Las Fuerzas de la Naturaleza: El Rayo

El propósito de mi post es intentar echar una mirada múltiple sobre este fenómeno tan común como que a veces le restamos importancia y es un hecho los daños que suelen ocasionar diariamente. Varias veces en mi vida me he tropezado con sus efectos y confieso que estuve a punto de ser "tocado" por alguno de ellos.
Cierta vez en mi adolescencia monté una antena de TV sobre un mástil de material aislante y una tarde tormentosa oí un chasquido que provenía de la ficha de conexión al televisor, imaginé que no era de origen eléctrico sino más bien de origen atmosférico y al intentar desconectarla recibí una fuerte descarga que por suerte no me mató pero comprobé su potencial. Lo siguiente que hice fue sacar la cinta de cobre afuera y tirarla al suelo para verla arder en un fogonazo y evaporarse. Mi inconsciencia me hizo decir, "al menos salvé al tele" sin darme cuenta de que me había salvado de milagro.
En otra oportunidad, ya de grande, estaba en mi lugar de trabajo cuando desde el oeste vi aproximarse una tormenta con abundante caída de rayos y fiel a mi costumbre de contar los segundos de diferencia entre la luz y el sonido para calcular la distancia de la tormenta.
Así fue que mentalmente me decía, a 5 km, a 3 km, a 1,5 y de pronto un chasquido y un ¡crac! a menos de 4 m y se nos incendia toda la instalación eléctrica al tiempo que enfrente y a unos 100 m un poste metálico absorbía la rama principal lo que me indicó que lo que nos había golpeado sólo fue una ramificación. Por suerte no estaba en contacto con nada metálico.
Con estas experiencias he comprobado que el sonido estruendoso del trueno no se oye cuando uno es el "objetivo" de una descarga a tierra, solo un crac, lo estentóreo se reserva para quienes están más alejados. Un privilegio para quienes están demasiado cerca.
Puedo decir que soy un sobreviviente afortunado. No le tengo miedo, solo un enorme respeto y esto me llevó a compilar informes y redactar acerca de la importancia de las descargas eléctricas en nuestra Tierra y sus implicancias. Y a tomar las precauciones cada vez que Thor o Zeus andan por mis alrededores. Les recomiendo hacer lo mismo.




La descarga eléctrica atmosférica, popularmente conocida como “rayo”, es un fenómeno natural observado y temido por el ser humano desde el mismo comienzo del uso de la razón por parte de la especie.
Por el ambiente donde ocurren los rayos, la atmósfera terrestre y por las causas que les dan origen, ellos presentan las características propias de un fenómeno climático, es decir con estacionalidad del momento del año en el que pueden ocurrir con mayor probabilidad, pero con mucha variabilidad en cuanto a tipo, cantidad o intensidad de sus descargas. En términos generales podemos afirmar que el rayo es un fenómeno frecuente e inevitable como el viento, la lluvia o la nevada.




Si bien existen síntomas claros que preceden la ocurrencia de descargas atmosféricas, no resulta posible predecir con certeza, el momento, el lugar de impacto ni la intensidad de sus parámetros Todas las mediciones realizadas sirven para ser acumuladas y analizadas en términos estadísticos, permitiendo luego hablar sobre probabilidad de la ocurrencia de tal o cual tipo de descarga.




El fenómeno rayo está estudiado seriamente desde hace más de un siglo, habiéndose llegado a determinar y medir, en los últimos treinta años, con un alto grado de minuciosidad, las características de las descargas eléctricas en la atmósfera.
Aunque todos se parecen, no existen dos rayos que sean iguales, y son muchos los que ocurren sobre el planeta tierra.



A modo de ejemplo se puede citar [Charoy 1992] que en el territorio de Francia ocurren (estimativamente, según el modo de conteo) 1,6 millones de descargas anuales, algo así como 3 descargas por kilómetro cuadrado y por año. Debe señalarse sin embargo que existe una enorme dispersión en los valores, respecto de este promedio, para las diferentes regiones del país.








Una descarga eléctrica en el aire de la atmósfera puede ocurrir dentro de una misma nube, o de una nube a otra, en este caso la identificamos como relámpago intranube. Si la descarga tiene lugar entre la nube y el suelo toma el nombre de “rayo”.

Existe la posibilidad que la descarga ocurra en un sentido o en el otro y que la carga migrante pueda ser positiva o negativa. Sin embargo, por opinión concordante de distintos autores, entre las descargas nube a suelo, hay prevalencia de las que transportan carga negativa. Se considera que sólo 10 % de los rayos son del tipo positivo es decir transportan carga eléctrica positiva. A los fines de lograr protección contra los efectos destructivos o dañinos para las instalaciones, conviene orientar los estudios a los rayos antes que a otros tipos de descargas.



