Los Zig Zag
Hay algunos libros de texto sobre rayos, pero ninguno ha
explicado cómo se forman los zig-zags (llamadas guías escalonadas), por
qué la columna conductora de electricidad que conecta los escalones con
la nube permanece oscura y cómo los rayos pueden viajar kilómetro.
Aunque aparentemente son un fenómeno bastante escaso, ha tenido lugar
unas 700 veces —en la Tierra caen unos 100 rayos por segundo— en alguna
parte del planeta en el tiempo que usted ha tardado en leer esta frase.
Al parecer, los rayos y las tormentas son cada vez más habituales, y
hay indicios de que la tendencia continuará como consecuencia del
calentamiento global. Si se considera que cada rayo viaja a más de
320.000 kilómetros por hora, eso es una enorme cantidad de electricidad.
Uno de los secretos que guarda la naturaleza sobre las nubes de
tormenta, es el mecanismo de su electrificación. Entre la comunidad de
científicos atmosféricos, no hay un consenso claro sobre todos los
factores que se presentan para que una nube de tormenta se electrifique y
empiecen a caer rayos en la superficie de la Tierra. Uno de los
mecanismos más aceptados es que las piedras de granizo, chocan con los
cristales de hielo en presencia de las gotas de lluvia, dentro de la
nube.
El misterio de los rayos
¿Alguna vez te has preguntado acerca de los rayos? Durante los últimos 50 años, los científicos de todo el mundo han debatido por qué los relámpagos zigzaguean y cómo se conectan con la nube de truenos de arriba.
No ha habido una explicación definitiva hasta ahora, con un físico de
plasma de la Universidad del Sur de Australia publicando un artículo
histórico que resuelve ambos misterios.
El Dr. John Lowke, ex científico de CSIRO y ahora profesor adjunto de investigación de UniSA, dice que la física de los rayos ha dejado perplejas a las mejores mentes científicas durante décadas.
Básicamente, los rayos ocurren cuando los electrones golpean
las moléculas de oxígeno con suficiente energía para crear moléculas de
oxígeno singlete delta de alta energía. Después de chocar con
las moléculas, los electrones «desprendidos» forman un paso altamente
conductor, inicialmente luminoso, que redistribuye el campo eléctrico ,
provocando pasos sucesivos.
La columna conductora que conecta el escalón con la nube permanece
oscura cuando los electrones se unen a las moléculas neutras de oxígeno ,
seguido por el desprendimiento inmediato de los electrones por las
moléculas singlete delta.
¿Por qué es esto importante?
«Necesitamos comprender cómo se inician los rayos para poder
determinar cómo proteger mejor los edificios, los aviones, los
rascacielos, las iglesias valiosas y las personas«, dice el Dr. Lowke.
Si bien es raro que los humanos sean alcanzados por un rayo, los
edificios son alcanzados muchas veces, especialmente los altos y
aislados (el Empire State Building es alcanzado unas 25 veces al año).
También hay cientos de estructuras que actualmente no están
protegidas, incluidos cobertizos de refugio en parques, a menudo hechos
de hierro galvanizado y sostenidos por postes de madera.
Esto podría cambiar con los nuevos estándares australianos de
protección contra rayos que recomiendan que estos techos estén
conectados a tierra. El Dr. Lowke fue miembro del comité de Standards
Australia y recomendó este cambio.
«Mejorar la protección contra rayos es muy importante ahora
debido a los fenómenos meteorológicos más extremos del cambio climático.
Además, si bien el desarrollo de materiales compuestos ecológicos en
las aeronaves está mejorando la eficiencia del combustible , estos
materiales aumentan significativamente el riesgo de daños por rayos, por
lo que necesitamos para buscar medidas de protección adicionales.
«Cuanto más sepamos sobre cómo se producen los rayos, mejor informados estaremos al diseñar nuestro entorno construido«, dice el Dr. Lowke.
John J Lowke et al. Toward a theory of «stepped-leaders» of lightning
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