Los rayos en una tormenta eléctrica se forman debido a la separación de cargas eléctricas dentro de las nubes de tormenta y entre las nubes y la Tierra. Este fenómeno es el resultado de procesos atmosféricos complejos que involucran la interacción de partículas de hielo, agua y aire. A continuación, se describen los pasos clave en la formación de rayos.
Paso 1: Separación de cargas en la nube
Durante una tormenta, las corrientes ascendentes de aire cálido y húmedo se mezclan con corrientes descendentes de aire frío. Esta interacción provoca la formación de partículas de hielo y gotas de agua en la nube. Las partículas de hielo más grandes tienden a caer hacia la parte inferior de la nube, mientras que las gotas de agua más ligeras se elevan hacia la parte superior. A medida que las partículas de hielo chocan con las gotas de agua, se produce una transferencia de electrones.
Este proceso, conocido como “proceso de inducción no inductiva”, lleva a la separación de cargas dentro de la nube. La parte superior de la nube se vuelve cargada positivamente, mientras que la parte inferior se vuelve cargada negativamente.
Paso 2: Generación de un campo eléctrico
La separación de cargas dentro de la nube crea un campo eléctrico entre las regiones cargadas positiva y negativamente. Este campo eléctrico también afecta a la Tierra, induciendo una carga positiva en la superficie terrestre. A medida que la diferencia de potencial entre la nube y la Tierra aumenta, se genera una tensión eléctrica en el aire entre ellos.
Paso 3: Ionización del aire
Cuando la tensión eléctrica en el aire alcanza un cierto umbral, el aire se ioniza y se convierte en un conductor eléctrico en forma de un “canal ionizado” o “camino de baja resistencia”. Este proceso se llama “ruptura dieléctrica” y es el punto en el que se inicia la formación de un rayo.
Paso 4: Desarrollo del líder escalonado
Un rayo comienza con una descarga inicial llamada “líder escalonado”, que es un canal de plasma cargado negativamente que se extiende desde la base de la nube hacia el suelo. El líder escalonado avanza en incrementos de aproximadamente 50 metros, pausando brevemente entre cada paso mientras acumula más carga.
Paso 5: Formación del trazador ascendente
A medida que el líder escalonado se acerca al suelo, el campo eléctrico en la superficie terrestre se intensifica. Esto induce la formación de un “trazador ascendente”, que es un canal de plasma cargado positivamente que se origina en un objeto en la superficie (como un árbol o un edificio) y se eleva hacia el líder escalonado.
Paso 6: Conexión y descarga del rayo
Cuando el líder escalonado y el trazador ascendente se encuentran, se establece un canal conductor completo entre la nube y la Tierra. Esto permite que fluya una corriente eléctrica masiva, conocida como “corriente de retorno”, a lo largo del canal en un proceso llamado “descarga del rayo”. Esta corriente de retorno es lo que vemos como un destello brillante de luz en un rayo y es responsable de la mayoría de los efectos dañinos asociados con los rayos, como incendios e impactos eléctricos.
En resumen, los rayos en una tormenta eléctrica se forman a través de un proceso complejo que involucra la separación de cargas en las nubes, la generación de un campo eléctrico, la ionización del aire y la interacción de líderes escalonados y trazadores ascendentes. Estos fenómenos son el resultado de la interacción dinámica de partículas de hielo, agua y aire en la atmósfera durante una tormenta.
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Carlos Hernández
