TALLER DE TRABAJO CIENTÍFICOO-2018 TORMENTAS ELÉCTRICAS Las tormentas son fenómenos atmosféricos que se forman cuando en la atmósfera tiene lugar una fuerte corriente de aire ascendente. Cuando el aire de la superficie caliente asciende, se topa con capas de aire más frío en altitud y se condensa formando nubes (cumulonimbus) de gran desarrollo vertical. Están asociados a otros fenómenos como la lluvia, hielo, granizo, electricidad, nieve o vientos fuertes que pueden transportar partículas en suspensión como la tormenta de arena o incluso pequeños objetos o seres vivos. Por lo general son eventos meteorológicos que duran poco tiempo: más o menos 20 minutos son 1 hora como mucho y afectan solamente a una zona específica. Estas tormentas tienen lugar más frecuentemente en lugares donde las temperaturas son más bajas o templadas. El record mundial de la zona donde hay más tormentas al año se lo lleva la isla de java con más de 225 días de tormentas y rayos al año. Uno de los fenómenos que tiene lugar durante la tormenta son los rayos. Los rayos no son más que cortas descargas de electricidad que tienen lugar en el interior de la nube, entre nube y nube o desde una nube hasta un punto el suelo. Los rayos son capaces de propagarse a unos 15.000 kilómetros por hora y medir de largo cerca un kilómetro. Se han podido registrar en tormentas muy grades hasta rayos de cinco kilómetros de longitud. Los rayos pueden causar los siguientes efectos: Efectos sobre el ser humano de un rayo por impacto directo: Cuando un rayo impacta directamente sobre una persona se pueden originar dos efectos: En el primero, la descarga eléctrica de varios kiloamperios de intensidad se produce a través del cuerpo, por su interior. En el segundo, la mayor parte de la corriente se transmite externamente mediante un arco voltaico que se produce entre la cabeza y el suelo. El primero de los casos es el más peligroso pues la alta intensidad de corriente que atraviesa el cuerpo, puede producir graves quemaduras internas además de diversos efectos de índole eléctrica o química que sobre los tejidos, músculos y sistema nervioso se producen dando lugar en muchos casos a una parada cardiorrespiratoria. La probabilidad de sobrevivir a una descarga de este tipo es del orden del 15%. El segundo de los casos la corriente que atraviesa el cuerpo no produce quemaduras internas, pues la corriente pasa por la superficie del cuerpo, aunque si externas. La probabilidad de sobrevivir a una descarga de este segundo tipo es del orden del 55%. Efectos sobre el ser humano de un rayo por impacto indirecto: Cuando un rayo impacta sobre la superficie terrestre, se produce una diferencia de potencial de carácter radial sobre la misma, proporcional a la resistividad del terreno y a la intensidad de la descarga. De esta forma se produce una diferencia de potencial entre las distintas partes del cuerpo en contacto con el suelo (pies) y consecuentemente una corriente eléctrica fluye a través el cuerpo. No obstante, los valores de la corriente eléctrica y su duración para un rayo que impacta a 10 metros no implican en general un gran peligro para el individuo. Evidentemente, si una persona esta tumbada el riesgo de sufrir algún daño es mayor. No ocurre lo mismo en el caso de animales cuadrúpedos y los eventuales jinetes que los montan. La distancia entre sus miembros inferiores es lo suficientemente grande como para que los efectos de la corriente eléctrica sean fatales para ambos. Por otro lado tenemos un trueno. El trueno es la explosión que provoca la descarga eléctrica que es capaz de retumbar durante mucho tiempo a causa de los ecos que se forman entre las nubes, el suelo y las montañas. Mientras más grandes y densas sean las nubes, mayor es el eco que se producen entre ellas. Debido a que el rayo se propaga más deprisa por la velocidad de la luz, vemos el rayo antes de oír los truenos. Sin embargo, esto ocurre simultáneamente. El proceso de formación de una tormenta eléctrica consta de tres fases principales: Fase de desarrollo: El aire cálido y húmedo de las capas inferiores de la atmósfera asciende y como consecuencia de este ascenso se enfría y condensa dando lugar a la formación de una nube llamada cúmulo. El ascenso del aire puede originarse debido a un forzamiento orográfico o bien por condiciones de inestabilidad en la atmósfera. Esto es, el aire ascendente, se encuentra con capas de la atmósfera cuya densidad es mayor, es decir el aire es más frío. Si el proceso de alimentación de las corrientes ascendentes continua, la nube sigue su crecimiento y comienza la formación de cristales de hielo al alcanzar el nivel cuya temperatura es de 0 ºC. En esta fase, la nube puede crecer hasta alcanzar la tropopausa a más de 10 km de altura. En este estado, la nube recibe el nombre de cumulonimbo, se producen las primeras precipitaciones y aparecen las primeras descargas eléctricas entre distintas zonas de la nube (relámpagos) Fase de madurez: En esta fase el cumulonimbo llega a su máximo desarrollo. Su cima se expande horizontalmente en forma de yunque al llegar a la tropopausa. Se producen precipitaciones de lluvia, nieve o granizo acompañadas de fuertes corrientes descendentes que progresivamente van destruyendo las corrientes ascendentes iniciales. En este estado se producen las primeras descargas eléctricas o rayos desde la nube hasta la tierra Fase de disipación: En la fase de disipación las corrientes descendentes interrumpen el proceso de alimentación del cumulonimbo y este tiende a desintegrarse al mismo tiempo que las precipitaciones, descargas eléctricas y ráfagas de viento disminuyen progresivamente. El tiempo en que se desarrolla todo el proceso se sitúa en torno a las dos horas. El tamaño de una célula tormentosa de estas características se encuentra entre 1 y 10 km de diámetro.
