7/24/2019 Formacin de Tormentas Elctricas Lectura

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Formacin de Tormentas Elctricas

La mayora de las tormentas elctricasse forman por un ciclo de tres etapas:

etapa cumulus, etapa madura, y etapa de disipacin.

Etapa Cumulus

El solcalienta la superficie de la Tierradurante el da. El calorde la superficie

calienta el aire cercano. Como el aire caliente es ms ligero que aire fresco,

comienza a elearse !conocido como corriente ascendente". #i el aire es

$%medo, entonces el aire caliente se condensaen una nu&ecumulus.

La nu&econtinuar creciendo mientras $aya aire clido ascendiendo.

Etapa Madura

Cuando la nu&e cumulus se $ace muy grande, el aguaen ella se $ace muy

pesada. 'otas de lluia comienzan a caer por la nu&e cuando el aire

ascendente ya no puede sostenerlas. (ientras, aire fro comienza a entrar en la

nu&e. Como el aire fro es ms pesado que el aire caliente, comienza adescender en la nu&e !conocido como corriente descendente". La corriente

descendente arrastra la pesada agua $acia a&a)o, proocando lluia.

Esta nu&e se $a conertido en una nu&e cumulonim&usporque tiene una

corriente ascendente, una corriente descendente, y lluia. Comienzan a

ocurrir truenos y rayos, )unto a fuerte lluia. La cumulonim&us es a$ora una

celda de tormenta.

Etapa de Disipacin

*espus de unos + minutos, la tormentacomienza a disiparse. Esto ocurrecuando la corriente descendente empieza a dominar so&re la ascendente.

Como el aire caliente ya no puede elearse, no se pueden formar ms gotas de

lluias. La tormenta desaparece con una lluia d&il mientras las nu&es

desaparecen de a&a)o $acia arri&a.

El proceso completo demora cerca de una $ora para tormentas ordinarias.

Tormentas superceldasson muc$o mayores y ms poderosas, y duran arias

$oras.

http://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/sun/sun.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Interior_Structure/surface.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/temperature.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Water/condensation.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/clouds/cumulus.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/cloud.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/water.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/clouds/cumulonimbus.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm/tstorm_lightning.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm/severe.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/sun/sun.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Interior_Structure/surface.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/temperature.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Water/condensation.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/clouds/cumulus.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/cloud.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/water.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/clouds/cumulonimbus.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm/tstorm_lightning.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm/severe.html&lang=sphttp://www.windows2universe.org/earth/Atmosphere/tstorm.html&lang=sp

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Nubes de

condensacin

E-iste la leyenda ur&anade que las nu&es son apor de agua que flota por elaire, pero en realidad una nu&e es la acumulacin de pequesimas partculas

de agua y, a eces, $ielo en suspensin en el aire, de color &lanquecina y

apariencia algodonosa.

Cuando el apor de agua que contiene el aire asciende, llega un momento en

que alcanza zonas de menor temperatura y condensa, mediante losllamados

ncleos de condensacin. /l condensarse se forman gotitas de agua

min%sculas, que dan lugar a la nu&e. *ic$as gotas an creciendo

constantemente, $asta que llega un momento en que caen a la Tierra en formade lluia o niee, seg%n la temperatura.

En la atmsfera siempre $ay gran cantidad de n%cleos de condensacin, so&re

los cuales las molculas de agua condensan, formando diminutas gotas de

agua. Los principales ncleos de condensacin,son los siguientes:

0%cleos $igroscpicos, que tienen una gran afinidad por el agua. Entre

stos estn las partculas de sal suspendidas en el aire, a causa del olea)e

y rompiente de las costas y cuyo dimetro a de una centsima de

micrn $asta 1 micrones !1 micrn o micrmetro 2 1 3m 2 , 1

m 2 145m".

Las pequesimas gotas de cido ntrico presentes en todo momento en

el aire y cuyo dimetro es inferior a una dcima de micrn. Estas gotas

de cido ntrico se de&en a la com&inacin de nitrgeno, o-geno y

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apor de agua, a altas temperaturas, condiciones que se producen en los

incendios forestales y las tormentas elctricas, as comola propia

contaminacin am&iental, procedente de los com&usti&les fsiles.

