O que é um raio e seus tipos

Vista previa del material en texto

1-1-2018 
 
 
Rayo – Relámpago- Trueno |María Encarnación 
 TORMENTA ELECTRICA 
 
 
 1 
DEFINICIÓN DE RAYO 
 
Con origen etimológico en el latín radius, rayo es, en su sentido más amplio, 
aquella línea que nace en el lugar donde se genera una cierta clase de energía y 
se extiende con dirección hacia donde se propaga. 
Un rayo, por lo tanto, puede ser la luminosidad que procede del sol. Por ejemplo: 
“Los rayos del sol llegaban directamente a su rostro, haciéndole sentir el calor”, 
“Necesito gafas: los rayos solares me molestan para conducir”, “No es bueno 
exponerse a los rayos de sol durante el mediodía”. 
Se conoce como rayo, por otra parte, a la descarga eléctrica que se produce de 
manera natural entre nubes o que parte de una nube y llega hasta la superficie 
terrestre. En este sentido, suele usarse como sinónimo de relámpago (el 
resplandor que genera la descarga en el cielo): “¿Has visto ese rayo? Será mejor 
que regresemos a casa”, “Un rayo derribó un árbol, que cayó sobre un automóvil”, 
“Cuando hay rayos, lo mejor es ponerse a resguardo para evitar accidentes”. 
El tipo de electricidad liberada con el rayo natural en una tormenta eléctrica se 
denomina estática, y se genera cuando se acumula una carga eléctrica excesiva 
en un área con escasa conductividad, lo cual promueve que la descarga se 
posponga hasta ser muy fuerte. Además, el rayo genera lo que se conoce como 
pulso electromagnético, una emisión muy intensa de energía electromagnética que 
tiene lugar en un plazo de tiempo muy corto. 
 
El concepto relámpago, que a menudo se confunde con el de rayo, hace 
referencia a la luz que se percibe durante este fenómeno, y su causa es la 
presencia de corriente eléctrica que produce la ionización de las moléculas del 
aire. Por otro lado, se encuentra el trueno, o sea, el ruido que se oye al ver un 
rayo, como resultado de la onda de choque; el aire se expande y se calienta a 
mucha velocidad a causa del paso de la corriente eléctrica por la atmósfera, y esto 
genera el sonido del trueno. 
Es posible distinguir entre rayos positivos y negativos; los primeros, 
considerablemente más raros que los últimos, extraen electrones de la superficie 
terrestre y los transportan hacia el cielo, y alcanzan niveles de energía e 
intensidad mucho mayores, tanto como cientos de veces los posibles durante la 
descarga de un rayo negativo. 
 
 
 2 
Por otro lado, se conocen con el nombre de súper rayos a aquellos que contienen 
una carga energética extremadamente alta y que se producen con una frecuencia 
dos millones de veces inferior a los normales. La distancia que puede alcanzar 
uno de estos monstruos eléctricos es también mucho mayor a la de un rayo 
normal: el más extenso jamás registrado medía aproximadamente 190 kilómetros, 
mientras que lo usual es 1,5. 
Si bien la gente suele tener mucho miedo a los rayos durante las tormentas 
eléctricas, los casos de muerte o heridas graves son muy escasos, tanto como los 
de accidentes aéreos. De hecho, que un rayo haga contacto con un ser humano 
no implica necesariamente la muerte de este último, sino que puede causarle 
quemaduras posibles de curar. El mayor peligro es la electrocución, y los daños 
colaterales que deje en nuestro sistema nervioso, que pueden ir desde trastornos 
del sueño hasta la anulación de regiones completas del cerebro. 
En una rueda, los rayos son aquellas piezas que unen el centro con el perímetro: 
“Cuando me caí, se rompieron los rayos de la rueda delantera”, “Mi bicicleta tiene 
rayos plateados”. 
La noción de rayo también puede emplearse para calificar a un individuo que 
demuestra una gran rapidez mental, resultando ocurrente e ingenioso: “Este chico 
es un rayo, a veces me sorprende con sus respuestas”, “El presidente está 
fascinado con el joven ministro, a quien define como un rayo por su capacidad 
para lograr acuerdos con los diferentes sectores social 
 
TIPOS DE RAYOS 
 
Tipos de rayos más conocidos 
 
RAYO DE NUBE A TIERRA 
Algunos rayos presentan características particulares; los científicos y el público en 
general han dado nombres a estos diferentes tipos de rayos. El rayo que se 
observa más comúnmente es el rayo streak. Esto no es más que el trazo de 
retorno, la parte visible del trazo del rayo. La mayoría de los trazos se producen 
 
 3 
dentro de una nube, por lo que no vemos la mayoría de los trazos individuales de 
retorno durante una tormenta. 
RAYO NUBE A TIERRA 
Es el más conocido y el segundo tipo más común. De todos los tipos de rayos, 
este representa la mayor amenaza para la vida y la propiedad, puesto que impacta 
contra la tierra. El rayo nube a tierra es una descarga entre una nube 
cumulonimbus y la tierra. Comienza con un trazo inicial que se mueve desde la 
nube hacia abajo. 
 
