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Rutas de paso y corrientes positivas

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Rutas de paso y corrientes positivas

 

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Una vez comenzado el proceso de ionización explicado en la sección anterior y que se haya formado el plasma (aire ionizado), el camino por el que transitarán los electrones no se crea instantáneamente. De hecho, usualmente se generan varios senderos separados de aire ionizado que parten desde la nube. Estos senderos o caminos por el que transitarán los electrones se llaman rutas principales de paso.

Las rutas de paso se propagan hacia la tierra en etapas, que no necesariamente terminan formando una línea recta hacia la tierra. El aire no se ioniza de igual manera en todas las direcciones, el polvo u otras impurezas del aire puede que ayuden a que éste se ionice más fácilmente en determinadas direcciones en las que las impurezas o partículas de polvo se encuentran suspendidas, haciendo que la corriente eléctrica llegue más rápido a la tierra por esa ruta principal de paso. Además, la forma de la nube y el campo eléctrico pueden afectar la ruta ionizada. La forma de la ruta también depende de la ubicación de las partículas cargadas, las cuales en este caso se encuentran localizadas en la parte inferior de la nube y en la superficie de la tierra. Si la nube es paralela a la supeficie de la tierra y el área que ocupa es suficientemente pequeña como para que la curvatura terrestre no sea muy notable y por ende insignificante, las dos partes cargadas (la parte inferior de la nube y la superficie terrestre) se comportarán como dos placas paralelas cargadas (como en el caso de los capacitores). Las líneas de fuerza o flujo eléctrico generados por las cargas eléctricas serán perpendiculares a la nube y la tierra.

Las líneas de flujo siempre parten perpendicularmente desde la superficie de la carga eléctrica antes de moverse hacia su destino (la ubicación de la carga opuesta). Sin embargo como la parte inferior de las nubes no son rectas sino que más bien irregulares, las líneas de flujo no serán uniformes. La falta de un fuerza uniforme hará que las rutas principales de paso no seguirán una trayectoria en línea recta a la tierra.

Teniendo en cuenta estas posibilidades, es obvio que hay varios factores que afectan la dirección de la ruta principal de paso. Como bien nos han enseñado en la escuela, la distancia más pequeña entre dos puntos es una línea recta; pero en el caso de campos eléctrico, las líneas de fuerza o de flujo puede que no sigan la distancia más corta, ya que la distancia más corta no es siempre la de menor resistencia eléctrica.

Así que ya se tiene una nube cargada eléctricamente con diferentes rutas de paso armándose en diferentes etapas hacia abajo y siguiendo distintas direcciones. Las rutas de paso tienen un brillo tenue tirando a color púrpura. De cada una de estas rutas de paso pueden brotar otras nuevas. Las rutas de paso permanecerán hasta que la corriente fluya, independientemente de que se trate de la ruta que ha llegado ha tocar el suelo primero o no. Para cada ruta de paso que se forma hay dos posibilidades, una es continuar creciendo en etapas o esperar en su forma actual hasta que otra ruta haya tocado la meta primero, o sea el suelo.

La ruta de paso que llegue primero al suelo, es la que se convertirá en el puente conductivo que permitirá que los electrones sobrantes de la parte inferior de la nube se trasladen al suelo cargado positivamente y llenen los espacios de electrones faltantes en los átomos de la superficie en la tierra.

Hay que dejar bien claro que la ruta de paso no es el rayo en sí, sino que se trata del camino por el que el rayo pasará. El rayo propiamente dicho es el repentino e instantáneo flujo de electrones que se mueven desde la parte inferior de la nube al suelo; cuya energía es tan alta que genera un poderoso destello lumínico. O sea que el rayo es literalmente la descarga eléctrica o paso de los electrones de la zona cargada negativamente a la que está cargada positivamente.

Ya vimos lo que sucede en la nube y el aire antes de liberarse el rayo con su gran descarga eléctrica. A continuación veremos lo que sucede en la superficie de la tierra y los objetos que se encuentran allí (edificios, automóviles, árboles, personas, etc).

Mientras las rutas de paso se van acercando a la tierra, los objetos de la superficie comienzan a responder al poderoso campo eléctrico. Los objetos de la superficie comienzan a desarrollar, por su parte, corrientes positivas (de carga positiva) que se dirigen hacia arriba. Estas corrientes también tienen un color algo púrpura. El cuerpo humano también puede producir este tipo de corrientes positivas cuando se exponen a un poderoso campo eléctrico como el de la nube en una tormenta. De hecho cualquier objeto de la superficie es potencialmente capaz de generar estas corrientes positivas. Estas corrientes positivas se generan por la poderosa fuerza de atracción generada por los electrones que se encuentran en la parte inferior de la nube, haciendo que algunos átomos cargados positivamente (por déficit de electrones) de la superficie comiencen a enfilarse hacia arriba, formando una pequeña (a comparación con la ruta de paso que viene de arriba) columna irregular que se dirige hacia arriba. Sin embargo estas corrientes positivas no suben demasiado alto, ya que las encargadas de juntar a la nube con la superficie son la rutas de paso descritas en la sección anterior. Por lo que las corrientes positivas se extienden un poco, esperando a que una ruta de paso entre en contacto con alguna de ellas.

A continuación lo que ocurre es el encuentro de una de las rutas de paso con una de las corrientes positivas. La corriente positiva alcanzada por la ruta de paso que llega primero a la superficie no es necesariamente la corriente más alta y cercana a la nube. Es necesario aclarar que es muy común que los rayos golpeen el piso incluso si en la zona hay un árbol o un poste de luz o cualquier otro objeto de altura. Esto sucede porque las rutas de paso no tienen forma de línea recta, por lo que también pueden terminar aterrizando en el piso en lugar de golpear un objeto más alto.

Luego de que la ruta de paso y la corriente positiva se juntan, el aire ionizado completa el puente, dejando un sendero o hilo conductor de aire ionizado que va de la nube hasta la tierra. Con el hilo o puente conductor completo, la corriente eléctrica (electrones) circulan de la nube a la tierra. La descarga eléctrica de electrones de más moviéndose hacia los átomos del suelo con déficit electrones es la manera que tiene la naturaleza de equilibrar la diferencia de carga entre la parte inferior de la nube y la superficie terrestre. Ese fluir de electrones es una descarga eléctrica y esa descarga eléctrica es el rayo propiamente dicho.

Cada vez que hay corriente eléctrica circulando (o sea electrones moviéndose de la carga negativa a la positiva) se genera calor o energía térmica. La energía eléctrica y cinética (energía de movimiento) de los electrones se transforman en energía térmica (calor). Dado que en un rayo la cantidad de electrones y su energía asociada es mucho mayor, la energía térmica o calor generado es muchísimo mayor. De hecho los rayos tienen mayor temperatura que la superficie del Sol. Este enorme calor es lo que genera la luz brillante blanco-azulada que se ve cada vez hay un rayo. Ese mismo calor es lo que genera la energía lumínica del rayo.

Como ya sabrán, la energía no se crea ni desaparece, simplemente se transforma de un tipo de energía a otra, por lo tanto la energía eléctrica de los electrones circulando se transforma en energía térmica que a su vez provoca que los electrones de los átomos de aire que se encuentran alrededor del rayo absorban esa energía térmica y la manifiesten en forma de energía lumínica (luz); generando así el brillante destello que marca la ruta o camino que siguen los electrones que se dirigen de la parte inferior de la nube al suelo. La cantidad de energía siempre es la misma, lo único que varía es su tipo.

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