¿Cómo se forma un relámpago?
Probablemente muchos de ustedes piensen que relámpago y rayo son lo mismo, pero para la ciencia son cosas bien distintas. El rayo es un fenómeno natural que ha fascinado a la humanidad desde siempre. Hoy les comentaré las distintas teorías que intentan explicar cómo se forma un relámpago, cómo se forma un rayo y darles una breve introducción al fenómeno.
Para comenzar, debemos separar el relámpago del rayo. El rayo se resume brevemente como una descarga electrostática en la atmósfera, que se produce entre entre dos nubes o una nube y la superficie. El rayo ocurre cuando la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos supera un límite de aproximadamente 30.000 voltios. Es entonces cuando se produce la ruptura dieléctrica del aire convirtiéndolo en conductor eléctrico y produciendo una descarga eléctrica en la forma de rayo.
El relámpago es el resplandor producto de esta descarga que libera tanta energía de manera sumamente repentina, forzándola a manifestarse en parte como luz. Aun así como se produce exactamente un rayo es un proceso que la ciencia no comprende del todo y del que existen varias explicaciones (sin mencionar las consabidas controversias).
Estas explicaciones no se refieren a rayos positivos, ya que estos son una variedad más rara del fenómeno que se produce en las regiones cargadas positivamente de la nube.
Teoría de inducción electrostática: Esta apunta a que cargas eléctricas son movilizadas por procesos aún desconocidos. La separación de cargas requeriría fuertes corrientes ascendentes que llevarían pequeñas gotas de agua hacia arriba, enfríandolas a temperaturas de entre -10 y -20 grados centígrados. Estas chocan con cristales de hielo para formar una mezcla de agua y hielo. Las colisiones también hacen que una ligera carga positiva sea transferida a los cristales de hielo y una ligera carga negativa pase a la mezcla de hielo y agua. Así las corrientes ascendentes llevan los cristales de hielo mas ligeros hacia arriba, haciendo que la nube aumente su carga positiva.
La gravedad hace que la mezcla de hielo y agua cargada negativamente caiga en la parte media e inferior de la nube, creando una carga negativa. La separación de cargas y la acumulación continúan hasta que el potencial eléctrico es suficiente como para iniciar una descarga de eléctrica, la que ocurre cuando la distribución de las cargas positiva y negativa forma un campo eléctrico lo bastante fuerte.
Esta es la teoría más aceptada y verificada, siendo la ausencia de una explicación completa para el mecanismo de polarización su principal problema. Una explicación alternativa a la hipótesis de inducción es que las gotas de agua y hielo se polarizan naturalmente mientras caen por el campo eléctrico de la tierra.
El rayo es una de las fuerzas más poderosas y devastadoras del mundo, pero en el 80% de los casos que uno impacta en un ser humano, este sobrevive con heridas relativamente leves. Empleando imágenes por satélite, se ha llegado a estimar que cada segundo caen 44.5 rayos en el mundo. Si esta energía pudiese ser canalizada en forma eficiente se reduciría notablemente la dependencia energética del mundo de los combustibles fósiles. Lamentablemente este tipo de avances aún están lejos de concretarse, pero esperemos que se hagan realidad en un futuro no muy lejano.