Qué es un rayo y cómo se forma

El rayo es uno de los fenómenos meteorológicos más espectaculares y hoy vamos a ver qué es un rayo exactamente.

Antes de empezar a meternos en harina, vamos a aclarar algunos conceptos básicos. El rayo es el resplandor de luz que vemos cuando en una tormenta se produce una descarga eléctrica. Este resplandor ya veremos más en detalle por qué ocurre, pero va siempre acompañado de un trueno.

El trueno es el compañero sonoro del rayo y uno de los mejores indicadores del poder que tiene un rayo. El trueno, como veremos, no es más que un efecto colateral del rayo que nos sirve para saber cómo de lejos está este. Pero basta de dar vueltas. Veámos ya qué es un rayo.

Qué es un rayo y cómo se forman

rayo

Para responder a qué es un rayo podemos hacerlo en dos segundos, como ya hemos hecho más arriba, o podemos centrarnos en los procesos que ocurren antes, durante y después del flash de luz que observamos. Puesto que para que se produzca una corriente eléctrica (que es lo que es un rayo) necesitamos siempre una diferencia de potencial, un voltaje; igual que ocurre entre los extremos de una pila o de una batería.

Pero aquí el proceso es diferente puesto que se parece más a cuando frotamos un globo con lana y luego éste atrae pequeños trozos de papel. Las nubes al moverse por el aire y entre ellas “se frotan” (en realidad tiene más que ver con los diminutos pedacitos de hielo y agua que contienen) y se transfieren cargas eléctricas entre ellas. Esto es lo que general la diferencia de potencial que necesitamos.

Qué es un rayo y por qué saltan de la nube a la Tierra

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La realidad es que esto no es del todo cierto puesto que ocurren numerosos rayos que saltan de una nube a otra, pero al final todos ocurren por el mismo proceso. Una vez se genera la diferencia de potencial, las cargas de la nube quieren moverse hacia las zonas de distinto potencial (aquello de cargas de distinto signo se atraen) pero no pueden porque el aire es aislante y no conduce la electricidad, es decir, no permite que las cargas eléctricas se muevan por él.

Entonces, si la diferencia de potencial es suficientemente grande se produce un fenómeno muy curioso con un nombre de esos que cuando los dices pareces un tipo que sabe de lo que habla: “La ruptura dieléctrica del aire”. Esto significa que el aire pasa de ser aislante a ser conductor y permite que las cargan lo atraviesen y salten de un punto de alto potencial a otro de menor potencial. Y aquí está la clave de la luz que vemos y de lo que es un rayo realmente.

La ruptura dieléctrica del aire o por qué saltan chispas

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El aire en estado normal no conduce la electricidad y por ello no pueden saltar la “chispa” que es el rayo. Sin embargo a medida que aumentamos el potencial entre dos objetos, estamos almacenando energía que tiene que liberarse de alguna forma, y esa forma es romper los átomos que conforman el aire. Esta ruptura es en realidad una ionización, es decir esta energía potencial es la responsable de quitar un electrón a los átomos de aire de forma que ya pueden conducir la electricidad.

Esta “ruptura dieléctrica del aire” podríamos decir que es lo que es un rayo puesto que además es el proceso responsable de la luz tan intensa que vemos. Cuando las cargas eléctricas ya han completado su recorrido nos quedan átomos ionizados que tienen a recuperar el electrón que perdieron. Al recuperarlos se produce un efecto cuántico que da lugar a un brillo característico del espectro de cada gas. Esto significa que no solo brilla el aire, sino que dependiendo de la composición del aire tendríamos rayos de un color o de otro.

… Y por todo esto un rayo es devastador

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Todo este proceso de “ruptura dieléctrica del aire” lleva además asociada una onda de choque que nosotros recibimos como sonido y que llamamos trueno. Todos estos procesos, luces y ruidos deberían ser suficientes para alertarnos de los peligros que tienen los rayos del ente destructivo que es un rayo. Pero por si no fuera suficiente, aquí van algunos datos.

Por ejemplo es importante hacer notar que la diferencia de potencial entre dos nubes o entre una nube y la Tierra es en ocasiones mayor de 1.000.000.000 voltios unos 4 millones de veces más que en el enchufe de casa. Así que claro cuando un rayo cae sobre la Tierra la cosa se pone que arde, literalmente, llegando hasta los 30.000ºC que son unas 6 veces más que en la superficie del Sol.

Así que ya sabéis no os acerquéis demasiado a los rayos que ahora ya sabemos qué es un rayo, pero eso no quiere decir que debamos medirlo y comprobar su poder con nuestro propio cuerpo.