Relámpagos, rayos y truenos

La visión de los relámpagos que iluminan el cielo con formas caprichosas y cambiantes, los rayos que, como flechas de luz, atraviesan el firmamento mientras el fuerte ruido de los truenos apaga todo otro sonido, llenaron de temor al hombre desde los tiempos primitivos. Y como no podía explicar estos fenómenos, atribuyó las tormentas en las que ellos se producían a la cólera de los dioses. Los griegos decían que Zeus, la divinidad suprema, lanzaba rayos y truenos contra la Tierra cuando se enojaba con los mortales. De la misma manera manifestaba su ira Júpiter, según los romanos. Los pueblos escandinavos sostenían que el dios del trueno Thor echaba chispas con un martillo mientras recorría el firmamento en un carro arrastrado por cabritos. Estas interpretaciones mitológicas fueron sustituidas a partir del siglo XVIII por los conocimientos sobre la electricidad atmosférica.

Dios nórdico Thor.
Fuente

La electricidad de la tierra y la atmósfera 

Los estudios modernos consideran que la Tierra es un conductor aislado en el espacio infinito y que los átomos que la componen originan electricidad, la cual se halla repartida en su superficie. La atmósfera o capa de aire que la rodea forma como un campo eléctrico, o sea un espacio donde se producen fenómenos que se originan en la electricidad distribuida sobre la superficie terrestre y la que posee el aire.

¿Cómo se origina la electricidad atmosférica?

Acerca del origen de la electricidad que se encuentra  en la atmósfera existen varias teorías, pero las más aceptadas son la de la ionización y la del hielo.

A la atmósfera llegan rayos ultravioleta, rayos cósmicos, rayos emitidos por cuerpos radioactivos terrestres y, también, se producen perturbaciones térmicas, todo lo cual influye sobre las moléculas de aire. Debemos recordar que los átomos que forman las moléculas están constituidas por un núcleo o protón con carga positiva y electrones con carga negativa, es decir, que son eléctricamente neutros, pues ambas cargas se equilibran. Por las causas mencionadas (radiaciones) se producen alteraciones en ese equilibrio, sea por desprendimiento o por ganancia de electrones, y entonces se forman iones, que son átomos cargados, según las circunstancias, con la electricidad positiva o negativa. La Tierra cargada de electricidad negativa repele iones de este signo y atrae a los iones positivos que entran en mayor proporción en las capas inferiores, originando efluvios eléctricos llamados rayos.

La electricidad de las nubes 

Cuando se forma una nube por condensación del vapor de agua, las gotitas van recogiendo la electricidad en el aire en forma de iones libres, que son los verdaderos núcleos de condensación alrededor de los cuales se forma la gotita.

En la nube se forman también partículas de hielo que, al principio, son eléctricamente neutras. De esas partículas se desprenden cristales que son llevados por el viento atmosférico a las partes más altas de la nube; durante el camino, al frotar con otros, pierden electrones, o sea cargas negativas, y quedan electrizados positivamente.
La electrización puede realizarse también por influencia. Cuando una nube está situada en el campo de la Tierra, se carga positivamente en la cara que mira al suelo y negativamente en la cara opuesta. Si por alguna razón la nube se fragmenta en varias partes, cada una de ellas puede quedarse cargada con una sola parte de electricidad, sea positiva o negativa. De la misma manera,, si una nube cercana a la Tierra se resuelve en lluvia en la parte inferior, la electricidad positiva irá al suelo y la nube quedará cargada negativamente.

Rayos, relámpagos y truenos

Cuando dos nubes cargadas con diferente potencial se acercan, se produce una atracción entre las cargas de distinto signo en forma de chispa. Si la descarga se produce entre la nube y la Tierra, se llama rayo; si ocurre entre dos nubes se denomina relámpago. En ambos casos va acompañada de un potente ruido muy característico: el trueno. 

El rayo es una chispa blanco-brillante, de color vivísimo, que tiene una forma muy irregular, sinuosa, curvada en varios sentidos y con ramificaciones.

Rayos y relámpagos: ¿cuáles son peligrosos?

Como el relámpago es, en realidad, una descarga eléctrica entre dos nubes, no ofrece ningún peligro para los seres vivos que habitan en la superficie terrestre; en cambio, el rayo puede ser catastrófico y ocasionar incendio, muerte y destrucción. A fines del siglo XVIII, Benjamin Franklin logró, con un barrilete al que había atado una cinta de seda y una llave, conducir la electricidad a tierra durante una tormenta. Con ello probó que la electricidad era una forma de energía que se podía conducir. Así inventó el pararrayos.

Cuando se desata una fuerte tormenta no hay que colocarse debajo de los árboles u objetos puntiagudos que atraen a los rayos. Si se está en un coche, es conveniente permanecer en él por que la corriente del rayo pasa a tierra por la carrocería.

Representación del proyecto de la cometa.

¿Qué es el trueno?

El trueno se produce porque el rayo o corriente eléctrica provoca una elevación brusca de la temperatura y la consiguiente expansión del aire calentado, como si fuera una explosión o un choque.


Sonidos de truenos:

¿Por qué vemos antes el relámpago o el rayo?

Como hemos indicado, la electricidad atmosférica produce un fenómeno visible (rayo y relámpago) y otro audible (trueno). La luz se desplaza a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo, mientras que el sonido lo hace a 300 metros por segundo. Por esta gran diferencia de velocidad, el sonido del trueno llega mucho después que la luz del rayo o el resplandor del relámpago.

Beneficio de las descargas eléctricas

Una de las consecuencias beneficiosas de las descargas eléctricas es que ellas facilitan la unión de los átomos de nitrógeno, formando óxidos que caen a la tierra con la lluvia y que constituyen poderosos fertilizantes que pueden aprovechar los vegetales para su nutrición.