La nube que se carga eléctricamente como para originar el rayo es el “cumulus nimbus”, que tiene forma reconocible vista a la distancia por su aspecto imponente, es detectable por los radares meteorológicos y muestra un color gris muy oscuro, casi negro, en su parte baja o base que impide el paso de la luz solar, oscureciendo llamativamente en pleno día, toda la región bajo su influencia.
Las cargas acumuladas por la nube pueden alcanzar una altura del orden de 10 km, situándose su parte baja a unos 3 km del suelo.





La intensidad del campo eléctrico, a nivel del suelo y con buen tiempo es del orden de 200 V/m. Este campo está originado por la ionosfera, capa con partículas cargadas eléctricamente que se sitúa a una altura de 50 ó 60 kilómetros del suelo.
Considerando el sistema tierra-ionosfera como un gran condensador esférico cuyo electrodo central es la tierra, se estima que la corriente total de fuga de este condensador es del orden de 2 kA.




En tiempo tormentoso, el campo eléctrico a nivel del suelo (en planicie), antes de la caída de un rayo alcanza valores entre 10 kV/m y 20 kV/m. Teniendo en cuenta estas cifras y la distancia del orden de 5 km entre el suelo y la parte baja de la nube, es posible estimar que la diferencia de potencial entre ambos alcance valores de hasta 100 MV. Producida la descarga disruptiva bajo estas condiciones es relativamente fácil aceptar que el sistema electrostático se comporte como una fuente de corriente casi ideal, de tipo impulsiva, capaz de inyectar su corriente en forma independiente de la resistencia que intercalemos en su camino hacia la tierra.




Considerando la nube cargada negativamente con respecto al suelo, una vez alcanzados los valores suficientemente altos de la intensidad de campo eléctrico en V/m, dentro de la nube de tormenta se inicia una descarga precursora (leader), poco luminosa, con débil corriente eléctrica, que progresa a saltos de algunas decenas de metros, siguiendo caminos erráticos pero con avance neto hacia el suelo. El campo eléctrico a nivel del suelo aumenta, siendo más intenso (hasta 500 kV/m) en las partes sobresalientes de la superficie, edificio en altura, árbol, antena, etc., por el “efecto de punta”. Desde allí parte una descarga ascendente también débil inicialmente.
Cuando la distancia entre ambos precursores llega a valores entre 50 y 100 m se establece el contacto entre ambos por ruptura de la rigidez dieléctrica del aire iniciándose la conducción por corriente intensa, las cargas fluyen bruscamente al suelo a través del “canal ionizado” que vincula eléctricamente la nube con el suelo, como camino conductor. Este canal ionizado es de una trayectoria bastante rectilínea. Resulta muy visible por su luminosidad y muy audible por el estruendo ensordecedor que produce.
Los autores mencionan velocidades de progreso de la descarga dentro del canal ionizado del orden de 105 m/s con temperaturas que llegarían a valores de 15.000 ó 20.000 ºC. Con estos indicadores se puede considerar al proceso dentro del canal ionizado como una expansión adiabática, es decir sin intercambio de calor con el medio que lo rodea. La brusca expansión del aire sería responsable de la onda mecánica audible como trueno, que llega a nuestros oídos con posterioridad a la percepción del destello luminoso. Tanto mayor es el tiempo de retardo entre ambas percepciones, cuanto mayor sea la distancia entre el observador y el lugar de caída del rayo.
Esta primera descarga negativa tiene una duración tal que, en el orden de 10 μs, la corriente alcanza su valor máximo y luego decae más lentamente para llegar a un 50 % del valor pico en un tiempo de aproximadamente 50 μs contados desde el inicio. La corriente luego decae a cero o mantiene un valor continuo del orden de una centena de amperes. Esta corriente persistente, por su duración de algunas decenas de milisegundos transporta más carga que el impulso de corriente inicial.




La energía total que transporta un rayo puede llegar a estimarse en el orden de 1.250.000 kilojoules, es decir unos 350 kWh. La potencia desarrollada por el rayo es muy grande, dado el tiempo de duración de la descarga que es muy pequeño, unas décimas de milisegundo.
En cualquier instante dado, casi 1.800 tormentas eléctricas están en progreso sobre la superficie de la Tierra y en promedio, hay 100.000 tormentas eléctricas en los Estados Unidos cada año. Aproximadamente 1.000 tornados se generan a partir de estas tormentas. La intensidad media de la descarga de un rayo se estima en 20.000 A, pero se han detectado rayos de hasta 200.000 amperios.




