Los rayos son uno de los fenómenos de la naturaleza más fascinantes y, a la vez, de los más peligrosos.
Autor: Enric Agud
Se trata de un intercambio de carga eléctrica, con una duración total de alrededor de medio segundo, que se produce entre la nube de tormenta y el suelo, dentro de la misma nube o entre nubes próximas.
Se producen continuamente en la atmósfera, sin cesar, alrededor de unos 44 rayos por segundo a nivel global.
Se dan fundamentalmente en zonas terrestres y en zonas intertropicales. La mayor densidad anual de rayos se encuentra en países de África central.
Fenómeno estacional
El mes con mayor número de descargas en la Península y Baleares es septiembre, con casi una cuarta parte del total anual, y el menor número de descargas se registra en los meses invernales y en el inicio de la primavera, de enero a marzo, con menos de un 2% del total anual en cada uno de estos meses.
¿Cómo se generan los rayos?
Los rayos se generan dentro de las nubes llamadas cumulonimbos, las nubes de tormenta. Las fuertes corrientes de ascenso dentro de las tormentas provocan colisión y fricción entre las partículas de hielo, granizo, gotitas de agua y de agua subfundida. A medida que estas partículas se mueven y colisionan, se transfieren electrones, lo que provoca que algunas de ellas queden cargadas positivamente y otras negativamente. Hay una separación de cargas: las partículas más pesadas, cargadas negativamente, caen hacia la parte baja de la nube, y las más ligeras, positivas, quedan en la parte más alta.
Los rayos positivos, que sólo representan entre el 10 y el 20% del total, son los más peligrosos.
Así, la cumbre de la nube se carga positivamente y la base negativamente. A la vez, la parte del suelo, situada bajo la nube, se carga positivamente. Esta separación crea un gran potencial eléctrico entre las regiones de la nube y entre la nube y el suelo, que eventualmente se descarga en forma de rayos.
Tipos de descargas eléctricas
Se pueden definir básicamente cuatro tipos de rayos, combinando su dirección de propagación y la polaridad de la carga transportada.
La gran mayoría de rayos son descendientes, si bien en algunos casos se originan en la superficie y suben hacia la nube. El efecto punta que generan las torres de comunicaciones, árboles u otras estructuras que sobresalen de la superficie, combinado con una base de las nubes poco elevada, propicia este tipo de rayos ascendentes.
Por otro lado, los rayos pueden ser de polaridad negativa o positiva: rayos negativos y rayos positivos. La mayoría de los rayos son negativos. Los positivos sólo representan entre el 10 y el 20% del total, pero se consideran más peligrosos.
Los rayos positivos se acostumbran a originar en la parte alta de la nube de tormenta, tienen un recorrido más largo y pueden impactar en zonas más alejadas del núcleo de precipitación, cogiéndonos más desprevenidos. Se diferencian de los negativos por no presentar la estructura ramificada, sino un único canal muy potente.
El trueno, ¿a qué distancia cae un rayo?
La temperatura en el canal ionizado por la descarga eléctrica puede estar entre los 20.000 y 30.000ºC, cinco veces más caliente que la superficie del Sol. El aire sobrecalentado por el rayo se dilata bruscamente, como lo hace en una explosión, y produce una onda acústica: el trueno.
El rayo se observa a la vez que se produce, ya que la luz se propaga a 300.000 km/s, extremadamente rápida. Al ruido del trueno le lleva un cierto tiempo llegar al observador. La velocidad del sonido es de tan solo 340 m/s. Para saber la distancia a la que se ha dado la descarga eléctrica, solo hay que contar el número de segundos entre la aparición del rayo y la percepción del trueno, y dividirlo por tres; de esta forma obtendremos la distancia en kilómetros a la que ha caído el rayo. Si han pasado diez segundos, el rayo ha caído a tres kilómetros.
