Viaxe ás raíces do raio

2009/05/31 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Hidrologia

Son espectaculares, sen dúbida, os raios, esas violentas luces que baixan do ceo á Terra nas tormentas. (Foto: Axel Rouvin )

Os raios adoitan producirse en tormentas violentas, chamadas embates de tronos, e este tipo de tormentas prodúcense ao crear as nubes chamadas cumulonimbos. Estas nubes presentan un aspecto vertical que se produce en condicións de alta humidade ambiental e calor do aire: a calor fai que a auga se evapore e o vapor suba e sobe á atmosfera. A medida que imos ascendendo, a temperatura ambiental é cada vez máis baixa e, nun momento dado, o vapor non ten suficiente enerxía paira seguir sendo gas e convértese nunha pinga de auga pequena. Estas son as nubes.

As pingas de auga acumuladas nas minchas permanecen suspendidas e, no caso dos cúmulos onimbos, prodúcense interaccións entre as moléculas de vapor de auga acumuladas, as pingas de auga, as pingas de xeo, etc., e friccións. Como consecuencia, os electróns das moléculas ponse a bailar e pasan dunha molécula a outra. Algo parecido ocorre cando un globo se frega contra un xersei de la, os electróns pasan dun a outro e tanto o globo como o xersei quedan cargados.

Pois mesmo nas minchas hai moléculas que adquiren carga positiva e outra negativa. Ao coller a carga, as moléculas cargadas positivamente acumúlanse na parte superior da nube e as cargadas negativamente na parte inferior.

As nubes, chamadas cumulonimbos, son os antecedentes dos raios en ambientes húmidos e cálidos. (Foto: Nicholas T. )

Esta distribución de cargas nas minchas repítese no chan. De feito, os electróns da parte inferior das nubes repelen os do chan e fanos penetrar no mesmo. Desta forma, a superficie do chan (parte superior da capa de terra) adquire una carga positiva, mentres que a parte máis profunda da terra é negativa.

E entón, o raio

Nese momento hai dúas superficies con carga oposta, e a diferenza é cada vez maior, xa que se está acumulando máis auga nas minchas, vanse acumulando choques e friccións, etc., e ao final esa tensión faise insustentable e prodúcese a descarga, o raio.

Os electróns diríxense cara á superficie terrestre paira eliminar a diferenza de carga xerada. A traxectoria dos electróns defínea o aire. De feito, cárgase o propio aire, o que facilita o paso dos electróns. Con todo, non todo o aire cárgase da mesma maneira debido ás partículas de po e outros corpos do aire. Por iso, os electróns ocupan un camiño de mínima dificultade, que nunca é una liña recta, senón en zigzag.

Distribución de cargas nas minchas e na Terra. Nestes casos é moi habitual que se produzan raios. (Foto: Nicholas T. ).

Os electróns que están a pasar calentan e expanden o aire de forma instantánea, o que produce un ruído que chamamos tronos. Con todo, aos raios e aos tronos non os percibimos simultaneamente. Isto ocorre simplemente porque a luz e o son non se moven á mesma velocidade, a luz móvese un millón de veces máis rápido que o son.

Ao moverse tan rápido os electróns, os raios teñen una duración moi reducida. Iso si, a potencia adoita ser enorme: A súa temperatura é duns 30.000 graos (cinco veces a temperatura superficial do Sol) e a súa intensidade oscila entre 5.000 e 340.000 amperios. Como non imos quedar impactados e ás veces medorentos ante este tipo de fenómenos?

Publicado en 7K.