Los rayos: la espectacular belleza de la química

Los rayos modifican la química de la atmósfera

Muchos de los fenómenos de la naturaleza se pueden explicar de una manera simple. Incluso es posible que sepamos, porque es de conocimiento más o menos común, que un acontecimiento tan potente como una tormenta eléctrica es el resultado de la fricción de masas de aire a nivel de las nubes. Pero veamos los detalles, porque merece la pena. Generalmente, las tormentas eléctricas son el resultado de la colisión entre cristales de hielo y granizo, lo que provoca descargas eléctricas. El destello es un flujo eléctrico, mientras que la onda sonora está provocada por el violento calentamiento del aire, que produce temperaturas cinco veces superiores a las de la superficie del sol. El rápido aumento de la temperatura causa una abrupta expansión del aire que, como consecuencia, produce ondas sonoras conocidas como truenos. Ante la hermosa danza de los relámpagos y su estruendo, el espectáculo nos deja fascinados o asustados.

Ahora vamos a entrar en la química de las tormentas eléctricas...

Ya se sabía que los rayos provocan cambios en la atmósfera, como la disminución de la concentración de ozono, el gas que actúa como un escudo natural contra la radiación ultravioleta del sol. Sin embargo, en 2021, científicos de la Universidad de Pensilvania también descubrieron que, después de todo, los rayos pueden ayudar a eliminar la contaminación atmosférica. Esto es porque producen sustancias, como los radicales hidroxilo (OH), que descomponen el metano, uno de los gases responsables de la aceleración del efecto invernadero. De acuerdo con los experimentos realizados, entre el 2 % y el 16 % de la capacidad de limpieza que se produce de forma natural en el planeta es generada por los rayos.

Otras investigaciones en curso sugieren que la actividad eléctrica de los rayos también puede provocar la aceleración de la formación de gotas de lluvia y el aumento de las precipitaciones, y que estas tienen la capacidad de formar aminoácidos que habrían sido esenciales para el inicio de la vida en la Tierra.
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Los efectos de los rayos también llegan a la tierra

Los rayos también pueden tener un efecto beneficioso sobre la calidad del suelo. Cuando entran en contacto directo con el suelo a una velocidad de hasta 400.000 kilómetros por hora, la corriente eléctrica (que llega a más de 200.000 amperios) calienta los materiales, lo que produce extrañas formas de vidrio denominadas fulguritas.

Si el rayo sobre la arena, se producen fulguritas constituidas por el compuesto químico sílice y con forma de tubo. Estas tienen solo unos centímetros de diámetro (los rayos miden de dos a tres centímetros de ancho), pero son largas: la más grande que se ha encontrado medía 8 metros. Cuando caen sobre la roca, los rayos crean fulguritas en su superficie; estas fulguritas se parecen a una cáscara fina.

Cuando caen sobre el suelo, los rayos también pueden causar incendios, algo que se calcula que sucede 100.000 veces al año a nivel mundial. No obstante, cuando no se producen daños materiales ni humanos, ni se destruyen ecosistemas importantes, estos incendios también tienen un lado positivo, ya que son beneficiosos en la medida en que pueden contribuir al reciclaje de nutrientes del suelo, a través de los NOx formados en la atmósfera y llevados al suelo por las lluvias, lo que favorece a diferentes especies de fauna y flora.

El Grupo de Electricidad Atmosférica, una entidad brasileña que es referencia mundial en la investigación de la electricidad atmosférica, informa de que la cantidad de compuestos de nitrógeno depositados en el suelo por la acción de los rayos varía entre el 1 % y el 20 % del total, lo que es significativo en términos de fertilidad.

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Entre el mito y la realidad

Al no tener una explicación plausible, las civilizaciones antiguas generalmente interpretaban los rayos como manifestaciones divinas. Los griegos los consideraban lanzas creadas por los Cíclopes para que Zeus pueda castigar a la humanidad por sus faltas. Los generales romanos usaban laurel en la cabeza como amuleto contra los rayos. En la Europa medieval, se creía que el sonido de las campanas de las iglesias funcionaba como protección contra los rayos. Sin embargo, una torre alta con una campana metálica, en realidad, era un mal sitio para estar durante las tormentas. En Francia, en 1786, después de que 103 campaneros murieron fulminados por rayos en tres décadas, esta costumbre fue prohibida.

Los grandes "imanes" para los rayos son la altura del objeto, su forma puntiaguda y su ubicación aislada. Como es el caso de los árboles. Por tanto, un mito que se debe evitar es buscar refugio bajo los árboles durante una tormenta eléctrica. En general, estar en el exterior es una mala opción, ya que el propio suelo conduce la corriente de los rayos. Lo mejor para disfrutar de este fenómeno de la naturaleza de manera segura es permanecer dentro de una casa o en un coche con techo, evitar el agua y los aparatos conectados a la electricidad.