• Inicio
  • Sobre el autor
  • Sobre el blog
  • Índice
  • Diccionario
  • Entrada aleatoria
  • Suscribirse
7 de octubre de 2008

Rayos y truenos

Esta es la época de vuelta a los blogs, empieza el curso, la física vuelve a formar parte de mi "vida laboral" y me da ganas para tratar con ella también en mi tiempo libre.

Quizá uno de los fenómenos atmosféricos "normales" más impresionantes sean los rayos (siempre acompañados de los truenos). Aunque no es algo que se vea todos los días, la realidad es que es un fenómeno muy frecuente, de hecho se calcula que en todo el planeta cae una media de cien rayos cada segundo. La pregunta es, ¿por qué caen?

Muchas veces, cuando vamos a tocar a alguien, nos da un "calambrazo". La cosa es que, por unas cosas u otras (como el roce con algunos tejidos como la lana) adquirimos o perdemos electrones, que tienen carga eléctrica. En ese momento nosotros, que normalmente somos neutros (no tenemos carga) pasamos a tener carga. Cuando nos acercamos a la otra persona no hay equilibrio de cargas, ya que nosotros estamos cargados (positiva o negativamente, según hayamos perdido o ganado electrones, respectivamente) y la otra persona no. Es decir, hay una diferencia de potencial. La diferencia de potencial es lo que porduce el movimiento de cargas y por tanto la corriente eléctrica.

Normalmente el aire no es conductor (si lo fuera lo pasaríamos bastante mal), pero cuando la diferencia de potencial es lo suficientemente grande, se produce un fenómeno llamado ruptura del dieléctrico, que hace que las cargas se muevan incluso por materiales normalmente no conductores. Es por ello que, cuando estamos a punto de tocar a la otra persona, nos da el calambrazo. En los rayos, la base es la misma, la ruptura del dieléctrico. La causa del desequilibrio que desemboca en este fenómenos radica en que, por causas aún no comprendidas completamente, en las nubes de tormentas hay una redistribución de cargas, yendo las positivas a la parte de arriba y las negativas a la de abajo.



En este genial vídeo vemos que en la caída del rayo hay dos fases bastantes diferenciadas. En la primera una serie de rayos en varias direcciones recorren el cielo. Es la guía escalonada. Se llama escalonada porque no hace todo el recorrido seguido, sino que va por tramos de unos 50 metros, pero las paradas son tan cortas que resultan inapreciables. Esta guía está llena de cargas negativas que buscan "escapar". Lo hacen en el momento en que la guía toca el suelo, momento en que las cargas negativas van a tierra, empezando por abajo. Esto es lo que provoca el resplandor fuerte, que realmente va de abajo a arriba.

Pero ahí no acaba la cosa. A veces vuelve a bajar otra guía por el mismo camino que el anterior, y otro rayo de retorno sube desde el suelo, el relámpago. Este proceso puede producirse varias veces, o ninguna, hasta que la nube se descarga por completo. El récord está en cuarenta y dos veces.

Curiosamente, lo que más miedo le da a la gente son los truenos, cuando no es más que el sonido producido porque el aire se dilata muy rápidamente al calentarse al ser atravesado por el rayo. Desde luego, prefiero escuchar todos los truenos que sea a que me alcance un rayo.

Fuente: menos dos o tres detalles, el Volumen II de Física de Feynman.

5 comentarios:

  1. Chispas dijo...

    Desde que te pusiste a hablar de guía escalonada delataste a tu maestro, Richard Feynman. No obstante, el vídeo con el que has dado es magnífico, justo el complemento que le falta a aquel capítulo.

  2. Valaingaur dijo...

    42, bonito número. Aunque sea de rayos cayendo de la misma nube.

    También podrías haber explicado porqué los pararrayos (y en general cualquier cosa puntiaguda) 'atraen' a los rayos. Recuerdo vagamente que tenía que ver con la derivada de la densidad de carga... o algo así... pero seguro que tú lo explicas mejor.

  3. Kunzahe dijo...

    @ chispas: De hecho el vídeo fue una de las cosas que me animó a hacer la entrada.

    @ valaingaur: Te me has adelantado. Tenía pensado poner eso, pero la entrada quedaba muy larga, así que decidí escribir eso en otra entrada, junto a por qué meterse en un coche completamente cerrado cuando hay tormenta es muy buena idea. En los próximos días la escribiré. Pero sí, el pararrayos funciona porque hay una alta densidad de carga en la punta. Los detalles dentro de unos días ;)

  4. Gema Mónica dijo...

    Pista: en las nubes de tormenta, como la parte superior (el yunque del cumulonimbo) llega al límite de la troposfera, las temperaturas son muy bajas y siempre hay presencia de cristales de hielo. También se forma granizo, que va creciendo con la humedad y con las subidas y bajadas que le propician las corrientes de convección en el interior de la nube. ¿Y qué pasa si los trozos de granizo se van chocando en esto que unos suben y otros bajan? ¿No crees que es así como se redistribuyen las cargas en las nubes de tormenta? (busca en un libro que se llama Meteorology today, he olvidado el autor).
    Enhorabuena por tu blog, me ha parecido muy interesante sobre todo porque todavía estás en segundo de carrera (no me malinterpretes, es fantástico que tengas esta aficción (que no aflicción) por la Física ). Sigue así, y espero que no pierdas la ilusión por tu carrera.

  5. Kunzahe dijo...

    @Gema Mónica: Había leído esa explicación antes, pero la presentaban como "una posible explicación" no confirmada, así que por eso no lo he explicado. Tal vez ya haya sido confirmada desde que se escribió donde la leí.

    Muchas gracias por leer el blog y comentar, espero verte más por aquí.

Publicar un comentario

Un comentario siempre es agradecido.

Creative Commons License
Los Artículos de Físicamente escritos por Kunzahe se encuentran bajo una licencia Reconocimiento-Compartir 3.0 España de Creative Commons. Las imágenes y vídeos son propiedad de sus autores. Los comentarios son propiedad y responsabilidad de sus autores.