Los sulfatos que se producen en el aire de&ido a la com&ustin

deproductosricos en azufre. /s, por e)emplo, cuando se quemacar&n, adems del C67, tam&in se desprende #67, el cual al

reaccionar con el o-geno del aire, el apor de agua, se trasforma en

cido sulf%rico, proceso que es acelerado por la luz solar. Tam&in se

forman en la com&ustin de los com&usti&les fsiles

8artculas de polo y polen, que son leantados por el iento. Las

partculas cuyos dimetros estn entre 1 y 7 micrones o mayores,

caen de nueoa la Tierra, de&ido a su peso, pero las ms pequeas

flotan en el aire y pueden ser trasportadas a grandes altitudes y grandes

distancias.

Las cenizas de las erupciones olcnicas, que no son demasiado

a&undantes. Las partculas de cenizas ms pequeas quedan

suspendidas en la atmsfera y son trasladadas muy le)os del lugar de la

erupcin por las fuertes corrientes de aire.

La condensacin del apor de agua contenidoen el aire, en los citados

n%cleos, se produce cuando se alcanza el llamado punto de roco, que depende

del grado de $umedad, de la presin y de la temperatura del aire. 9asta que no

se alcanza una $umedad relatia del 1, las gotas formadas tienden a

eaporarse, como cualquier lquido. 8ero una ez alcanzado ese grado de

$umedad, las gotas aumentan muy rpidamente de tamao. / medida que las

gotas se $acen ms grandes tienden a caer a Tierra, atradas por la fuerza

graitatoria. Esto sucede cuando alcanzan un tamao apro-imado de 7,; mm

de dimetro.

Las nu&es, por tanto, son con)untos enormes de pequesimas gotitas de agua

y, a eces, tam&in de cristales de $ielo. Las nu&es formadas presentan

ariados colores, aspectos y dimensiones, seg%n la altitud dondese forman ylas caractersticas de la condensacin. El tamao de las gotas de agua de una

nu&e a desde unos pocos micrones $asta unos 1 micrones. /l principio, las

gotas son casi esfricas, pero cuando crecen adquieren la forma tpica de pera

y cuando ya no pueden sostenerse en la atmsfera inicia su cada a la Tierra en

forma de lluia o niee, dependiendo de la temperatura.

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8or tanto, dado que las nu&es estn formadas principalmente por diminutas

gotitas de agua y, a eces, $ielo, sustancias stas que son inodoras, podemos

afirmar con rigor que las nu&es no $uelen, pese a que contienen n%cleos de

condensacin, en una proporcin min%scula, que s $uelen !sal, gotas de cido

ntrico, sulfatos, partculas de polo y polen y cenizas".

Mecanismos de generacin y separacin de carga

El proceso que da lugar a la electrificacin de la nu&e no es otro que los

c$oques o la friccin que se produce en el seno de la clula tormentosa cuando

colisionan entre s los cristales de $ielo y elgranizo en presencia de gotitas

de agua su&fundida !gotitas de agua que permanecen sin congelarse a menos

de

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nu&e y el negatio en la parte inferior. Este es el modelo llamado dipolo

tormentoso.

Com%nmente se o&sera que en la misma &ase de la nu&e e-iste una pequea

regin de carga positia originada por la precipitacin en forma de granizo,

que a estos nieles se $alla cargado positiamente. Este es el llamado modelo

de tripolo tormentoso. En la realidad el n%mero de regiones de carga dentro de

una nu&e puede ser superior a tres y tener una estructura muy comple)a.Como

consecuencia de este proceso de generacin y separacin de carga dentro de la

nu&e, se inducen grandes diferencias de potencial elctrico, tanto en el interior

de la misma nu&e como entre la nu&e y la superficie de la tierra la cual, por

induccin elctrica, aparece cargada positiamente. En irtud de estas

diferencias de potencial se originan en las tormentas los rayos y los

relmpagos@ pero, Acmo se producen e-actamente estas descargas elctricasB

El rayo

Comencemos por definir el rayo como la descarga elctrica que se produce

entre una nu&e y la superficie terrestre, para as diferenciarlo de otros tipos de

descargas, como las descargas nu&e a nu&e o nu&e a aire, llamadas

relmpagos, o &ien las descargas nu&e ionosfera, descu&iertas recientementeque son llamadas espritus y duendes.

