Pararrayos

Hace ya un tiempo (más de un año) publiqué una entrada sobre rayos y truenos, y en los comentarios Valaingaur me decía que podía haber aprovechado para explicar cómo funcionan los pararrayos. Le dije que en unos días lo haría, pero cómo no, lo he ido dejando.

Si recordáis, el rayo se producía por la diferencia entre la carga de la parte inferior de la nube y la carga del suelo, que producía una diferencia de potencial lo suficientemente grande para que se rompiera el dieléctrico y las cargas se movieran a través del aire. Pues bien, cuanto menos sea la distancia entre la nube y el suelo, es más fácil que caiga un rayo. Es por ello que los rayos suelen caer en los árboles y edificios más altos, y por ello los pararrayos se ponen en lo más alto de los edificios.

Pero el que los pararrayos "atraigan" a los rayos y eviten que caigan en otro punto no se debe sólo a que están más cerca de las nubes que el resto de cosas que hay en los alrededores, hay algo más, el llamado "efecto punta".

La idea es bastante sencilla. Aunque la tierra es neutra, esto no significa que no tenga cargas, sino que hay el mismo número de cargas positivas que negativas. Como en la nube (tal y como vimos), las cargas negativas se van abajo, en tierra lo que pasa es que las cargas negativas se ven atraídas por la nube, y se amontonan en la superficie, y las negativas repelidas, y se van hacia abajo.

Fijémonos en lo que pasa en la superficie con las cargas negativas. Como estas se repelen entre sí, intentan extenderse todo lo que pueden por la superficie, para estar lo más lejos posible unas de otras. Esto es sencillo cuando la superficie es plana, pero cuando estamos en una punta podemos decir que hay cargas que acaban "amontonadas" en ella debido a que es difícil repartirse bien (para Valaingaur, por la pregunta que me hizo: la punta es una superficie muy pequeña, por lo que ante una misma carga, la densidad superficial de carga es muy grande, que es lo que importa para el campo eléctrico en la superficie), atrayendo con más intensidad las cargas de la nube, y por tanto los rayos.

Pero aún hay más. Ese no es el único efecto que se produce en la punta. Debido a esta acumulación de cargas, el aire se ioniza. Es decir: la atracción de las cargas positivas que hay en la punta sobre las negativas del aire (los electrones) es tan fuerte que los electrones son arrancados de los átomos y moléculas que forman los gases existentes en el aire. Esos iones (lo que queda después del electrón, por eso se llama ionizar) están cargados positivamente, por lo que a su vez ionizan otras moléculas y átomos. Esta reacción en cadena da lugar a algo parecido a la guía de la que hablamos en el otro artículo. Un camino de cargas positivas que facilita la descarga del rayo desde la nube.

En ocasiones el relámpago se produce a la inversa, empezando en el suelo y acabando en la nube. Aunque es algo no muy común, por supuesto que hay vídeos:



Y esto es todo. En resumen, los pararrayos lo que hacen es facilitar el camino del rayo, porque se acumulan cargas en él atrayendo con mayor intensidad las cargas de las nubes que los objetos a su alrededor, haciendo así que para el rayo sea más fácil caer allí que en cualquier otro sitio.

P.D.: Si os gustan los vídeos de relámpagos tanto como a mí, os recomiendo el canal de ZT Research en Youtube. Imprescindible.