 
 
RAYO PERLA 
El Rayo perla es un tipo de rayo de nube a tierra que parece romper en una 
cadena de secciones cortas, brillantes, que duran más que una descarga habitual. 
Es relativamente raro. Se han propuesto varias teorías para explicarlo; una es que 
el observador ve porciones del final de canal de relámpago, y que estas partes 
parecen especialmente brillantes. Otra es que, en el rayo cordón, el ancho del 
canal varía; como el canal de relámpago se enfría y se desvanece, las secciones 
más amplias se enfrían más lentamente y permanecen aún visibles, pareciendo 
una cadena de perlas y raramente se elevan en el cielo esparciendo una luz a lo 
largo del rayo . 
 
 4 
 
 
RAYO STACCATO 
Rayo Staccato es un rayo de nube a tierra, con un trazo de corta duración que 
aparece como un único flash muy brillante y a menudo tiene ramificaciones 
considerables. 
 
 
 
 5 
RAYO BIFURCADO 
Rayo bifurcado es un nombre, no uso formal, para rayos de nube a tierra que 
exhiben la ramificación de su ruta. 
 
 
 
RAYO TIERRA A NUBE 
El rayo tierra a nube es una descarga entre la tierra y una nube cumulonimbus, 
que es iniciado por un trazo inicial ascendente, es mucho más raro que el rayo 
nube a tierra. Este tipo de rayo se forma cuando iones cargados negativamente, 
se elevan desde el suelo y se encuentran con iones cargados positivamente en 
una nube cumulonimbus. Entonces el rayo vuelve a tierra como trazo 
 
 
 
 6 
RAYO NUBE A NUBE 
Este tipo de rayos pueden producirse entre las zonas de nube que no estén en 
contacto con el suelo. Cuando ocurre entre dos nubes separadas; es llamado rayo 
inter-nube y cuando se produce entre zonas de diferente potencial eléctrico, dentro 
de una sola nube, se denomina rayo intra-nube. El rayo Intra-nube es el tipo que 
ocurre con más frecuencia. 
 
 
Cómo se produce un rayo? 
Vamos a responder a una de las interrogantes más común de los niños: ¿Cómo se 
produce un rayo? 
Cuando llueve sobre la superficie terrestre se produce evaporación natural que 
lleva hacia arriba gotas de agua. Mientras tanto, a una altura de 2,5 a 3 km donde 
la temperatura es de 15 a 20 ºC bajo cero, se producen partículas de hielo que 
caen por gravedad y que chocan con las gotas de agua que suben por la 
evaporación. 
Estas fricciones y colisiones producen separación de cargas eléctricas 
(disociación), y se genera un campo eléctrico, es decir, fuerzas que se ejercen 
entre cargas, hasta que llega el momento en que se dan transferencias de cargas 
conocidas como rayos. 
Estas transferencias de cargas pueden ser entre la nube y la tierra, entre la tierra y 
la nube, dentro de una nube, entre nubes, o de la nube hacia la ionosfera. 
Los científicos y el público le han dado nombres a diferentes tipos de rayos. El 
 
 7 
rayo que se observa más comúnmente es el rayo streak, esto no es más que el 
trazo de retorno, la parte visible del trazo del rayo. 
El rayo nube a tierra es el más conocidoy el segundo tipo más común. Este 
representa la mayor amenaza para la vida y la propiedad, puesto que impacta 
contra la tierra. Este rayo es una descarga entre una nube cumulonimbus y la 
tierra. 
El rayo tierra a nube es una descarga entre la tierra y una nube cumulonimbus. 
Éste tipo de rayo se forma cuando iones cargados negativamente, se elevan 
desde el suelo y se encuentran con iones cargados positivamente en una nube 
cumulonimbus. 
El tipo de rayo nube a nube pueden producirse entre las zonas de nube que no 
estén en contacto con el suelo. Cuando ocurre entre dos nubes separadas; es 
llamado rayo inter-nube y cuando se produce entre zonas de diferente potencial 
eléctrico, dentro de una sola nube, se denomina rayo intra-nube. 
La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por una emisión de luz 
llamada relámpago, causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las 
moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. 
¿Cómo se forman los rayos en una tormenta? 
Tormentas, ese fenómeno atmosférico que muchos temen y otros están deseando 
que se produzca. Las tormentas llevan consigo lluvias, vientos, relámpagos, 
truenos y… ¡rayos! Todo un espectáculo visual, con los relámpagos y rayos y, 
también auditivo, gracias a los truenos. 
Seguro que muchos de vosotros os habéis preguntado cómo se forman los rayos 
en las tormentas, uno de los fenómenos más impresionantes que la naturaleza 
nos brinda y además nada exclusivo, ya que unos 100 rayos golpean la Tierra 
cada segundo. 
Cómo se forman los rayos en una tormenta 
La poderosa descarga natural de los rayos se produce entre las nubes y la 
superficie terrestre o bien entre dos nubes. La luz característica que acompaña al 
rayo se denomina relámpago y al sonido, producido por la onda de choque que 
produce la descarga eléctrica, trueno. Lo primero que necesitamos es una nube de 
tipo tormentoso, el cumulonimbo. 
Los rayos se producen por la interacción entre las partículas positivas y negativas 
 
