Los rayos son uno de los fenómenos naturales más impresionantes que podemos observar. Pero, ¿sabías que también siguen albergando ciertos misterios? Aunque aparecen frecuentemente en las tormentas y estamos más que acostumbrados a verlos, su naturaleza y su comportamiento siguen siendo temas recurrentes en la investigación científica.
Y es cierto que, a pesar de que a lo largo de los años los científicos han aprendido mucho sobre los rayos, en realidad aún quedan muchos aspectos por descubrir. Uno de esos interrogantes que, finalmente, ha recibido una respuesta hace poco es: ¿por qué los rayos no viajan en línea recta, sino que adoptan un patrón en zigzag?
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UN FENÓMENO ELÉCTRICO PODEROSO
Para entender por qué los rayos se desplazan en zigzag, primero debemos comprender qué es un rayo. Así, un rayo es una descarga eléctrica que ocurre entre una nube de tormenta y la superficie de la Tierra, entre dos nubes, o dentro de la misma nube. Esta descarga es el resultado de la acumulación de cargas eléctricas en las nubes, lo que genera un campo eléctrico intenso que, eventualmente, se descompone en forma de un rayo.
Pero ¿a qué se debe esa acumulación? Pues bien, la electricidad en las nubes de tormenta se acumula debido a la fricción entre las partículas de hielo y agua que se encuentran en ellas. Este proceso crea regiones con cargas eléctricas opuestas dentro de la nube: una zona con carga positiva y otra con carga negativa. Cuando la diferencia de potencial entre estas regiones o entre la nube y la Tierra es lo suficientemente grande, se produce una descarga eléctrica, es decir, un rayo.
Los rayos son increíblemente poderosos. Pueden generar temperaturas de hasta 30.000 grados Celsius, lo que es cinco veces más caliente que la superficie del sol. Además, también producen ondas de choque que se escuchan como estruendos a los que conocemos como truenos. Y lo más increíble de todo esto: a pesar de la cantidad de energía que transportan, los rayos duran apenas unos pocos milisegundos en el cielo.
LOS LÍDERES Y EL OXÍGENO CONDUCTOR
Ahora que sabemos lo básico sobre los rayos, es momento de abordar la pregunta principal: ¿por qué los rayos se desplazan en zigzag en lugar de tomar el camino más corto en línea recta?
Pues parece ser que la clave para entender este fenómeno se encuentra en lo que sucede antes de que el rayo sea visible para nosotros. El proceso comienza con la formación de “líderes“, que son canales de aire ionizado cargado eléctricamente que se ramifican desde la base de la nube hacia la Tierra. Estos líderes no son el rayo en sí, sino los precursores que determinan la trayectoria que seguirá la descarga principal.
Así, el aire normalmente actúa como un aislante eléctrico, pero bajo las condiciones de una tormenta, algunos fenómenos especiales permiten que se vuelva conductor. En un artículo publicado en el Journal of Physics D: Applied Physics, el físico John Lowke y sus colegas han sugerido que el característico patrón en zigzag de los rayos está causado por una forma de oxígeno altamente conductor que se acumula de forma irregular a medida que el rayo avanza hacia el suelo, a veces a grandes distancias.
Este tipo de oxígeno, conocido como “singlet delta oxygen“, tiene una energía menor que la del oxígeno en su estado habitual y es extremadamente conductor. Los líderes no se mueven de manera continua. En su lugar, avanzan en “escalones” de aproximadamente 50 metros cada uno. En cada paso, el líder se detiene brevemente mientras se acumula más de este oxígeno conductor en su punta. Una vez que hay suficiente oxígeno en estado singlete delta, el líder avanza nuevamente en otro escalón. Este proceso de pausa y avance es lo que crea el patrón en zigzag característico de los rayos.
COMPRENDER EL ZIGZAG EN LOS RAYOS
No obstante, entender por qué los rayos se desplazan en zigzag no es solo una cuestión de curiosidad científica; también tiene aplicaciones prácticas importantes. Saber cómo y por qué los rayos toman ciertas trayectorias puede ayudarnos a diseñar mejores sistemas de protección contra ellos. Por ejemplo, los pararrayos se utilizan en edificios altos para atraer y desviar la descarga eléctrica del rayo hacia la tierra, evitando daños en la estructura. Sin embargo, una mejor comprensión de los rayos podría mejorar la eficacia de estos sistemas, especialmente en entornos donde los materiales utilizados son más vulnerables a los impactos de los rayos, como en la aviación.
Además, a medida que los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más comunes debido al cambio climático, el estudio de los rayos y su comportamiento se vuelve cada vez más relevante. Las tormentas más intensas pueden generar rayos más poderosos y frecuentes, lo que aumenta el riesgo de daños a la infraestructura y a las personas. Como señala el físico John Lowke, aunque hayamos hecho importantes avances en la ciencia de los rayos, cada nuevo hallazgo nos recuerda que la naturaleza aún guarda secretos por descubrir.
National Geograhic
Por: Elvin Minaya
