante una
tormenta. Así, lo hace positivamente si la nube lo está negativamente. Este proceso
se denomina inducción electrostática.


Las cargas eléctricas negativas se repelen entre sí, de manera que la nube
rechaza las de este signo (electrones) existentes en la superficie del suelo, en la
zona ubicada debajo de ella misma. El movimiento de electrones puede ser muy
escaso, porque la Tierra se compone, en su mayor parte, de material aislante, pero
siempre queda una carga positiva inducida sobre el suelo situado bajo la nube de
tormenta, de la misma magnitud que la negativa de la nube. Como ambas se atraen,
a medida que esta última avanza, descendiendo, también lo hace la zona de carga
positiva del suelo, ascendiendo.


El pararrayos corriente es una varilla puntiaguda de metal buen conductor,
instalada en la parte más elevada de un edificio y unida por un grueso cable de
cobre a una plancha del mismo metal introducida profundamente en la tierra. Los
electrones pueden trasladarse fácilmente por el pararrayos, ir desde la carga
negativa de la nube que está encima y dejar cargas positivas en la punta del
pararrayos, las cuales adquieren tal fuerza y cohesión que ionizan el aire que las
rodea. A diferencia de las cargas de la punta, las del aire ionizado pueden ascender
hacia la nube, rechazadas por las cargas positivas que quedan detrás del pararrayos
y atraídas por las negativas de la nube. Por lo tanto, si el rayo se produce entonces,
recorrerá el camino más corto y fácil, que es el que conduce al pararrayos. Y como
éste está conectado al suelo, el rayo, al tocar la punta metálica, se descarga a tierra
sin causar daños.


Partes principales del pararrayos:


La barra: es cilíndrica de 3 a 5 metros de altura, con una punta o puntas de hierro
galvanizado o de cobre.


El conductor aéreo: está formado de cable de cobre de más de 8 mm de diámetro
o cable de hierro de más de 11 mm de diámetro, aunque también se puede emplear
tubos de los mismos materiales. Una condición importante es que no esté aislado
del edificio que protege.


El conductor subterráneo: consiste en placas de cobre o de hierro galvanizado de
un metro cuadrado de superficie por lo menos, hundidas en el agua de un pozo o

mejor en la tierra húmeda y enlazadas al conductor aéreo. Si el terreno es seco, es
mejor usar como conductor subterráneo un cable muy largo enterrado alrededor de
la casa. Se debe tomar en cuenta que el radio de la base circular (R) es igual a la
altura (A) del pararrayos. Ver la siguiente figura


 



NORMAS DE PRECAUCIÓN EN CASO DE TORMENTA:

Como el rayo tiende a ir sobre cualquier objeto elevado, ya sea un edificio o un
árbol, en virtud de que las cargas eléctricas se acumulan en los puntos más altos, la
mejor protección la constituyen "los pararrayos", a continuación citamos algunas
recomendaciones:


- No refugiarse debajo de un árbol aislado. La humedad y la altura aumentan
la intensidad del campo eléctrico y atraen la carga. Los árboles que forman
bosques son menos de temer porque aumentan las posibilidades de que la
chispa eléctrica caiga lejos.


- En las casas fuera de la ciudad, cierre puertas y ventanas. No camine sobre
suelos húmedos o con calzado mojado.


- Evite permanecer en lo alto de las colinas; busque refugio en lugares bajos,
pero no en quebradas o ríos.


- No salga a la puerta ni tenga las ventanas abiertas.


- No manejar herramientas ni objetos metálicos durante la tormenta.


- No tener contacto con el agua, por ejemplo cuando se está en la playa o
cerca de un río o un lago. La salinidad del agua permite que toda la intensidad
de la descarga eléctrica produzca efectos fatales.


- Alejarse de las verjas metálicas o vallas. Estas podrían causar la muerte aun
sin hallarse en contacto con ellas. Por tal motivo, se recomienda alejarse de
toda clase de maquinaria, vehículos y herramientas.


- Dentro de la casa, la máxima seguridad se encuentra sobre la cama,
principalmente si es de madera.


- Durante la tormenta no utilice artefactos eléctricos; use el teléfono solo en una
emergencia.


- En lugares abiertos no use paraguas con punta de metal.


- Los vehículos constituyen un buen refugio; se debe quedar dentro del
automóvil.


- Los edificios grandes como escuelas y otros similares, son seguros