 8 
¿Pero cómo se electrifica una célula tormentosa? 
Por encima de los 5000 metros de altura las partículas de granizo formadas 
chocan con cristales de hielo y adquieren carga positiva y estos últimos carga 
negativa. Por debajo de esa altura ocurre lo contrario. 
De esta forma los cristales de hielo presentes dentro del cumulonimbo y más 
ligeros que el granizo son arrastrados hacia la cima de cumulonimbo formando 
una región de carga positiva entre los 8 y 10km de altura mientras que a unos 5 
km de altura se acumula la carga negativa. Así hay un polo positivo en la cima y 
uno negativo en la parte inferior. 
Como consecuencia se producen una diferencia de potencial eléctrico tanto dentro 
de la nube (donde pueden producirse rayos) como fuera, ya que la tierra se carga 
positivamente y se produce una descarga eléctrica: el rayo. Estos rayos son los 
negativos, pero también existen los positivos, los que llevan carga positiva entre la 
nube y la tierra aunque son menos frecuentes (un 10% del total). 
La energía liberada por un rayo no es en sí misma muy elevada, sin embargo al 
ocurrir en una fracción de segundo su potencia es considerable. 
Diariamente se producen en todo el planeta unas 44.000 tormentas y un número 
de rayos estimado de 8.600.000, unos 100 por segundo, de lo que se deduce una 
densidad media anual de rayos para todo el planeta de 6 rayos / km2 .año 
 
Diferencia entre trueno, rayo y relámpago 
 
Las tormentas, aunque peligrosas; puede resultar ser un espectáculo hermoso; 
pero ¿cómo llamarías al sonido que se produce, a la luz que ves y a la fuerte 
descarga eléctrica que cae especialmente sobre los árboles? ¿Sabes cuál es la 
diferencia entre rayo, relámpago y trueno? Seguro que no, de lo contrario 
probablemente no estarías aquí. 
 
A continuación te explicamos la diferencia entre estos tres fenómenos, para que la 
próxima vez que seas testigo de una tormenta sepas de qué se trata cada cosa. 
 
 9 
 Rayo 
Los rayos son descargas eléctricas de una poderosa intensidad, que se producen 
en un corto período de tiempo. En la mayoría de los casos, son el resultado del 
contacto entre partículas con carga eléctrica positiva en la tierra y partículas de 
carga eléctrica negativa que encuentran en un tipo de nube de gran tamaño (este 
es el tipo de rayo más común, pero también hay otros que presentan 
características diferentes). 
Rayos 
A pesar de todos los estudios que se han hecho y se siguen haciendo en torno a 
cómo se producen los rayos, todavía no se ha llegado a una conclusión definitiva; 
sino que existen hipótesis acerca de algunos elementos que podrían contribuir a 
que se produzcan. 
Relámpago 
La iluminación o resplandor que podemos ver cuando se produce una tormenta 
eléctrica es a lo que se le llama relámpago. 
Los relámpagos se producen en las nubes y nunca llegan a tierra. Contrario a los 
rayos que sí pueden chocar con ésta. A pesar de todo, tanto los rayos como los 
relámpagos tienen algo en común y es que hay muchas hipótesis acerca de cómo 
se producen, pero ninguna conclusión. 
Trueno 
Los truenos son los sonidos que se escuchan durante una tormenta eléctrica y son 
los responsables de los sustos que se llevan muchas personas. 
Este sonido es causado por gases (sobre todo oxígeno) que se encuentran en 
rápida expansión, debido a que se calientan con el paso de un rayo. 
Cuando la temperatura es superior a los 10.000° C, se produce una presión 
violenta que comprime los gases y causa el sonido retumbante del trueno 
 
 
.