Estas asombrosas magnitudes de potencias eléctricas tienen efectos beneficiosos en la atmósfera ya que cuando el oxígeno del aire es sujeto de un pulso de alta energía como lo es un rayo, el doble enlace O=O del oxígeno se rompe entregando dos átomos de oxígeno los cuales luego se recombinan con otras moléculas de oxígeno. Estas moléculas recombinadas contienen tres átomos de oxígeno en vez de dos, lo que origina ozono que es una molécula de importante efectos en las capas altas de la atmósfera.
Cuando se está en presencia de la caída de un rayo se suele percibir un fuerte olor picante que los antiguos se lo endilgaban al azufre, es la producción de ozono.







El sistema eléctrico atmosférica originalmente propuesto por Wilson en 1929 se puede simplificar como si se tratara de un circuito eléctrico en el que las tormentas originan la separación de cargas en las regiones convectivas, esto conduce a una diferencia de potencial entre las regiones conductoras de la atmósfera superior y la superficie terrestre que provoca una corriente de fuga ionizada que puede fluir verticalmente El flujo de las corrientes están en el orden de los 2000 A con un potencial atmosférico superior a los ~ 300 kV.
La densidad de la corriente de conducción en las regiones no perturbados o de buen tiempo es ~ 2 pico A / m2. (10 -12 o sea 2 millonésimas partes de una millonésima de amperio)










Naturalmente los rayos no pueden estar aislados del resto de la fenomenología atmosférica, la evidencia está emergiendo por los enlaces físicos entre las nubes, la temperatura global, el circuito eléctrico global de la ionización atmosférica y los rayos cósmicos.
Los rayos cósmicos son la principal fuente de iones atmosféricos fuera de la capa límite continental: los iones formados permiten una corriente de conducción vertical pueda fluir en la parte de buen tiempo del circuito mundial.




A través de la modulación solar (inversa) de los rayos cósmicos los cambios de ionización resultante pueden permitir que el circuito mundial transmita una influencia solar sobre los fenómenos meteorológicos de la atmósfera inferior
Se ha propuesto que los efectos eléctricos en las nubes no tormentosas se producen a través de la formación asistida por iones en los aerosoles ultrafinos que pueden crecer hasta tamaños capaces de actuar como núcleos de condensación, o mediante el aumento de la capacidad de nucleación del hielo en los aerosoles cargados.
Incluso pequeñas modulaciones eléctricas atmosféricas sobre la distribución de tamaño de los aerosoles pueden afectar las propiedades de las nubes y modificar el balance radiactivo de la atmósfera, a través de cambios a nivel mundial comunicados por el circuito eléctrico atmosférico.
A pesar de una larga historia de trabajos en áreas relacionadas con la geofísica, la relación directa e inversa entre el circuito mundial y el clima mundial permanecen en gran parte sin explorar cuantitativamente.
El circuito eléctrico atmosférico es modulado por las variaciones en las nubes de lluvia y en las tormentas tropicales, y genera un campo eléctrico vertical en las regiones no tormentosas (o de buen tiempo) a nivel mundial.
Las variaciones en el circuito eléctrico atmosférico tienen una nueva relevancia debido a las relaciones empíricas encontradas entre la producción de iones por los rayos cósmicos, las propiedades de las nubes y la temperatura global.



La modificación de la electricidad atmosférica y de las propiedades de las nubes puede tener implicaciones importantes para el clima mundial a través de los cambios en el balance energético atmosférico.
Combinar estudios de microfísica de las nubes y los rayos cósmicos con el circuito eléctrico atmosférico global presenta un área relativamente inexplorada en la ciencia del clima, en el que claramente se puede esperar progresos.



Los eventos como las pruebas atmosféricas de armas nucleares ofrecen, con la teoría adecuada y el modelado de las nubes la posibilidad de cuantificar los cambios en las propiedades radioactivas de la atmósfera asociada con cambios eléctricos atmosféricos.
La condición a largo plazo del sistema eléctrico atmosférico se puede inferir a partir de una combinación de mediciones históricas ponderadas y compararlas con las variaciones conocidas en la temperatura global.






En 2009, los investigadores anunciaron que el Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA, por primera vez, ha detectado los rayos gamma producidos por la antimateria generada en las tormentas eléctricas terrestres (Science News: 12/5/09, p. 9).
Ahora, después de analizar las señales adicionales de rayos gamma producidas por los positrones terrestres —el equivalente a los electrones en antimateria—, Michael S. Briggs, de la Universidad de Alabama en Huntsville, y sus colegas, piensan que los haces de antimateria no requieren condiciones especiales para generarse. Briggs presentó los últimos hallazgos durante la conferencia de prensa del 10 de enero, en la reunión de invierno de la Sociedad Astronómica Americana. Los detalles también se publicarán en la próxima Geophysical Research Letters.

