Rayos y Centellas

Rayos y Centellas

Los rayos son una de las manifestaciones más elocuentes, y al mismo tiempo más frecuentes, de la potencia eléctrica que puede verse involucrada en fenómenos naturales.

Para producir un rayo como el ilustrado en la figura de la izquierda, por ejemplo, se requiere que exista una considerable tensión eléctrica entre las nubes y la Tierra.

Generar dicha tensión (que puede llegar a valer millones de voltios) no es tarea sencilla, pero la naturaleza lo logra...

rayos

La generación de dichas tensiones está estrechamente vinculada con el ciclo del agua en la naturaleza y con corrientes ascendentes y descendentes de aire.

Gracias al calentamiento que Sol produce sobre la Tierra se genera vapor de agua, que asciende formando las nubes. El agua regresa luego a la superficie de la tierra en forma de lluvia, nieve o granizo.

La presencia de las nubes, es esencial para que existan los rayos: son ellas las que almacenan las cargas eléctricas que luego producen el rayo.

centellas

Las corrientes de aire ascendentes transportan cargas eléctricas desde la superficie de la Tierra hasta las nubes, y allí arriba es donde se van acumulando.

Como en la naturaleza hay siempre una carga negativa por cada una positiva, si en la nube se van acumulando cargas positivas; en la superficie de la Tierra, necesariamente van quedando abandonadas cargas negativas.

Las cargas de distinto signo siempre se atraen.

A medida que la acumulación de cargas aumenta, la fuerza de atracción entre las cargas que están en la nube y las que quedaron en tierra se acrecienta.

Si la fuerza de atracción es suficientemente grande, las cargas finalmente encontrarán un camino para reunirse... Ese camino, es precisamente el rayo..
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lluvia

En esta lámina se observa una fotografí de un proceso de formación de nubes.

Un frente de viento avanza de izquierda a derecha como indica la flecha azul. Se observan también corrientes de aire ascendentes y descendentes.


tormenta

Aquí puede verse la fotografía de varios rayos. Uno de ellos se dirigen a un pararrayos ubicado en el edificio más alto de la zona. Los demás prefieren caminos alternativos.

Entre las cosas más interesantes que muestra la figura, se cuentan: las ramificaciones que se observan nítidamente, el camino zigzagueante tanto de los rayos como de sus ramificaciones, y la intensa luminosidad del pararrayos.

La mente de un físico (generalmente muy curiosa respecto de los fenómenos naturales) se pregunta el porqué de tales comportamientos.


Rayos y Centellas

Las características generales de los rayos, son las que se enuncian en esta lámina.

Para formarse una idea de las magnitudes eléctricas indicadas, conviene tener presente que una casa se alimenta con 220 Voltios, y consume entre 10 y 30 Amperios, dependiendo de los artefactos en uso.

La duración del rayo es brevísima.

Aunque parezca extraño, se producen aproximadamente 100 rayos por segundo sobre toda la superficie de la Tierra (incluyendo los mares).

Veremos ahora una sucesión de fotografías que nos ilustrarán varios tipos de formas que pueden adoptar los rayos.


rayos

Este es uno de los rayos que se pueden considerar "simples": se forma un solo canal de descarga, que presenta algunas ramificaciones.

centellas

En este caso, también se forma un único canal de descarga, que presenta algunas ramificaciones.

A diferencia del caso anterior, se forman varios canales en la superficie inferior de la nube, que van recolectando las cargas de éstas, como si fueran afluentes de un río.



lluvia

Este es un caso, similar al anterior, que presenta un mayor número de ramificaciones.

tormenta

Aquí se observa un rayo solitario, sin ramificaciones evidentes.

Rayos y Centellas

Puede haber, sin embargo, varios rayos simultáneos que además presenten ramificaciones múltiples.

rayos

Este es un caso de dos rayos prácticamente simultáneos provenientes de la misma nube. Ilustra además que algunas ramificaciones (como en el caso del rayo de la derecha) pueden llegar a ser muy intensas

centellas lluvia

Es frecuente observar también rayos entre nubes...

Eso indica que puede haber nubes cargadas negativamente y otras positivamente.

Los caprichos y ramificaciones ya comentados, están siempre presentes.


tormenta

Como dijimos, no siempre los rayos siguen caminos rectilíneos, puesto que los caminos rectos extensos no siempre son los más favorables desde el punto de vista eléctrico. Del mismo modo, un río no baja de la montaña siguiendo una trayectoria recta.

Esta foto es también un claro ejemplo de la existencia de rayos entre nubes.


Rayos y Centellas rayos

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lluvia

Esto se denomina figura de Lichtenberg, y se logra en el laboratorio gracias a la aplicación adecuada de alta tensión sobre un bloque de acrílico.

Se emplean con fines decorativos y permiten, además estudiar la naturaleza de las ramificaciones.

Se pueden consultar más detalles en el hiper-vínculo que se cita al final.


tormenta


Los alambrados de los campos, por ejemplo, consistentes en alambres enhebrados en postes de madera, son muy peligrosos durante las tormentas, porque pueden transmitir la electricidad del rayo a grandes distancias.

Un árbol puede actuar de pararrayos precario (incapaz de manejar la totalidad de la corriente transportada por el rayo). Por eso, una persona que se encuentre guareciéndose debajo de él, puede recibir una descarga lateral (ramificación) mortal. También se puede desprender una rama del árbol.

Las conexiones de tierra de los pararrayos deben estar siempre en buen estado, pues deben estar en condiciones de transportar corrientes muy intensas en cualquier momento.

La instalación y mantenimiento de un pararrayos debe ser realizada por personal capacitado, provisto de instrumental que permita medir la resistencia eléctrica entre el cable del pararrayos y la tierra misma. Una resistencia superior a 1 Ohm es sinónimo de una instalación defectuosa.


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fuente: http://focuslab.lfp.uba.ar/Extension/Rayos_y_Centellas/

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2 comentarios - Rayos y Centellas

@VJ8JV Hace más de 4 años
batman y robin en 3
@naruto_uzumaki_1 Hace más de 4 años
marcelo