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Cuando se nubla el cielo y las nubes se tornan oscuras empiezan a caer truenos y relámpagos. El espectáculo es llamativo y a muchos les encanta ver como caen desde la comodidad de casa. Si es el caso, seguro que alguna vez te has hecho la pregunta: ¿cómo se forman los rayos eléctricos de las tormentas?
La energía liberada durante una tormenta eléctrica es increíble. Se calcula que un solo rayo puede tener una corriente de hasta 200.000 amperios. Al año se estima que hay entre 16 y 17 millones de tormentas en todo el mundo, lo que se traduce en unos ocho millones de relámpagos diarios.
En el colegio nos explicaban el ciclo del agua y cómo se transformaba la materia en las distintas fases. Contarles a los niños cómo se forman los rayos es algo más complicado que se reserva a niveles superiores.
Lo primero de todo es definir qué es un rayo, porque sin esa base no se puede entender su formación. En resumidas cuentas, se podría decir que son descargas eléctricas de muy alto voltaje.
Las nubes, como todos los elementos materiales, están cargadas con energía positiva o negativa. Por regla general, el aire actúa como aislante y evita que se produzca el chispazo.
Sin embargo, cuando la carga aumenta mucho el aire es incapaz de seguir haciendo como aislante y la energía busca igualar el número de protones y electrones. El proceso es el mismo a recibir un chispazo por electricidad estática.
En el momento en que se produce el rayo se iguala la carga eléctrica de la nube. Si una sola descarga no basta, se producirán varias hasta que se estabilicen los protones y neutrones.
Ahora bien, ¿cómo llegan las nubes a cargarse con tanta energía? Básicamente tiene que ver con el roce y la fricción entre las diferentes partículas que se acumulan (agua, hielo o granizo entre otras).
Este proceso se conoce como graupel y tiene lugar en toda la superficie de la nube. Ten en cuenta que la extensión es mucho mayor de lo que vemos a simple vista.
Las nubes de tormenta suelen estar en alturas superiores a los dos kilómetros y pueden llegar hasta los diez kilómetros. En cuanto a la extensión, suelen oscilar entre los 3 y 15 kilómetros.
Como son unas estructuras tan grandes es normal que la acumulación de la carga eléctrica sea equiparable en tamaño. Es habitual que en un extremo haya mucha carga positiva y en el contrario sea negativa.
Es por eso que cuando se libera un rayo se abre la posibilidad de que el resto comiencen a escaparse y buscar un punto con el que equilibrarse.
Piensa que siempre van a busca la forma más rápida de alcanzar tierra, por lo que se moverán en línea recta. También tenderán a acercarse a los materiales que sean buenos conductores.
De todas maneras, es normal que las condiciones de la atmósfera dificulten el camino al suelo. Es por eso que tienen que zigzaguear y tenemos esa imagen tan clara del rayo con ángulos agudos.
Hay diferencias según el punto en el que se origine el rayo y donde termine impactando. De forma general, se establece la siguiente clasificación:
La máxima expresión de estas nubes de tormenta son los cumulonimbos. Lo más característico que tienen es su enorme tamaño y la forma, muy parecida a una montaña.
Este tipo de nubes destacan porque generan tormentas eléctricas muy fuertes de larga duración, llegan incluso a durar días. La parte baja es de color oscuro y la superior suele estar aplanada.
La zona inferior se encuentra a menos de dos kilómetros de altura y está formada por agua. Por otro lado, la cima está compuesta por cristales de hielo, copos de nieve o gotas muy gruesas de agua. Llegan a alcanzar hasta 20 kilómetros de altura.
Mucha gente llama equivocadamente al rayo como relámpago, o a este trueno. Pero la verdad es que no son lo mismo y tienen unas diferencias muy claras.
En primer lugar, el rayo es la descarga eléctrica que se produce o muere en la nube con el objetivo de equilibrar la carga de protones y electrones.
Por otro lado, el relámpago es la luz que aparece cuando hay tormenta eléctrica pero no tiene por qué tocar tierra. Es simplemente el fenómeno físico y lumínico.
En último lugar está el trueno, que es el ruido provocado por el rayo. Los cambios de temperatura del oxígeno provocan que se contraiga o expanda y eso deriva en esos sonidos tan fuertes.
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