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Rayo
El rayo es una poderosa descarga electrostática natural, producida durante una tormenta eléctrica. La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno.
Generalmente, los rayos son producidos por particulas negativas por la tierra y positivas a partir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relámpago y/o rayo. Esto produce un efecto de ida y vuelta; se refiere a que al subir las partículas instantáneamente regresan causando la visión de que los rayos bajan.
La disciplina que, dentro de la meteorología, estudia todo lo relacionado con los rayos se denomina ceraunología.
Secuencia del relámpago, dura 0,32 s
Contenido
Formación del rayo
Relámpago del Catatumbo, Venezuela. La fábrica de ozono de la Madre Naturaleza. Este fenómeno es capaz de producir 1.176.000 relámpagos por año, produciendo el 10% de la capa de ozono del planeta.El primer proceso en la generación del rayo es la separación de cargas positivas y negativas dentro de una corriente aérea ascendente, fuerte en estas nubes, acumulando así una carga de electricidad estática muy poderosa. Los cristales positivamente cargados tienden a ascender, lo que hace que la capa superior de la nube acumule una carga electrostática positiva. Los cristales negativamente cargados y los granizos caen a las capas del centro y del fondo de la nube, que acumula una carga electrostática negativa.
El rayo también puede producirse dentro de las nubes de cenizas de erupciones volcánicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga estática.[1] [2]
Cómo se inicia la descarga eléctrica sigue siendo un tema de debate.[3] Los científicos han estudiado las causas fundamentales, que van desde las perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y presión) hasta los efectos del viento solar y a la acumulación de partículas solares cargadas.[4] 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.[4]
Prevención de impacto de un rayo
Existen situaciones en las que el peligro de recibir el impacto de un rayo se genera en pocos minutos.
Los lugares más seguros durante una tormenta eléctrica son los vehículos, ya que conducen la electricidad al suelo por su parte exterior, no dañando a sus ocupantes.
Dentro de un edificio deben tomarse las siguientes precauciones:
- Cerrar/alejarse de puertas y ventanas.
- Alejarse de instalaciones eléctricas.
- Desconectar electrodomésticos (en la medida de lo posible).
- No usar teléfonos fijos, sólo inalámbricos o móviles.
- Cerrar las puertas al salir.
Dentro de un vehículo deben tomarse las siguientes precauciones:
- Cerrar todas las puertas y ventanas.
- No tocar partes metálicas del vehículo.
- Por ningún motivo abandonar el vehículo.
En caso de que el individuo sea sorprendido por la tormenta eléctrica mientras se encuentra al aire libre, se recomienda lo siguiente:
- En caso de haber un edificio o vehículo muy cerca, intentar llegar a él.
- Alejarse de objetos altos (árboles, postes o cualquier objeto que sobresalga).
- Buscar una zona que se encuentre un poco más baja que el terreno circundante.
- No acostarse, ya que la tierra húmeda conduce muy bien la electricidad.
- Intentar agacharse lo más posible, pero tocando el suelo sólo con las plantas de los pies.
- No resguardarse en cuevas o accidentes geográficos similares, ya que se acumula el aire ionizado que aumenta la probabilidad de descarga.
Está erróneamente extendido que, dada la velocidad del sonido en el aire -340 m/s-, para determinar la distancia a la que caen los rayos, sólo es necesario contar los segundos entre relámpago y trueno. Sin embargo esto, en términos generales, está lejos de la realidad. El trueno se desplaza por medio de ondas explosivas y no mediante ondas acústicas ordinarias, siendo las primeras de propagación mucho más rápida que las acústicas, y de valor no constante. La velocidad de propagación de las ondas explosivas ronda los 12-14 Km/s, unas cuarenta veces mayor que la del sonido. El rayo genera ondas explosivas que se propagan a través del aire, y se identifican como un chasquido inicial. Cuando el efecto sonoro es fuerte y brusco, el rayo se ha producido muy cerca del espectador, y las ondas percibidas son de tipo explosivo, que aún no se han destruido. Cuando la descarga eléctrica está muy anticipada respecto de la percepción del sonido, se oyen descargas sordas que oscilan en intensidad, y que llegan al espectador con retraso respecto del rayo. Esto indica una distancia mayor respecto del punto de descarga. Sin embargo, no es posible determinar la distancia bajo estas circunstancias, ya que la onda explosiva que transporta el sonido viaja con velocidad variable: a velocidad supersónica inicialmente, y cuando la onda explosiva se destruye a la velocidad del sonido.
