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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=sp7/24/2019 Formacin de Tormentas Elctricas Lectura
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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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