FENÓMENOS ELÉCTRICOS

 

CHISPAS CELESTIALES

Obviamente, uno de los tipos de corriente más peligrosos es el rayo, que es también uno de los fenómenos eléctricos más extraordinarios. Es a la vez potente, no del todo predecible, muy poco comprendido y enigmático. En la mitología, de los griegos a los mayas, los rayos han sido símbolos o armas de las divinidades, cosa que no nos sorprende. De media, cada año en la Tierra hay unos 16 millones de tormentas eléctricas, más de 43.000 al día, unas 1.800 cada hora, que producen unos 100 rayos por segundo, es decir, más de 8 millones al día, en todo el planeta.

El rayo se produce cuando las nubes de tormenta se cargan eléctricamente. Normalmente, la parte superior de la nube se carga positivamente y la parte inferior acumula carga negativa. No se sabe del todo por qué es así. Aunque no lo creas, aún nos queda mucho por aprender sobre la física de la atmósfera. De momento, simplificaremos la situación e imaginaremos una nube cuya carga negativa está en la parte más cercana a la Tierra. Debido a la inducción, el suelo más cercano a la nube acumulará carga positiva, generando un campo eléctrico entre la Tierra y la nube.

La física de un rayo es bastante complicada, pero en resumen un rayo (una ruptura dieléctrica) sucede cuando la diferencia de potencial eléctrico entre la nube y la Tierra alcanza las decenas de millones de voltios. Y, aunque parece que el rayo sale de la nube hacia la Tierra, en realidad sale tanto desde la nube como desde la Tierra. Las corrientes eléctricas durante un rayo medio son de unos 50.000 amperios (aunque pueden alcanzar unos pocos cientos de miles de amperios). La potencia máxima durante un rayo medio es de un billón de vatios. Sin embargo, esto solo dura unas pocas decenas de microsegundos. Por tanto, la energía total que se libera en un rayo rara vez supera unos pocos centenares de millones de julios, lo que equivale a la energía que una bombilla de 100 vatios consume en un mes. Aprovechar la energía de los rayos, por tanto, no solo es poco viable, sino que tampoco es demasiado útil.

Casi todos sabemos que podemos deducir a qué distancia ha caído un rayo por el tiempo que transcurre entre cuando lo vemos y cuando oímos el trueno. Pero el motivo por el que esto es así nos permite vislumbrar las poderosas fuerzas que intervienen en este fenómeno. No tiene nada que ver con la explicación que una vez le escuché a un alumno: que el rayo provoca algún tipo de área de baja presión y que el trueno se produce cuando el aire que va a rellenar la brecha choca con el aire del otro lado. De hecho, es casi completamente al revés. La energía del rayo calienta el aire hasta unos 20.000 grados Celsius, más de tres veces la temperatura en la superficie del Sol. Este aire supercaliente crea una potente onda de presión que golpea el aire más frío que hay a su alrededor, provocando ondas sonoras que viajan por el aire. Como las ondas sonoras recorren algo más de un kilómetro en tres segundos, contando los segundos puedes deducir fácilmente a qué distancia ha caído el rayo.