"La idea de que cualquier planeta donde haya tormentas eléctricas no sólo produzca antimateria, sino que después lo lance al espacio, parece algo salido de la ciencia ficción", comentaba Steven Cummer de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, que no participó del estudio. "Que nuestro propio planeta haga esto, y probablemente lo ha estado haciendo durante cientos de millones de años, es increíble para mí."

Según Briggs, los positrones y electrones forman destellos de rayos gamma terrestres, son pequeñas explosiones de rayos gamma que se producen en el interior de las tormentas eléctricas (observado por primera vez en la década de 1990). Cuando los positrones se encuentran con los electrones, se aniquilan entre sí, produciendo rayos gamma con una energía específica: 511.000 electrónvoltio.




El observatorio Fermi, normalmente se sitúa por encima de las tormentas cuando se ha detectado rayos gamma generados de positrones, pero en cuatro casos, las tormentas eléctricas estaban a miles de kilómetros de distancia de la región de la Tierra que el telescopio estaba observando.

Un caso sorprendente fue el de 14 de diciembre de 2009, el Fermi estaba orbitando Egipto, cuando se activó una tormenta en Zambia, a unos 4.500 kilómetros al sur. Debido a que la tormenta fuera de visión del Fermi, la nave no pudo detectar los rayos gamma que provienían directamente de la perturbación terrestre. Sin embargo, sí registró los característicos rayos gamma de aniquilamiento entre electrones y positrones, que se prolongó durante 30 milisegundos, el más largo que jamás se haya registrado de tales señales terrestres.

El equipo de Briggs sugiere que, los electrones y positrones producidos en la tormenta de Zambia navegaron a lo largo del campo magnético de la Tierra hasta chocar con la nave del Fermi. Muchos de los electrones y positrones se aniquilaron entre sí de inmediato, produciendo los reveladores gamma. Pero algunas de las partículas pasaron el Fermi y se reflejaron magnéticamente hacia atrás 23 milisegundos más tarde, sólo después de este emparejamiento se producen los rayos gamma.

Los recientemente descubiertos haces de antimateria, "nos proporciona una información muy importante que podemos utilizar para reconstruir lo que está pasando cuando se inicia un rayo y se propaga", apuntó Cummer.





Los rayos o relámpagos son un espectáculo para la vista que podemos disfrutar durante una tormenta eléctrica. Pero debes saber que pueden ser muy peligrosos y hasta mortales. La muerte por descarga eléctrica producida por rayos es la segunda causa de muerte relacionadas al clima, después de las inundaciones.
Los efectos de un rayo pueden ser ocasionados por un impacto directo o por causas indirectas. También pueden alcanzar las instalaciones interiores de fábricas, hogares, comercios industrias, etc., a través de las líneas de conexión del suministro de energía eléctrica, por las líneas de conexión de teléfonos, fax, modems, televisión por cable, y también a través de la estructura metálica de los edificios, por contacto directo o por inducción, por las raíces de los árboles.

Por lo cual es necesario que los equipos estén protegidos frente a todas estas posibilidades, para ello se aconseja que los edificios estén convenientemente defendidos por pararrayos para evitar las posibles caídas de descargas que causen daños mayores.



Mientras que un impacto directo puede tener consecuencias catastróficas para las personas, edificaciones, y animales; los daños por causas indirectas suelen ser más numerosos, acompañados de cuantiosas pérdidas económicas. Se entiende como causas indirectas como la caída de rayos en las inmediaciones o sobre los tendidos aéreos o las inducciones electromagnéticas en estos conductores.
No existe método alguno para evitar la formación de descargas atmosféricas pero tampoco sería deseable, en vista que los rayos son responsables en gran parte de la formación de vida en el universo
De todas maneras no hay que sentir pánico ni temor ante una tormenta eléctrica. Con algunas pocas y simples prevenciones estarás completamente a salvo. Se calcula que cada segundo caen cerca de 100 rayos en todo el mundo, y no es frecuente que alguno cause daños. Pero igualmente, para saber cómo protegerte de los rayos, aquí van algunos consejos que nos dan los especialistas:







Si estás al aire libre, vuelve a tu casa o métete en cualquier edificación que puedas. Si esto no es posible busca refugio permaneciendo dentro de un automóvil o cualquier estructura de metal. Si tampoco puedes encontrar esto, pues lo mejor sería quedarse en una zona con muchos árboles pero nunca debajo de un árbol aislado



En campo abierto, toda estructura aislada como casas, árboles o antenas suelen atraer rayos. Es una muy mala idea refugiarse bajo un árbol o letrero publicitario si es lo único que hay a la vista. Si no encontramos otro refugio mejor y no podemos volver a casa, lo mejor sería permanecer sentados en el suelo con los pies juntos y sin apoyar las manos en el piso, las zapatillas podrán aislarte pero colocar las manos desnudas y mojadas en el suelo es el puente .
Las zonas altas tampoco son un buen refugio. Es mucho más probable que un rayo te mate en un campo de golf que en la calle por lo que si te encuentras sorprendido por una tormenta eléctrica en un sitio así y nada para protegerse lo mejor es buscar el terreno más bajo y sentarse como se explica arriba y esperar hasta que amaine la caída de rayos.