Gnesis del rayoEn condiciones de &uen tiempo, se o&sera que en la atmsfera li&re el campo

elctrico es del orden de 17; oltios metro. Esto es la diferencia de potencial

que e-iste entre la superficie terrestre y una altitud de 1 metros es de unos

17;. oltios. Este campo elctrico se de&e a que la superficie terrestre est

cargada en su con)unto negatiamente y la parte inferior de la ionosfera

positiamente, a modo de un condensador esfrico.

Cuando se apro-ima una tormenta esta situacin cam&ia nota&lemente. La

tormenta cargada negatiamente en su &ase induce una carga positia so&re la

superficie terrestre y el campo elctrico aumenta de alor $asta alores del

orden de 1. oltios metros.

Esto es, una diferencia de potencial entre el suelo y la nu&e del orden de +

millones de oltios.

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Fase preparatoria

Dna ez que en el seno de una nu&e tormentosa se produce la suficiente

acumulacin de carga elctrica, el campo elctrico dentro de la nu&e puede ser

lo suficientemente intenso, del orden de 1. oltios metros, como para

que el aire, material dielctrico que no conduce la electricidad, se conierta en

conductor elctrico.En estas condiciones puede producirse, en un proceso no del todo conocido,

una c$ispa. 8artiendo de esta c$ispa, las cargas elctricas de la nu&e

aceleradas por el intenso campo elctrico presente, an a&riendo en el aire un

estrec$o canal que a progresando de forma escalonada apareciendo m%ltiples

ramificaciones que progresan independientemente $acia a&a)o, definiendo as

la forma del rayo. Este c$orro inico en progresin se denomina descarga lder

o gua y es una especie de descarga d&il o preia al rayo cuya intensidad se

sit%a entre 1 y 1 amperios.

Fase principal

Transcurrido un tiempo de unos 7mseg, el e-tremo de la descarga lder se

apro-ima a unos 1 metros del suelo. Como consecuencia del intenso campo

elctrico que se esta&lece entre el e-tremo del canal a&ierto por esta descarga

gua y la superficie terrestre, desde las irregularidades del terreno u o&)etos

puntiagudos comienza una descarga ascendente que aca&a por conectar con la

descarga gua. En ese momento la nu&e queda al mismo potencial que la tierra

y se produce una intensa descarga denominada descarga de retorno, que sepropaga de forma continua $acia la nu&e. La intensidad de la descarga es del

orden de + ?iloamperios y en este proceso se transfiriere a tierra la carga de

la nu&e.

La temperatura del canal por el que se transfiere la carga, de apenas unos

centmetros de dimetro, llega a alcanzar temperaturas de +.

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de forma continua y sin ramificaciones a una gran elocidad. Cuando el lder

dardo est pr-imo al suelo se produce desde aqu una segunda descarga de

retorno. Este proceso puede repetirse un numero de eces superior a 1; y en

un corto interalo de tiempo, denominndose a este tipo de descarga como

descarga m%ltiple, es decir cada rayo se compone realmente de arios rayos

sucesios.

La duracin tpica de todo el fenmeno e-puesto, o sea del proceso de

descarga de un rayo, es de ,7 segundos, tiempo durante el cual se transfieren

del orden de + culom&ios de carga y se li&era una energa del orden de 11

)ulios !el equialente a una &om&illa encendida durante un ao". La energa

li&erada por un rayo no es en s misma muy eleada, sin em&argo al ocurrir en

una fraccin de segundo su potencia es considera&le.