Sólo se deben abandonar las medidas de precaución si la tormenta se encuentra a más de diez kilómetros de distancia (30 segundos entre relámpago y trueno), ya que pueden acercarse a gran velocidad.
Otro elemento para saber que el rayo puede "dispararse" en fracciones de segundo es el campo electrostático que eriza los pelos, preanuncio del "pulso electromagnético".
Impactos de rayo
Sabina hendida por un rayoComo es sabido, el rayo tiende a caer en lugares altos que lo conduzcan hasta la tierra, lugar a donde debe ir a parar. Por norma general un objeto cubre el doble de distancia a la redonda que su altura; es decir, si un cuerpo mide 10 m, todos los rayos que caigan en un radio de 20 m caerán generalmente sobre él.
En caso de sufrir la caída de un rayo, la probabilidad de muerte no es tan grande como puede parecer, ya que el 94% de los afectados sobreviven. No obstante, hay que tener presente que, si bien el impacto no resulta mortal, las secuelas pueden ser permanentes. Algunas de las consecuencias son las siguientes:
- Pérdida de la consciencia, amnesia temporal o pérdida total de la memoria.
- Funcionamiento irregular de órganos temporal o permanente.
- Muerte de miembros u órganos.
- Pérdida de la capacidad de sentir el frío, consecuencia que, aunque simple, resulta muy incómoda: es muy frecuente en personas con este problema contraer catarros, gripes, pulmonías e hipotermias, que pueden llevarlos a la muerte.
Aún teniendo la fortuna de no sufrir estas secuelas, son muchos los casos que precisan tratamiento psicológico para que el afectado elabore su accidente y el consecuente miedo que probablemente sienta por las tormentas, lluvias o incluso las simples nubes.
Datos relevantes
- Tensión entre nube y un objeto a tierra: 1 millón a 1.000 millones de Voltios.
- Intensidades de descarga: 5.000 a 340.000 Amperios.
- di/dt: 7,5 kA/s a 500 kA/s.
- Frecuencia: 1 kHz a 1 MHz.
- Tiempo: 10 μs a 100 ms.
- Temperatura: superior a 27.000 °C (unas cinco veces la temperatura de la superficie del sol).
- Propagación del sonido del relámpago: 340 m/s (velocidad del sonido a 20 °C, a nivel del mar).
- Propagación de la luz del relámpago: aproximadamente 300.000 km/s (velocidad de la luz aproximada en el vacío).
- Campo electrostático por metro de elevación sobre la superficie de la tierra: 10 kV/m.
Véase también
Referencias
- ↑ NGDC - NOAA. «Volcanic Lightning». National Geophysical Data Center - NOAA.
- ↑ USGS (1998). «Bench collapse sparks lightning, roiling clouds». United States Geological Society.
- ↑ Micah Fink for PBS. «How Lightning Forms». Public Broadcasting System.
- ↑ a b National Weather Service (2007). «Lightning Safety». National Weather Service.
Fuentes
- Gary, C.: La foudre. "Des mythologies antiques a la recherche moderne." Paris, Jassou, ISBN 2-225-84507-7 (1994
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Relámpagos.
Wikcionario tiene definiciones para rayo.
Categorías: Tormentas | Electrometeoros | Arco eléctrico
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