Rayos que empiezan siendo cósmicos Rayos que empiezan siendo cósmicosRuptura del dieléctricoEfecto de los rayos cósmicosCronología del rayo Rayos y centellas. Uno de los espectáculos más impresionantes, y peligrosos, que nos ofrece la naturaleza. No hay que comprar entradas, cualquier día puede formarse una enorme tormenta sobre nuestras cabezas veces cada segundo en todo el planeta Tierra (aunque el 70% de las descargas se concentran en los trópicos, donde hay más tormentas). Paradógicamente, aunque los podamos ver desde nuestras casas, bien cerca, su origen puede encontrarse en los confines del universo. Todo empieza por la electrificación de las nubes de tormenta. Este proceso aún no se comprende completamente, pero la hipótesis más aceptada se basa en la presencia de hielo en el corazón de la nube. Fuertes corrientes ascendentes levantan pequeñas gotas de agua a grandes alturas (por eso vemos que son nubes de gran desarrollo vertical), refrigerándolas rápidamente hasta temperaturas muy por debajo del punto de congelación normal. Pero como el proceso es muy rápido, pese a estar tan frías, no se llega a producir la transición a la fase sólida: decimos que tenemos agua sobre-enfriada. En su ascenso, estas gotitas de apenas 10 micras de diámetro, colisionan con cristales de hielo (copos de nieve). Al hacerlo, una gran parte de las gotas se congelan casi instantáneamente (se produce el cambio de fase de súbita) sobre el copo de nieve. De esta forma, se forman piedras de granizo suave al rededor del cristal de nieve, que ha actuado como núcleo de condensación. Este proceso se conoce como acreción. En ocasiones, parte de la gota sobrevive y prosigue su ascenso. En el choque, debido a la fricción, se transfieren unos cuantos electrones. El incipiente granizo formado al rededor del hielo queda cargado negativamente, mientras que la gota adquiere carga positiva. Las corrientes verticales elevan las gotas positivas hasta la cima de la nube, mientras que el pesado granizo negativo se queda en la parte media y baja. De esta forma, poco a poco, se van separando las cargas dentro de la misma nube. Podemos considerar la Tierra como un gran conductor, es decir, las cargas en la superficie tienen algo de libertad de movimiento. Como la parte baja de la nube tiene cierta carga negativa, la carga de la superficie terrestre se mueve de forma que se crea otra zona de carga positiva en el suelo justo por debajo de las nubes. Esta separación de cargas crea campos eléctricos en el interior y debajo de la tormenta, típicamente entre 100 y 400 kV/m. Si las diferentes zonas de carga se pusieran en contacto, la descarga produciría una potente chispa. Pero el aire es, normalmente, muy aislante ya que no tiene cargas libres. Entonces, ¿cómo es posible que se produzcan los rayos?
Posted on: Sat, 26 Oct 2013 15:10:02 +0000
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