Evite el uso de dispositivos eléctricos
Cuando llegues a tu querido hogar, cierra todas las ventanas y no utilices ningún artefacto eléctrico como teléfonos, televisores, computadoras, lavarropas, aparatos de audio, etc. Tal vez te aburras pero si cae un rayo en tu casa, la descarga eléctrica viajará a través de los cables de la red eléctrica y si estas usando algún artefacto conectado a la red, puedes resultar seriamente herido.

Además deberías desconectar completamente todo ya que una descarga puede destruir tu computadora, teléfono, televisor o cualquier aparato eléctrico o electrónico que este conectado a la red.

Evitar el agua.
La electrocución por estar en contacto con el agua en una tormenta eléctrica es más común que la mayoría de la gente piensa. Si notas una particularmente fuerte tormenta que asola fuera, lo mejor es evitar el uso de agua que provenga de redes metálicas, plomo, cobre.. No te laves las manos, los platos, o una ducha durante una tormenta eléctrica fuerte cuando la cañería sea metálica en un edificio que cuenta con un depósito en lo alto de la vivienda.





Consejos generales para actividades al aire libre
- No dejes de mirar el cielo. Observa si el cielo se oscurece, si hay relámpagos o si el viento cobra fuerza. Escucha si hay truenos.
- Si puedes escuchar los truenos estás lo suficientemente cerca de la tormenta como para que te alcance un rayo. Dirígete inmediatamente a un lugar seguro.
- Existe un criterio sencillo para estimar la distancia al punto de caída de un rayo: como el destello luminoso se propaga con la velocidad de la luz, es decir, 300.000 km/s, la información acerca de la caída nos llega en forma prácticamente instantánea. El sonido, en cambio, se propaga con una velocidad de sólo 330 m/s. Por lo tanto, midiendo el intervalo entre el destello del rayo y la llegada del trueno, podremos concluir que el rayo ha caído a una distancia aproximada de 330 metros por cada segundo de demora.
Este criterio pierde su validez para intervalos mayores que unos 10 segundos por ser el aire un mal conductor del sonido.

Ejemplo: Si entre el relámpago y el trueno hay un intervalo de 3 segundos la distancia entre nosotros y la caída del rayo será de 3 s x 330 m/s = 990 metros

- Podemos encontrarnos con un singular fenómeno; podríamos sentir un cosquilleo extraño en la piel, que se nos erice el cabello y que los objetos metálicos o que terminen en punta metálica emitan un extraño zumbido parecido al de una colmena y que produzca chispas o destellos. Esto se produce porque se están desplazando las cargas eléctricas que generan las tormentas y el aire en el que nos encontramos se ha vuelto conductor. Esto nos indica la proximidad de una tormenta que nos puede afectar entre media hora o dos horas después.
En cambio si notamos alguno de estos fenómenos en medio de una tormenta nos encontramos en inminente peligro porque es señal de que un rayo va a caer HAY QUE AGACHARSE INMEDIATAMENTE.

- Mantener la calma, analizar la situación y actuar de forma lógica.

- Retirarse de todo lugar alto; cumbre, cima, loma... y refugiarse en zonas bajas no propensas a inundarse o recibir avenidas de agua.

- Nunca correr durante una tormenta y menos con la ropa mojada, esto es muy peligroso. Creamos una turbulencia en el aire y una zona de convección que puede atraer el rayo.

- Deshacerse de todo material metálico (piolets, bastones de trekking, mochilas con armazón, varillas de la carpa, estacas, hoyas, parrillas, cañas de pescar, etc..) y depositarlo a más de 30 metros de distancia. Los rayos aprovechan su buena conducción.



- Jamás refugiarse debajo de un árbol o una roca o elementos prominentes solitarios. Un árbol solitario por su humedad y verticalidad aumenta la intensidad del campo eléctrico. En cambio un bosque aunque sea pequeño (no un grupo de árboles) puede ser un buen refugio.
Alejarse de objetos y elementos metálicos como; vallas metálicas, alambradas, tuberías, líneas telefónicas e instalaciones eléctricas, rieles de ferrocarril, bicicletas y motocicletas, maquinaria. La proximidad con grandes objetos metálicos es peligrosa incluso cuando no se esta en contacto con ellos, ya que la onda de choque producida por el rayo calienta sobremanera el aire lo que puede producir lesiones en los pulmones.

- Alejarse de terrenos abiertos y despejados, como praderas o cultivos. En estas zonas sobre salimos bastante del terreno y nos convertimos en pararrayos.





