Aula abierta

Los etruscos, que tuvieron su momento de esplendor en el siglo VII A.C., fueron los primeros que buscaron una explicación racional al rayo. Para ellos, era causado por el choque entre las nubes. Posteriormente, en la Grecia clásica, sabios como Aristóteles o Anaxágoras le otorgaron una naturaleza ígnea; es decir, formado todo él por el fuego, que era uno de los cuatro elementos básicos. Estas ideas apenas evolucionaron en los siglos siguientes.

En la Edad Media, era habitual entre la gente encomendarse a algunos santos, como la popular Santa Bárbara, para protegerse de las tormentas. También se inició la costumbre de “tocar a nublo” para ahuyentarlas; una costumbre muy arraigada en el mundo rural hasta bien entrado el siglo XIX, consistente en dar varios toques de campanas desde las iglesias. No sería hasta mediados del siglo XVIII cuando, de la mano de Benjamín Franklin, se empezó a comprender la naturaleza eléctrica del rayo.

El proceso que da lugar a un rayo en la atmósfera es bastante complejo, ya que entran en juego muchos factores. Lo primero que hay que saber es que un rayo no es más que una gigantesca descarga eléctrica en la que se desplaza una enorme cantidad de cargas. Dicho desplazamiento puede producirse desde el cumulonimbo –la nube de tormenta– hasta el suelo, o bien en el seno de la propia célula tormentosa –lo que percibimos como el resplandor del relámpago–, entre dos de esas nubes –descarga nube-nube– o entre la nube y una zona de cielo despejado. La mayoría de las descargas eléctricas que se generan en una tormenta no alcanzan la superficie terrestre.

Las fortísimas corrientes de aire verticales que tienen lugar en el interior de los cumulonimbos, separan de forma muy efectiva las cargas positivas de las negativas dentro de la nube, lo que provoca a su vez que se vaya estableciendo una enorme diferencia de potencial (estaríamos hablando de varias decenas de millones de voltios) dentro de la propia nube y entre la base de la nube y el suelo. La acumulación de cargas en la base es tal que convierte al aire en un extraordinario conductor de la electricidad y comienza a establecerse un canal de comunicación hacia abajo, que es el que recorrerá el rayo en una fracción de segundo hasta impactar violentamente contra el suelo.

El sonido del trueno es debido a la expansión del aire generada al paso del rayo. El calor producido por la descarga eléctrica calienta el aire circundante de forma extraordinaria, alcanzándose hasta los 50.000 ºC en milésimas de segundo. El proceso es tan rápido que el aire aumenta hasta en un factor 100 su presión normal, generando una onda expansiva que es la que da lugar al ruido característico del trueno. Se puede entender el proceso como si el rayo literalmente rompiera el aire a su paso.

En electricidad atmosférica, el sistema tierra-atmósfera es considerado como un gran condensador –el llamado condensador telúrico–, con una cantidad constante de carga y cuyo estado natural es el equilibrio electrostático. Las acumulaciones de carga que de forma natural tienden a formarse o bien en los cumulonimbos o bien en distintos lugares de la superficie terrestre, terminan provocando las descargas eléctricas, que serían los mecanismos encargados de redistribuir la carga y alcanzar el equilibrio al que hacíamos referencia.

En este preciso instante, tenemos aproximadamente 2.000 tormentas descargando rayos en la Tierra. Por término medio, tienen lugar al año entre 16 y 17 millones de tormentas, de donde se deduce que cada día tenemos unas 44.000. Pues bien, las 44.000 tormentas diarias dan lugar a unos 8.600.000 rayos. Esto es lo mismo que decir que en un solo segundo están cayendo en la Tierra del orden de 100 rayos.


© José Miguel Viñas

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