Datos que sorprenden
- La mayoría de los rayos que genera una tormenta son intranube. Descargas espectaculares que iluminan los cumulonimbos de noche. Solamente alrededor del 25% de los rayos alcanzan el suelo y son los más peligrosos. Los otros rayos se dan en el interior de la nube o entre dos nubes (son los relámpagos).
- Sobre la Tierra se producen casi 3.000 millones de rayos cada año.
- El 7 de agosto de 1992 cayeron 32.000 rayos en España.
- El 29 de octubre de 2024, la máxima concentración de descargas eléctricas en el hemisferio norte se daba en la Comunidad Valenciana, el día de la DANA tan destructiva y mortal.
- Algunos rayos son ascendentes. El 90% de los rayos que alcanzan el edificio del Empire State en New York son ascendentes.
- Los rayos no suelen superar los 15 kilómetros de longitud y por lo general duran menos de un segundo.
- Un megarayo de 767,6 km de longitud (récord mundial) iluminó el cielo en tres estados de EE.UU. El megarayo se extendió sobre Mississippi, Louisiana y Texas.
- El 15 de septiembre de 2023 se registró en el delta del Ebro un rayo de 130 kilómetros y de 6,2 segundos de duración, el más largo en Cataluña en un decenio. Fue captado por el Lightning Research Group de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).
Rayos y descargas eléctricas en el mar
Los rayos son una amenaza en el mar. El agua salada es un excelente conductor de electricidad. Cuando un rayo impacta en el mar, la electricidad se propaga rápidamente en la superficie, aumentando el riesgo para cualquiera que esté nadando o navegando cerca.
Los mástiles y los componentes metálicos pueden ionizarse y atraer las descargas eléctricas en medio de una tormenta. Si un rayo cae cerca de un barco, las descargas pueden dañar sistemas eléctricos y electrónicos. La instalación de sistemas de protección contra rayos y la adopción de prácticas de seguridad, como desconectar los equipos electrónicos durante una tormenta eléctrica, son medidas preventivas clave. También debemos buscar refugio dentro de la embarcación, sin tocar elementos metálicos, así como desconectar los dispositivos eléctricos, radio… Si el barco es metálico, conectaremos la quilla al palo para descargar la descarga en el agua.
El rayo tiende a incidir en el punto más alto de la estructura del barco.
Las embarcaciones sin estructuras metálicas adecuadas (que puedan actuar como jaulas de Faraday) son especialmente vulnerables. Los barcos de vela o de pequeño tamaño, vela ligera, kayaks, tablas de paddle surf y pequeñas embarcaciones de pesca ofrecen poca protección. En estos casos, las personas en la cubierta de una embarcación pueden ser el punto más alto sobre el agua, lo que puede atraer rayos.
Consultar la previsión del tiempo
La exposición al mar durante tormentas eléctricas es extremadamente peligrosa, por ello es esencial tomar todas las medidas posibles para evitar estar en el agua durante estos eventos. Por ello, antes de salir al mar, nunca debemos olvidarnos de consultar el pronóstico del tiempo y evitar las áreas propensas a tormentas.
Para consultar la previsión del tiempo y verificar si hay tormentas en un área concreta, hay varias opciones:
- Aplicaciones de tiempo en el móvil. Hay muchas apps que ofrecen pronósticos en tiempo real, alertas y mapas de radar. Muchos servicios ofrecen mapas de radar para ver tormentas en movimiento, la intensidad de las lluvias y la posibilidad de tormentas eléctricas.
- Webs oficiales de meteorología:
- Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). Ofrece pronósticos y alertas de fenómenos meteorológicos adversos en España.
- Met Office en el Reino Unido.
- Météo-France en Francia.
- Meteocat en la costa catalana.
- Alertas de emergencia en el móvil. Protección Civil envía notificaciones a dispositivos móviles en caso de fenómenos extremos, como tormentas severas, inundaciones… Para estar seguros de que recibiremos dichas notificaciones, debemos revisar si tenemos activadas las notificaciones de emergencia en la configuración del teléfono.
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