La diferencia de tiempo que transcurre entre el resplandor del rayo y el sonido

o trueno que se escuc$a, nos da informacin de la distancia a que $a

impactado el rayo, tan solo multiplicando el numero de segundos transcurridos

por la elocidad del sonido, o sea 1 ?m cada tres segundos.

/$ora &ien e-isten dos clases de: los rayos negatios, los ms $a&ituales, que

llean carga negatia a tierra y cuya gnesis aca&amos de descri&ir, y los rayos

positios. Estos %ltimos se producen cuando la descarga entre nu&e y tierra

llea carga positia. #on menos frecuentes alcanzando normalmente el 1

del total de las descargas, pero en general son muc$o ms intensos, con

intensidades del orden de 7 ?iloamperios y ms dainos.*iariamente se producen en todo el planeta unas tormentas y un

numero de rayos estimado de >.5., unos 1 por segundo, de lo que se

deduce una densidad media anual de rayos para todo el planeta de 5 rayos

?m7.ao

0o o&stante la distri&ucin de tormentas so&re la superficie terrestre no es

uniforme, as e-iste una aria&ilidad espacial que a su ez esta condicionada

temporalmente &ien por la ariacin diaria y estacional de la irradiacin solar,

o &ien de&ido a fenmenos de orden climtico, como las ariaciones en la

circulacin ocenica !El 0io", que )uegan un papel importante en ladistri&ucin de las tormentas.

Daos producidos por el rayo y medidas de proteccin

La energa y carga li&erada por el rayo se produce en una fraccin de segundo,

con consecuencias en ocasiones altamente destructias y que en las personas

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ocasiona daos importantes. Como norma general el + de los impactos por

rayo resultan ser mortales y de)a secuelas en el F; de los superiientes.

/nualmente se producen en Espaa del orden de .5 fulminados por el rayo

cada milln de $a&itantes. Este alor es dos eces superior al registrado en los

Estados Dnidos, donde de entre los fallecimientos de&idos a fenmenos

meteorolgicos, los causados por el rayo !7F" superan a los causados por

tornados!7+" y $uracanes !>".

8or otro lado el n%mero de $eridos por este fenmeno se estima en cinco eces

superior al de las muertes registradas. Este numero de muertes es la cuarta

parte de las acaecidas, en las dcadas de los aos y ; como consecuencia,

principalmente, del moimiento de la po&lacin desde los campos $acia las

ciudades. 0o o&stante, de&emos tener en cuenta que, con aumento de las

actiidades al aire li&re !golf, montaa, etc.", se $a constatado un aumento de

los accidentes de&ido al rayo en los %ltimos aos.

Dn rayo puede afectar a una persona &ien impactando directamente so&re ella

o &ien en su cercana. Las lesiones que de)a un rayo son de distinta ndole

incluyendo: lesiones neurolgicas y psquicas, lesiones cardioasculares y

pulmonares, quemaduras, lesiones traumticas y lesiones sensoriales

Gmpacto directo

Cuando un rayo impacta directamente so&re una persona ca&e distinguir dos

efectos:

En el primero, la descarga elctrica de arios ?iloamperios de intensidad se

produce a tras del cuerpo, por su interior.

En el segundo, la mayor parte de la corriente se transmite e-ternamente

mediante un arco oltaico que se produce entre la ca&eza y el suelo.

El primero de los casos es el ms peligroso pues la alta intensidad de corriente

que atraiesa el cuerpo, puede producir graesquemaduras internas adems de

diersos efectos de ndole elctrica o qumica que so&re los te)idos, m%sculos

y sistema nerioso se producen dando lugar en muc$os casos a una parada

cardiorrespiratoria. La pro&a&ilidad de so&reiir a una descarga de este tipo

es del orden del 1;.

El segundo de los casos la corriente que atraiesa el cuerpo no

produce quemaduras internas, pues la corriente pasa por la superficie del

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cuerpo, aunque si e-ternas. La pro&a&ilidad de so&reiir a una descarga de

este segundo tipo es del orden del ;;.

