Cazando raios en Euskadi
2012/03/01 López Herrera, Javier - Euskalmet, Euskal Meteorologia AgentziaTecnalia, Meteo Unitatea Iturria: Elhuyar aldizkaria
Terribles, espectaculares, os raios sempre crearon admiración humana. Nas relixións de todas as culturas aparecen os deuses relacionados cos raios: Zeus, Thor, e aquí, en Euskadi, Maju e Mari. As explicacións dos raios sempre estiveron entre o mito e a realidade. Con todo, a partir de certa época a ciencia comezou a imporse.
Todos ouvimos falar dos experimentos de Franklin. Pero non foi o XVIII. O único que traballou neste campo no século XX. A verdade é que as primeiras teorías desenvolvidas sobre os raios na mesma época e en diferentes lugares non tiñan nada en común. No entanto, o XVIII. A partir de mediados do século XIX este campo de investigación expandiuse enormemente. Grazas ás novas teorías físicas do século XX, comezou a desentrañar a verdade dos raios, que eran un fenómeno electromagnético.
XIX. No século XVIII prodúcense avances no campo da física. As investigacións sobre electromagnetismo foron moi importantes ao longo deste século e podemos lembrar os nomes de científicos coñecidos neste campo como Faraday e Maxwell.
A finais deste século, a investigación dos raios cobrou forza nos servizos meteorolóxicos, por unha banda, polo seu interese meteorolóxico e, por outro, polo aproveitamento do negocio dos sistemas de protección dos bens fronte ao raio. Había redes de observatorios meteorolóxicos que comezaron a realizar as primeiras medicións utilizando instrumentos básicos como cometas.
XX. No século XIX comezan a aparecer sistemas de detección de raios que permitiron coñecer cada vez mellor as características deste fenómeno. Actualmente as redes de sensores están repartidas por todo o mundo. Utilízanse diferentes técnicas paira detectar, localizar e medir as súas características físicas. O coñecemento sobre as tormentas mellorou moito e a protección de persoas e bens segue sendo un tema de actualidade.
Como se producen os raios?
Os raios son correntes eléctricas xeradas polo movemento dos electróns. Cando se crea una nube de tormenta, as partículas que hai no seu interior chocan entre si. Desta forma, as cargas repártense. É dicir, algunhas partículas quedan con carga positiva (iones positivos) e outras partículas cargan negativamente (iones negativos). En xeral, podemos dicir que as partículas que reciben carga negativa quedan na parte inferior da nube e os iones positivos na parte superior.
Do mesmo xeito que en física, as partículas de carga oposta atráense. Desta forma xérase una forza de atracción entre a carga negativa acumulada na parte inferior da nube e a carga positiva do chan. Este sistema (carga negativa arriba, carga positiva abaixo e aire neutro na parte central) denomínase dipolo. Cando aparece un sistema deste tipo xérase una diferenza de potencial ou tensión (como ocorre nunha pila).
Cando esta diferenza é moi grande, os electróns arriba situados comezan a moverse cara abaixo. Cando están preto da terra, as cargas positivas comezan a subir e, cando se produce o contacto, ocorre o que coñecemos como raio.
Aquí hai que destacar una diferenza entre o trono, o raio e o raio. A luz que vemos é o lóstrego; o trono, o son que se ouve; e o raio, a descarga eléctrica completa.
O raio das nubes á terra é o máis común, aínda que se poden facer distintas clasificacións. Por exemplo, dependendo do lugar onde se produzan, os raios poden ser entre nubes ou desde nubes até terra. Os primeiros desprázanse (ou dentro de una nube) dunha nube a outra, sempre entre os núcleos de cargas positivas e negativas. As segundas, ao acabar no chan, poden ser daniñas pola avaría dos sistemas electrónicos e polos danos nos edificios ou accidentes graves paira os humanos.
Tamén se pode facer una clasificación segundo a polaridad, é dicir, tendo en conta que os raios son positivos ou negativos. Esta clasificación realízase atendendo ao movemento de cargas negativas. Se a carga negativa vai desde a nube ao chan, o raio é negativo. Se se move da terra á nube é positivo. Isto é pouco frecuente, pero pode ocorrer se a polaridad da nube está investida.
Os raios da nube á terra pódense incluír noutra clasificación: se o primeiro movemento de carga prodúcese de arriba abaixo, o raio é descendente; e si é de abaixo cara arriba, é ascendente.
Por todo iso, os raios da nube á terra poden ser de catro tipos: negativo á baixa (o máis habitual) [Rakov e Uman], positivo á baixa, negativo á alza e positivo á alza.
Hai que mencionar que os raios ascendentes son habituais nas torres e edificios altos, e aquí, en Euskadi, ocorren, sobre todo nas torres situadas nos montes.
Como medimos e colocamos os raios?