- Aislarse del suelo y del contacto con charcos o zonas mojadas. Salir inmediatamente y alejarse de ríos, lagos, el mar y otras masas de agua.

- Alejarse y NO refugiarse en pequeños refugios aislados como graneros, chozas, cobertizos...las carpas tampoco son seguras.

- NO refugiarse en la boca de una cueva ni al abrigo de un saliente rocoso, el rayo puede echar chispas a través de estas aberturas, algunas son incluso canales naturales de drenaje para sus descargas. Solo estaremos seguros en una cueva si es profunda y algo ancha, como mínimo de 2 metros.




- La posición de seguridad más recomendada es colocarse quieto de cuclillas, lo más agachado posible. Esta posición nos aislará bastante ya que no sobresalimos mucho sobre el terreno tocando solo el suelo con el calzado que según su material nos aislará mucho más. Podemos sentarnos o tumbarnos sobre un objeto o material SECO y AISLANTE para estar más cómodos, incluso sobre la mochila si no tiene armazón metálico.

- Si se va en grupo es aconsejable dispersarse unos metros y adoptar las posiciones y precauciones de seguridad, en caso de ir con niños para evitar el pánico o el extravío mantener contacto visual y verbal con ellos. Si un rayo afecta a una persona las demás en contacto pueden verse afectadas por la descarga, por esto mismo también es recomendable alejarse de rebaños y grupos de animales.

- Apagar handies, teléfonos y aparatos eléctricos cuyas radiaciones electromagnéticas pueden atraer los rayos.

- El mejor sitio para refugiarse a la intemperie durante una tormenta es un vehículo cerrado, un coche no descapotable, furgoneta o camión. Dentro debemos apagar el motor, bajar la antena de la radio y desconectarla, cerrar las ventanillas y las entradas de aire. Aunque caiga un rayo en el vehículo este se cargará solo por el exterior mientras que el interior quedará intacto, fenómeno conocido como "Jaula de Faraday", por si acaso de todos modos es mejor no entrar en contacto con ningún cuerpo metálico dentro del vehículo.

- Si estás navegando o nadando, dirígete inmediatamente a tierra firme y busca refugio.

- Si no te encuentras en un bosque dirígete a un espacio abierto lejos de árboles, postes u objetos metálicos.

- ¡Conviértete en un blanco muy pequeño! Ponte de cuclillas, con las manos sobre las rodillas y con su cabeza entre éstas. Hazte el blanco más pequeño posible.

- No te tires tendido en el suelo ¡Eso te convertiría en un blanco más grande!

- No tener contacto físico con ningún objeto metálico.

- No andar descalzo.

- No hay que quedarse en valles estrechos o zonas donde pueda acumularse el agua para no vernos sorprendidos por una crecida repentina causada por la lluvia.

- No protegerse dentro de una carpa, ya que sus varillas metálicas podrían hacer de pararrayos.

- No montar a caballo ni andar en bicicleta

Si nos encontramos en una vivienda, refugio o cabaña:

- No asomarse a ventanas para observar la tormenta.

- Cerrar puertas y ventanas para evitar corrientes de aire.

- Alejarse de la chimenea y no hacer fuego en ella o apagarlo si esta encendido. De las chimeneas asciende aire caliente cargado de iones, lo que aumenta la conductividad del aire abriendo un camino para las descargas eléctricas actuando como un pararrayos.

- Una buena manera de aislarse es sentarse en una silla que no sea de metal apoyando los pies en la mesa u otra silla tampoco metálicos. Lo mejor es tumbarse en una cama de madera.

Cuando se construye un edificio cualquiera un arquitecto o ingeniero civil debe prever la protección del mismo tanto externa como interna ante la probabilidad cierta de que puede ser impactado por descargas atmosféricas y para conocer la densidad de rayos en algún lugar de nuestro país existe el nivel isoceráunico que es un indicador estadístico que expresa la densidad anual promedio de rayos a tierra en rayos por kilómetro cuadrado y por año, propio de la región en donde está localizada la estructura a proteger, cabe destacar que este índice según normativa corresponde a estudios realizados estimados para el período climatológico de 1971/80, pero estos valores han aumentado en los últimos años dado que las tormentas eléctricas han incrementado notablemente.
Un primer análisis del mapa adjunto nos indica que las zonas de llanura como nuestra zona central, incluyendo la llanura pampeana, la chaqueña y la mesopotamia son los lugares que cuentan con un mayor registro de caída de rayos mientras que la región patagónica es la que menos, estadísticamente, recibe el "castigo" atmosférico.