*escarga por diferencia de potencial en tierra en impacto pr-imo

Cuando un rayo impacta so&re la superficie terrestre, se produce

una diferencia de potencial de carcter radial so&re la misma, proporcional a laresistiidad del terreno y a la intensidad de la descarga. *e esta forma se

produce una diferencia de potencial entre las distintas partes del cuerpo en

contacto con el suelo !pies" y consecuentemente una corriente elctrica fluye a

tras el cuerpo. 0o o&stante, los alores de la corriente elctrica y su

duracin para un rayo que impacta a 1 metros no implican en general un gran

peligro para el indiiduo. Eidentemente, si una persona esta tum&ada el

riesgo de sufrir alg%n dao es mayor.

0o ocurre lo mismo en el caso de animales cuadr%pedos y los eentuales

)inetes que los montan. La distancia entre sus miem&ros inferiores es lo

suficientemente grande como para que los efectos de la corriente elctrica

sean fatales para am&os.

(edidas de proteccin frente al rayo

La trayectoria que sigue un rayo es muy capric$osa y por tanto no e-iste la

seguridad a&soluta de no sufrir una descarga, aunque tomemos las medidas de

seguridad recomendadas. 0o o&stante la pro&a&ilidad de sufrir un impacto

siempre ser menor cuando estas medidas sean tomadas en cuenta.

En caso de realizar una e-cursin a la montaa o realizar una actiidad al aire

li&re, se recomienda acceder a la informacin meteorolgica para dic$a rea

para conocer, el riesgo de tormenta y programar de&idamente cualquier

actiidad.

La formacin de las tormentas es delatada por la e-istencia de la nu&osidad

tpica que las precede: los cumulus castellanus, nu&es con forma de almenas a

gran altitud que se forman principalmente a primeras $oras de la maana

#e de&e prestar gran atencin a todo tipo de &a)ada &rusca de lapresin atmosfrica !mayor de 7 mili&ares por $ora", so&re todo en erano,

pues indican la posi&ilidad de tormentas.

Cuando la clula tormentosa se $a formado, los primeros relmpagos preceden

apro-imadamente unos 1; minutos a los primeros rayos a tierra.

Husque refugio en:

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Edificios slidos !a poder ser con pararrayos, instalaciones elctricas y

de fontanera, pero sin estar en contacto con ellas", automiles,

auto&uses, trenes o &arcos. #on los sitios ms seguros, pero solo si estn

cerrados, por actuar como )aulas de Iaraday ante el rayo,

Dna espesa ar&oleda de r&oles &a)os rodeado de otros mas eleados es

un lugar que ofrece cierta seguridad #i se encuentra en campo a&ierto, agc$ese y mantngase arrodillado o

srecogido con la ca&eza y los pies )untos, ms a%n si los ca&ellos se le

erizan. 0unca se tum&e a lo largo.

En la montaa, al)ese de los puntos mas eleadosy descienda $acia los

alles y las aguadas. En casos e-tremos una pedriza a media ladera

puede serir de refugio.

El interior de las cueas es un lugar seguro, no as las entradas y las

paredes, donde el riesgo de impacto es importante.

Tpese las ore)as con las manos para reducir daos en los odos.

0o &usque refugio &a)o un r&ol aislado y puntos prominentes. Etense

los espacios a&iertos y las superficies de agua.

0o se de&e circular en &icicleta, motocicletas, tractores y e$culos

a&iertos

0o correr, las salpicaduras pueden ionizar el am&iente y faorecer una

descarga.

Las tiendas de campaa, las ca&aas y los co&ertizos no ofrecen

seguridad frente al rayo. Etese la pro-imidad de alam&rados metlicos, muros $%medos,

farolas etc.

0o use el telfono durante las tormentas, ni utilice laduc$a.

Dtilizar materiales aislantes como estimenta, puede disminuir el riesgo

de impacto de rayo en cum&res de montaa.

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0o salir a campo

a&ierto $asta

asegurarse que la

tormenta se $aya

ale)ado

definitiamente.La mayora de

los accidentes causados por el rayo ocurren cuando el n%cleo principal

de la tormenta ya $a pasado, pero los rayos siguen impactando a arios

?ilmetros de la misma.

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