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viernes, 24 de abril de 2009

¿Cómo se generan los rayos?


El rayo es una poderosa descarga electrostática natural producida durante una tormenta eléctrica. La descarga eléctrica del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire. Así, el rayo no es más que una chispa. Grande, sí; pero una chispa después de todo.

Generalmente, los rayos son producidos por un tipo de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Los científicos no están todavía seguros de cómo estas células de tormenta se forman, pero algunos creen que podrían ser causadas por gotas de agua y hielo ascendentes colisionando con otras partículas más pesadas en caída, como granizo.

Las cargas positivas y negativas se atraen entre sí. Cuando partículas eléctricamente cargadas de signo opuesto se mueven unas hacia otras se produce una descarga eléctrica, una chispa, un rayo. En un cumulonimbo, las cargas positivas se forman en lo alto de la nube mientras que las negativas se forman en las partes centrales e inferiores. Cerca de la base se acumulan cargas positivas.

Esta red de cargas negativas en la parte inferior de la nube induce una ionización positiva en el suelo bajo la nube. Hasta cierto punto, el aire aislará esas cargas entre sí, pero la diferencia de potencial puede aumentar hasta tal punto que el aire ya no puede seguir separándolas. Entonces, las partículas negativas de la nube buscan el punto de menor resistencia en el suelo, lo que produce ese efecto de ramificación del rayo tan espectacular.

Cuando una de esas ramas llega cerca del suelo, las cargas negativas atraen iones positivos de objetos puntiagudos como hierbas y árboles, para formar una vía conductora entre la nube y el suelo. Efectivamente, una corriente positiva viaja desde el suelo hacia arriba para encontrarse con la negativa que ha salido de la nube. Cuando ambas se encuentran se cierra el circuito: se produce un flujo de partículas negativas desde la nube hasta el suelo y otro de partículas positivas en sentido inverso, lo que crea el brillo, el rayo propiamente dicho.

El rayo descarga unos 100 millones de voltios y la temperatura del aire a lo largo del camino de aquél asciende a 30.000 ºC. (unas cinco veces la temperatura del sol). Esto hace que el aire se expanda súbitamente, creando una onda de shock que conocemos como trueno.

Los fotógrafos de rayos tienden a sobrestimar la anchura del rayo porque la película suele tener un exceso de exposición. Los objetos dañados que han sido alcanzados por el rayo muestran diámetros de canal de entre 2 y 100 milímetros.

La descarga eléctrica puede ocurrir también entre cargas positivas y negativas dentro de la misma nube o entre nubes adyacentes. Desde el suelo, vemos esos rayos como relámpagos porque la luz se dispersa dentro de las nubes.

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