Descarga eléctrica que se produce entre nubes de lluvia o entre
una de estas nubes y la tierra.
La descarga es visible con trayectorias sinuosas y de ramificaciones irregulares, a veces
de muchos kilómetros de distancia, fenómeno conocido con el nombre de relámpago. Se
produce también una onda sonora llamada trueno.
No se conoce por completo el modo en el que se cargan las nubes de electricidad, pero la
mayoría tienen carga negativa en la base y positiva en la cima.
Ciertos experimentos han mostrado que cuando las disoluciones de agua se congelan, el
hielo gana carga negativa mientras que el agua queda cargada positivamente. Si después
del inicio de la solidificación el aire en ascensión arranca pequeñas gotas de agua de
las partículas congeladas, estas gotitas se concentrarán en la parte superior de la
nube, y el hielo, en agregados más grandes, descenderá hasta la base. Por otra parte,
ciertos experimentos han mostrado que las gotas de agua grandes, con caída rápida, se
negativizan, mientras que las gotas pequeñas que caen con mayor lentitud se vuelven
electropositivas. Por tanto, la polarización de una nube es probable que se produzca por
las distintas velocidades de caída de las gotas grandes y pequeñas.
Quizás el 90% de todos los rayos que van desde las nubes hasta el suelo son negativos; el
resto son destellos positivos. Con menor frecuencia se pueden producir rayos desde la
tierra hacia las nubes, en particular desde cumbres de montañas o desde objetos altos
como las antenas de radio.
Estudios con cámaras de alta velocidad han mostrado que la mayoría de los destellos de
rayos son sucesos múltiples compuestos de hasta 42 'rayos' principales, cada uno de los
cuales está precedido por un rayo guía. Todos siguen una trayectoria ionizada inicial
que puede ramificarse junto al flujo de corriente. El intervalo medio entre rayos
sucesivos es de 0,02 s, y 0,25 s el intervalo medio entre destellos. Puesto que la
duración de un rayo no supera los 0,0002 s, los lapsos entre rayos ocupan la mayor parte
de la duración de un 'destello'. Los llamados rayos en láminas son sólo la reflexión
de uno ordinario en las nubes. Los rayos en bola son un fenómeno raro en que la descarga
toma la forma de una bola luminosa y lenta que a veces estalla y otras simplemente decae.
ERRORES SOBRE LOS RAYOS
Se deben mencionar tres ideas comunes y erróneas sobre los rayos. La primera dice que los
rayos no alcanzan dos veces un mismo lugar. Pruebas fotográficas muestran que un
rascacielos u otra estructura elevada puede ser golpeada muchas veces durante una sola
tormenta. La segunda es que el lugar más seguro durante una tormenta de rayos está bajo
un árbol alto. Los árboles, debido a su altura, son propensos a ser alcanzados por rayos
y, por tanto, son verdaderamente peligrosos durante las tormentas eléctricas violentas.
Lo más seguro para una persona que está fuera de su casa es permanecer en el interior de
un coche con estructura metálica o acostarse en el suelo de un lugar descampado. El
tercer concepto erróneo es que los rayos estén siempre asociados con truenos. Los
observadores que escuchen los truenos para contar los rayos pueden perderse hasta un 40%
de estos últimos.
Los rayos matan o dañan a más personas que los tornados o los huracanes. Provocan un 40%
de los incendios de granjas y muchos bosques se queman por su acción. Sin embargo, no
todo lo relativo a los rayos es negativo. El suelo se enriquece con el nitrógeno liberado
desde la atmósfera por los rayos y transportado por las gotas de lluvia. Algunos
científicos creen que los rayos pueden haber sido un elemento esencial en el origen de la
vida en nuestro planeta, con la creación de los compuestos químicos complejos que dieron
lugar a la materia viva a partir de elementos simples.
RIESGOS
- Lesiones, incluso mortales en personas y animales.
- Puede afectar a los sistemas de las aeronaves.
- Causar incendios forestales.
- Dañar estructuras y equipos eléctricos, e interrumpen el suministro de energía.
PREVENCIÓN
Para proteger los edificios de los rayos, se instalan barras metálicas (llamadas
pararrayos) desde el suelo hasta una altura superior al punto más alto del tejado. Los
pararrayos establecen una vía con baja resistencia para el paso de la descarga y evitan
así que la carga atraviese la estructura del edificio. Las líneas de electricidad y las
antenas de radio se protegen con dispositivos o captadores de rayos que consisten en una
pequeña separación llena de aire entre la línea y un cable unido al suelo. Esta
separación ofrece una gran resistencia a tensiones ordinarias, pero un rayo con un
potencial de decenas de millones de voltios, provoca la ionización del gas, creando una
vía de baja resistencia hacia la tierra para la descarga.
- Medidas para interceptar el rayo en un punto seguro, prevenir la trayectoria, y medidas
adicionales secundarias (conexión a un conductor de cortocircuito y llevar el voltaje a
tierra, aislamiento del material dieléctrico para evitar el contacto de las personas,...)
- En edificios, viviendas y estructuras similares: protección mediante terminales aéreos
(pararrayos y conductores de techo), con sistemas de toma de tierra. Los pararrayos
generalmente son varillas afiladas de metal inoxidable (0,25-1 m de longitud) unidas a una
plancha soporte que las fija mecánicamente a las estructura, y con una abrazadera para
quedar enganchadas al tejado, la red o los conductores descendentes. El diseño depende de
la zona y la forma del tejado, junto con los salientes que requieran especial atención,
como buhardillas, tubos de chimeneas y rejillas de ventilación.
- En granjas y viviendas pequeñas: se usan conductores de techo (RC) por la pronunciada
inclinación del tejado.
- En estructuras con fines especiales como almacenes de materiales petrolíferos,
inflamables, explosivos, etc.: se colocan terminales aéreos y conductores descendentes, y
especial atención en las conexiones de los cuerpos metálicos, tuberías de gas y agua,
etc. Y conductos para el suministro eléctrico en los puntos donde se puedan provocar
chispas o arcos.
- En los sistemas de suministro eléctrico: se emplean conductores de terminales aéreos
(AT) llamados alambres blindados (SW) o conductores de tierra.
- Para espacios abiertos (agrícolas, forestales,...): debe evitarse la estancia bajo los
árboles, pequeños edificios o tiendas. Lo más peligroso son los campos abiertos, pistas
de deporte, piscinas, alambradas, cables aéreos, raíles de ferrocarril, cimas de
colinas, etc. Bajo techo, lo más aconsejable es disponer de grandes edificios o viviendas
protegidas, dejando para último termino los automóviles.