17 noviembre, 2010

Cómo se producen los rayos (1)

Cómo se producen los rayos (1): "

Los rayos son uno de los espectáculos más impresionantes que la naturaleza nos brinda, sin necesidad de reservar ni comprar entrada. Además, no es un evento nada exclusivo, entre cuarenta y cincuenta rayos golpean la Tierra cada segundo; aunque el 70% de los mismos se concentran en las zonas tropicales.

El mecanismo que los genera siempre ha intrigado a los científicos, y de hecho aún hay bastantes cosas que no comprendemos del todo. Uno de los puntos que durante años ha sido un misterio es que, según todo lo que sabemos del electromagnetismo, los rayos no deberían poder producirse en el aire.

El proceso consta de tres pasos. En primer lugar, se produce una separación de cargas eléctricas dentro de las nubes de tormenta. La parte inferior queda con carga negativa, mientras que las cúspides de los cumulonimbos adquiere carga positiva. En segundo lugar, la carga negativa de la parte baja del nubarrón induce en la superficie terrestre otra carga positiva.

Pero un sistema con cargas netas es inestable porque, como sabemos, las cargas de signos opuestos se atraen. Cuando esta fuerza de atracción entre zonas con cargas de signo diferente es demasiado alta, se produce una descarga. Esa descarga es lo que llamamos rayo, no son más que cargas positivas que viajando hacia las negativas, y viceversa, procurando neutralizar toda la carga neta.

El problema es que en el aire normalmente no se pueden producir descargas, porque es un buen aislante eléctrico. Durante algunos años, se pensó que lo ocurría es que el campo eléctrico causado por la separación de cargas era capaz de ionizar los átomos del aire arrancando alguno de sus electrones. El electrón negativo y el ión positivo serían portadores de carga que podrían moverse, generando la descarga.

Este proceso se conoce con el nombre de ruptura dieléctrica, y es fácil de producir a pequeña escala. Básicamente, cualquier chispa eléctrica funciona así. Para producirse, necesita un campo eléctrico bastante elevado, así que lo único que hacía falta para confirmar esta teoría era asegurarse que la separación de cargas en la nube es suficiente para llegar a producir dicho campo.

En una perfecta aplicación del método científico, se enviaron sondas al interior de las nubes de tormenta para realizar las pertinentes mediciones. Para sorpresa de todo el mundo, se encontró que el campo en el interior de la nube era demasiado pequeño para producir la ruptura dieléctrica del aire, así que esta no debe ser la explicación correcta.

No fue hasta 1992 que Alex Gurevich encontró una respuesta: las nubes reciben ayuda del espacio exterior para desencadenar la descarga eléctrica que llamamos rayo. No, no es una locura ni tiene nada que ver con hombrecillos verdes. Es una teoría científica, y todas las mediciones realizadas en los últimos 18 años parecen apoyarla. Aunque tendréis que esperar hasta la tercera entrega de este artículo para conocer los detalles. Por el momento, dedicaremos la segunda a entender como se producen la separación de cargas en la nube.



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