Como se detecta un fenómeno tan rápido? Ás veces nin podemos velos e só ouvimos os tronos que deles se derivan, pero XX. A principios do século XX déronse conta de que cando se producía una tormenta escoitábase un ruído nas radios ao producirse un raio.
Cando se produce a descarga eléctrica do raio xérase una emisión de radiofrecuencia. Así, utilízase una antena paira detectar este sinal de radiofrecuencia. Una vez recibida o sinal, mídese a súa intensidade coa duración da mesma. Por tanto, un sensor detectará e medirá un raio, pero paira colocalo ben é necesario máis dun sensor.
Nunha rede de sensores, o sinal dun raio chega case simultaneamente a todos os sensores, xa que viaxa á velocidade da luz (case 300.000 km/s). Por iso, estes sensores deben ser sincronizados cun GPS, xa que as medicións deben realizarse cunha precisión de millóns de segundos. Cando os sensores recollen e procesan os datos, envían toda a información a un computador paira o seu procesamiento, onde se calcula a triangulación paira localizar cada raio.
Raios en Euskadi
Euskalmet utiliza tres redes de sensores paira medir e localizar os raios. As tecnoloxías utilizadas paira detectar os raios dependen da frecuencia coa que se detectan. Na banda VHF (very high frequency ou frecuencia moi alta) mídense principalmente as fontes de radiación de raios entre nubes; na banda LF (low frequency ou baixa frecuencia) mídense as descargas de nubes a terra; e na banda VLF (very low frequency ou frecuencia moi baixa) mídense os raios de ambos os tipos e colócanse. Os datos destas redes permiten visualizar as fases de tormenta en tempo real. En Euskalmet, os datos dos raios recóllense cunha demora máxima de 15 segundos e represéntanse inmediatamente paira o seu uso por parte dos monitores de meteorología.
Ademais, os datos dos raios gárdanse paira investigar despois as tormentas. En canto á cantidade detectada nas épocas de calor dos últimos tres anos (maio a setembro), foi similar en 2009 a 2011, pero o período de 2010 foi curioso xa que houbo moi poucas tormentas e raios. A rede de Euskalmet mediu entre maio e setembro en 2009 uns 8.500 raios e en 2011 uns 9.750. En 2010, con todo, alcanzou os 3.700.
Segundo o visto durante estes anos, podemos dicir que se producen principalmente nas liñas de montaña e nas costas. Por outra banda, na rexión na que vivimos (nestas latitudes), tendo en conta a nosa orografía e clima, o número de raios que tiveramos o ano pasado é normal.
Con todo, os raios non só se producen na época de calor, aínda que a maioría concéntrase nesta época. Tamén se producen no outono e inverno. Ademais, as tormentas invernais teñen características especiais. Poden producirse máis raios positivos e as nubes de tormenta atópanse moito máis baixas. Como consecuencia, os raios ascendentes que se producen desde as torres poden ser máis frecuentes, como ocorreu na torre do radar de Capildui de Euskalmet [López et ao . ].
Con todo, os raios non son só espectaculares, senón tamén perigosos. O pasado 31 de agosto produciuse un accidente no bosque de Oma. Durante unha tormenta, un raio feriu a dous visitantes. Ao estar mollados, pasóuselles a corrente eléctrica pola pel e queimóuselles na pel. Ademais, un perdeu o coñecemento e faltou a memoria. Con todo, se estiveron secos, a corrente eléctrica pasaría por dentro e as feridas serían moito máis graves.
Euskalmet estudou o caso e descubriu que o raio afectou a dúas árbores no bosque. Os visitantes atopábanse baixo unha árbore seca, o raio golpeou a punta e a corrente descendeu polo tronco seco até atopar os seus corpos mollados. Entón a corrente saltou e caeu pola superficie dos feridos.
Estes accidentes son pouco frecuentes, pero poden ocorrer e deben seguirse os consellos de seguridade: cando os servizos meteorolóxicos indican a probabilidade de tormenta, deben evitarse os bosques e as zonas rurais abertas, non protexerse baixo unha árbore illada e, si é posible, introducirse nun coche cos despachos de billetes pechados. Cando estamos nun campo illado (e cando os raios están moi preto) e non hai sitio paira protexelo, a mellor opción é polo en crequenas.
Paira saber se una tormenta achégase ou se afasta temos que contar os segundos entre o raio e o trono. Cantos máis segundos, máis lonxe estará a tormenta. Tendo en conta a velocidade do son (340 m/s), se transcorren 10 segundos entre o raio e o trono, podemos dicir que a tormenta está a máis de 3 km, distancia suficiente paira estar seguro.
Euskalmet continuará coidando e mellorando as redes de detección de raios e comezou a utilizar novos sistemas paira comprender mellor este fenómeno físico: campos eléctricos medidores e sensores de medida das correntes que pasan polas torres polos raios.
Con este traballo coñeceremos cada vez mellor os raios e as características das tormentas que se producen en Euskadi.
BIBLIOGRAFÍA
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
