• Inicio
  • Sobre el autor
  • Sobre el blog
  • Índice
  • Diccionario
  • Entrada aleatoria
  • Suscribirse
20 de octubre de 2009

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.

4 comentarios:

  1. Anónimo dijo...

    muy buena tu pagina me parecio muy interesante este articulo, espereo verte en la mia ;)

    http://www.mimundoo.wordpress.com

    ten una buena semana

  2. Anónimo dijo...

    La Plata, 9 de diciembre de 2009.

    D. Javier Gutiérrez G.

    Muy señor mío:

    Muy interesante su bitácora (en inglés "blog") y completamente correcto y bien explicado el funcionamiento del pararrayos. Por ello celebro el que no haya Ud. cometido el error garrafal tan frecuente —hasta algunos físicos lo cometen— de creer que el pararrayos sirve sólo para atraer el rayo; pues como bien sabe Ud., el objetivo principal de este utilísimo invento es sólo el de neutralizar de manera lenta y silenciosa, por el llamando "poder de las puntas", la carga eléctrica de las nubes tempestuosas, y no provocar la caída del rayo.

    Ahora bien; si el poder eléctrico de la nube no es suficiente para dicha descarga lenta, entonces se produce la descarga ruidosa y violenta llamada "rayo" o "exhalación".

    Ya veré con más tiempo otros artículos de su bitácora y tal vez haga de ellos mis comentarios.

    ¡Saludos!

    Alejandro S.

  3. Anónimo dijo...

    Hola. Decías:

    "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".

    Aceptando el envite de preguntar ante una duda, pregunto:

    ¿No debiera decir "...las cargas POSITIVAS se ven atraídas...", etc?

    Pues, me figuro, la parte superior de la capa de aire intermedia entre tierra y nube se cargará positivamente, quedando la inferior con carga negativa. En consecuencia, las cargas positivas de la tierra se dirigirán hacia su superficie.

    Entonces,¿se te deslizó una errata en el texto, o es que me estoy perdiendo algo?

    Si fuera lo primero, también me gustaría preguntar a qué profundidad se considera que ya no hay carga positiva. Lo pregunto porque me gustaría saber, en términos generales, y si es que esto puede ser respondido, que me figuro que será difícil, a qué profundidad máxima habrían de clavarse en tierra las picas de pararrayos; tengo entendido que un metro o metro y pico es lo habitual.

    Estas son mis dudas. He encontrado muy interesante el artículo. Un cordial saludo.

  4. Anónimo dijo...

    Soy el de antes.

    Disculpa si estoy muy confundido acerca de estas cuestiones; confieso que todo lo relacionado con la electricidad es para mí un enigma. Lo que entendí es que la pica del extremo inferior del cable del pararrayos, cable en cuyo extremo superior está la punta, que a veces tiene algún dispositivo ionizador añadido, se entierra a un metro o metro y pico (la pica) porque esa profundidad se considera aún superficie. De ese modo, al tener (en mi interpretación) carga positiva ahí la tierra, la carga negativa del cable viajará hacia la pica, y la positiva, hacia la punta. Lo siguiente será la ionización del aire que rodea a la punta, la neutralización del aire colindante, y, en consecuencia, el alejamiento del riesgo de descarga de rayo. Cuando la operación fracase, por ser enorme la diferencia de potencial entre nube tormentosa y tierra, habrá conducción del rayo por el cable a tierra. El pararrayos habrá cumplido su segunda función.

    ¿Es así?

    Reitero mis saludos.

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.