Hubo una época en que este tradicional juego infantil cumplió un rol destacado en la investigación de las descargas atmosféricas cuando fue utilizada por los electricistas precursores de la segunda mitad del siglo XVIII, en las experiencias encaminadas a demostrar la naturaleza eléctrica de los rayos producidos durante las tormentas.

Así fue que casi todos conocemos las andanzas de don Benjamin Franklin con su barrilete volando entre nubes tormentosas que le permitieron elaborar teorías sobre la naturaleza eléctrica de los rayos y estuvo así de morir en el intento dado que estuvo expuesto a la brutal descarga de un rayo.
Estas experiencias, de por sí espectaculares, calaron hondo en la comunidad científica de la época unido a que el objeto de estudio: el rayo siempre ha estado rodeado de un componente mítica, que era necesario desvelar. Estos experimentos trajeron como consecuencia el invento del pararrayos, lo cual es un motivo más de interés estudiar el papel que jugó la cometa dentro de este contexto.

La aculturación científica de la cometa estará presente en las comunicaciones y las obras sobre electricidad de la segunda mitad del dieciocho: como pueden ser los trabajos de Benjamín Franklin, Joseph Priestley y sobre todo de Tiberius Cavallo, así como en las obras de los electricistas franceses.
Las descripciones de las “cometas eléctricas”, como fueron denominadas, pondrá en manifiesto que la cometa será un instrumento auxiliar para el estudio de la electricidad e inventos tales como la botella Leyden, las máquinas electrostáticas o los electroscopios.

Las cometas y los sistemas experimentales empleados, nos acercarán a las aplicaciones practicas y los contextos de usos en donde las electric kites o cerf-volants éléctriques, como se las denominaban en las colonias americanas, Inglaterra y en Francia, se utilizaron.
La vida de las electric kites fue muy corta como instrumento para el análisis de la electricidad atmosférica a finales del s. XVIII y por tanto durante todo el siglo XIX en una mera anécdota, tan solo en algunas publicaciones de la época, describirán experimentos sobre la electricidad atmosférica, donde se emplean cometas como una mera curiosidad. El fin de la cometa como instrumento eléctrico puede deberse a lo que Hailbron describe como la aparición de los conceptos cuantificables es decir como a finales del XVIII se produjo una cuantificación de las teorías eléctricas.
Como consecuencia de la aparición de los primeros aparatos de medida eléctricos, como los electroscopios, los cuales junto con el pararrayos resultaron de mayor utilidad para la medición de los potenciales eléctricos atmosféricos.







En el siglo XVIII la física o mejor dicho la filosofía natural como se conocía en la época,estudiaba dos clases de “materia”, una ordinaria o ponderable conviviendo junto con una serie de “fluidos imponderables”. Sobre la materia ordinaria actuaban las fuerzas de gravedad, cohesión, afinidades químicas, capilaridad, etc., interaccionando con una serie de fluidos imponderables (las partículas de luz, el calor, el magnetismo y los fluidos eléctricos), los cuales emanados o producidos por ciertas actuaciones sobre la materia ordinaria eran los responsables de una serie de fenómenos cuyo estudio daría origen a las disciplinas científicas, como el electromagnetismo, la química y la termodinámica, etc. que florecería a lo largo del siglo XIX. Esta situación es lo que J. L.Heilbron denomina en una de sus obras el “modelo estándar”.
Uno de los imponderables que alcanzó un importante desarrollo durante la segunda mitad del siglo XVII, es el caso de la electricidad, considerada como una emanación, una serie de fluidos o una “atmósfera” que rodea a ciertas sustancias: los cuerpos eléctricos y que aparecía al ser frotados





Ya entrado el s.XVIII el múltiple inventor y político Benjamin Franklin estudia el fenómeno ayudado por inventos como la botella de Leyden y formula ciertas ideas sobre lo que él denominaba el "fuego eléctrico"pero hasta el momento los fenómenos eléctricos, al contrarío de los magnéticos, eran producidos por el hombre interactuando sobre la naturaleza, frotando tubos de vidrio o otros materiales como habían hecho Gray y Dufay o por medio de las máquinas electrostáticas. Había un interés por demostrar que los fluidos eléctricos como objetos de estudio estaban presentes en la naturaleza: en forma de electricidad atmosférica, en los rayos de las tormentas o en los animales.
Por lo tanto había que idear un método que permitiera transportar el rayo a las condiciones del laboratorio y comprobar estas similitudes. Franklin había descubierto la siguiente propiedad: “el maravilloso efecto de los cuerpos puntiagudos que pueden igualmente comunicar el fuego eléctrico a los demás cuerpos y arrebatárselo”, conocida como “el poder de las puntas”. Esta propiedad combinada con la idea de que el rayo tenía naturaleza eléctrica le hizo deducir que colocando una serie de varillas puntiagudas en los edificios un rayo podía descargar gradualmente a través de ella y por tanto protegerlos:





Es aquí donde entra el célebre vuelo de la cometa de seda en los cielos de Filadelfia que portaba un alambre aguzado en su extremo y que cuando empapada por la lluvia envió una descarga hacia donde estaba el arriesgado inventor
Éste experimento desde que se hizo público generó un gran interés, tal vez por la originalidad y la conjunción de los elementos empleados en su ejecución. Su fama se extendió por todas las por entonces colonias americanas y pronto se rodeó de leyenda y hoy en la escuela primaria en cualquier texto encontramos que:






Pero en realidad como muchas cosas de la ciencia la autoría del experimento no fue exclusiva de Franklin. Simultáneamente en Francia y en concreto en la ciudad de Nérac, Jacques de Romas, realizaba el mismo experimento. Hay que remarcar también que Franklin en su carta reconoce que los electricistas franceses habían llevado a cabo el experimento de Marly, ya que cita en su carta la colocación de pararrayos en edificios, más que experimentos con cometas. Lo que hay que reconocer sin lugar a dudas, es el gran detalle con que se explican los experimentos en las obras posteriores a la comunicación de Franklin.

Luego de Franklin y por un tiempo un electricista inglés de origen italiano llamado Tiberius Cavallo prosiguió con las experiencias con las cometas aportando más datos y estudios sistemáticos. Cavallo piensa, en principio que con la cometa solo podría estudiar las descargas eléctricas de las nubes, tal como había descrito Franklin y Romas, pero en su primer experimento se da cuenta que la cometa estaba captando la electricidad, lo comprueba por las chispas existentes en la cuerda al acercar los dedos a la misma, y no habiendo tormenta. Esto le induce a pensar que puede ser utilizada como instrumento de detección de la electricidad atmosférica.
Como posteriormente deducirá Cavallo de sus experimentos, la cometa capta la electricidad del aire a través del hilo no de la propia cometa, por lo tanto colocarle puntas o revestimientos de metal no se consigue que la cometa capte más electricidad, sino que la hace más pesada y difícil de volar. Así que una simple cometa de cualquier niño era el mejor instrumento para sus propósitos. Sus estudios culminan después de dos años con la formulación de unas leyes generales sobre el comportamiento de la electricidad en la atmósfera y su variabilidad en función de las condiciones del ambiente.
El perfeccionamiento de los electrómetros y su empleo en la medida de la electricidad atmosférica a principios del siglo XIX y a lo largo del mismo, representó el fin del uso de la cometa como instrumento de medida de la electricidad atmosférica, a pesar de todo encontramos algún uso tardío.

A finales del siglo XIX, en 1885, según describe en un artículo el meteorólogo americano Alexander McAdie , repitió en el Observatorio de Blue Hill el experimento de la cometa eléctrica con instrumentos modernos de medición del potencial eléctrico.

Este ha sido el aporte de una humilde cometa contribuyendo a la investigación científica y nada menos que a la invención del pararrayos y mucho más.








Fuentes:
HEILBRON, J. L. (1999). Electricity in the 17th and 18th Centuries. Mineola (N.Y.) Dover Publications Inc. y
HEILBRON, J. L. (1993).Weighing Imponderables and Other Quantitive Science Around 1800. Historical
Studies in the Physical and Biological Sciencies, suplemento vol. 24, Part 1.
DE ROMAS, J. (1776) Mémorire, sur les moyens de se garantir de la foudre dans les maisons, Bordeaux., pp.
87 -9.Texto citado y traducido al inglés en: HART, C. (1982), Kites: An Historical...





















Una tormenta sucia o rayo volcánica es un fenómeno atmosférico que ocurre cuando un rayo se produce en una nube volcánica.
Unas famosas imágenes del fenómeno fue fotografiado por Carlos Gutiérrez y ocurrió en Chile por encima del volcán Chaitén distribuidas ampliamente en Internet y podemos ver la secuencia de arriba. Otros casos han sido reportados anteriormente en el volcán Mount Augustine de Alaska y en Islandia el volcán Eyjafjallajökull.


Causas

Un estudio en la revista Science indicó que las grandes cargas eléctricas se generan cuando fragmentos de rocas, cenizas y partículas de hielo en una nube volcánica chocan y producen cargas estáticas de alta energía, así como las partículas de hielo chocan en las tormentas regulares dentro de las nubes comunes y originan cargas electrostáticas.
A medida que la nube comienza a ir a favor del viento parece tener vida propia y produce más o menos unos 300 rayos. La consecuencia es que el movimiento de la columna ha producido más cargas con las que comenzó de lo contrario el penacho no podría seguir produciendo rayos. Las erupciones volcánicas también liberan grandes cantidades de agua, lo que puede ayudar a impulsar estas tormentas.