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Ciencia

Este campeonato es nuestro

Se ha triplicado el número de rayos en brasil, concentrados en las regiones metropolitanas

Brasil, uno país que se vanagloria por no tener volcanes activos, no estar en la ruta de los huracanes ni ser blanco de grandes terremotos, tiene sin embargo un problema que se abate con una frecuencia devastadora: los rayos, sobre todo entre diciembre y marzo, cuando llueve intensamente en el sur y en el sudeste. La incidencia de descargas eléctricas en el país asusta: estimada en 100 millones por año, es la mayor del mundo. La estimación, precaria e indirecta, utiliza índices basados en el número de días de tempestades en una región: el llamado índice ceráunico. Con base en éste, un cálculo provee la probable incidencia de rayos en la zona.

En el estado de São Paulo, el verano pasado suministró un buen material. Un estudio del Grupo de Electricidad Atmosférica (Elat) del Inpe reveló que, en las tres regiones investigadas en el marco del proyecto Sidres, el número medio de descargas fue tres veces mayor (105 mil) en el verano 2000/2001 que en el anterior (34 mil). “Lo interesante es que ese aumento no se dio de manera uniforme en el estado, sino concentrado en las regiones metropolitanas”, revela Osmar Pinto Júnior, coordinador del Elat, quien trabaja con apoyo de la FAPESP y del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). Motivado por noticias prácticamente semanales de muertes por rayos en ciudades desde el inicio del año, el trabajo se valió de datos del sistema de detección que cubre el sudeste. Pinto Júnior cree que la muestra refleja la realidad del estado, aunque no abarque todo el territorio paulista.

Al fin y al cabo, son registros de tres grandes regiones metropolitanas – Vale do Paraíba, São Paulo y Campinas -, que corresponden a alrededor del 50% del territorio. En las tres regiones, el número de rayos aumentó, sobre todo en el Vale do Paraíba, cinco veces más en el verano 2000/2001 que en el anterior (50 mil rayos frente a 10 mil) y en el Gran São Paulo, donde la incidencia casi se triplicó (40 mil contra 15 mil). En el área metropolitana de Campinas, el aumento fue bastante menor: 15 mil descargas en el último verano frente a 9 mil del anterior. ¿Por qué el número de rayos aumentó en el estado? No existe una respuesta definitiva, pero el especialista sospecha que el villano se esconda tras el aumento de la temperatura media de este verano, cerca de 4 grados más que la del anterior.

La hipótesis tiene asidero, pues se basa en el hecho de que las regiones tropicales sufren más tempestades – y más relámpagos – que las templadas. Es simple: allí donde la temperatura es más alta, hay una mayor evaporación de agua, materia prima para la formación de nubes, entre ellas los cúmulonimbos, que son las fábricas de tempestades y rayos. Por eso Pinto Júnior cree que el calor extra del verano pasado es la principal causa del aumento de los rayos. Este verano más caluroso puede ser producto del fenómeno La Niña, que enfría las aguas superficiales del Pacífico Sur y repercute en el clima de casi todo el planeta. “También puede estar ligado al aumento de la temperatura del Atlántico. Pero en ese caso, aún no disponemos de datos como para justificar tal asociación”.

Otro hallazgo que impresionó: el aumento de rayos no fue uniforme en las regiones investigadas: se concentró en las zonas más urbanizadas, más calurosas – debido al efecto de las islas de calor – y con alta ocupación del suelo, mientras que tuvo una presencia más discreta en las porciones rurales, que son menos industrializadas y más frías. Así, los lugares con más rayos en el Gran São Paulo fueron justamente los más calurosos y ocupados: básicamente las zonas centro, norte y este de la Capital y las áreas densamente ocupadas de los límites con el ABC y Osasco. También en las regiones de Campinas y el Vale do Paraíba, las áreas más afectadas son las de la grandes ciudades: Campinas, São José dos Campos y Jacareí.

Si un verano muy caluroso provoca más rayos, ¿existe entonces una tendencia a que gran parte de esos relámpagos extras se dirijan justamente hacia los puntos más cálidos de este ambiente ya recalentado, es decir, hacia las grandes ciudades? “Es posible, pero no se puede afirmarlo. Esa teoría, basada en lo que ocurrió en el último verano en São Paulo, adolece de un problema: solo parece tener algún sentido justamente para explicar lo que pasó durante ese período específico”. Pinto Júnior recuerda que, en los dos veranos anteriores, la correlación entre rayos y regiones metropolitanas no fue tan clara. “Parece que hay otros factores en juego. Es posible que esa correlación sea verdadera, pero solo tiene sentido en años con veranos extremadamente calurosos”. En aquellos más tenues, no habría una relación tan directa.

Más estudios
La cuestión requiere estudios largos, sobre grandes series históricas. “La calidad de los datos sobre los relámpagos solo se tornó plenamente confiable a partir de 1998. No podemos usar material más antiguo.” Si bien el calor en exceso continúa siendo el principal sospechoso, Pinto Júnior no descarta la hipótesis de que otros factores influyan en las grandes ciudades, como la contaminación del aire, aunque nada de eso tenga comprobación científica.

En los que va del año, hasta mediados de mayo, se registraron 56 muertes por rayos en el Brasil, 22 de ellas en el estado de São Paulo. “A menos que haya un cambio significativo, la estimación indica que 120 brasileños podrían morir por descargas eléctricas este año. Es nuestra media histórica”, dice Pinto Junior, autor del libro Tempestades e Relâmpagos no Brasil. En 1996, hubo incluso más víctimas fatales: cerca de 150.

Para Pinto Júnior, el miedo a los rayos creció porque muchas víctimas estaban en las grandes ciudades, donde la incidencia aumentó. “Tan solo en la ciudad de São Paulo, hubo cinco muertes en enero. Lógicamente, eso llama más la atención de los medios de comunicación que si se hubiera producido el mismo número de víctimas fatales en áreas remotas del interior del país. La muerte en un centro urbano es lo que realmente shockea a las personas.”

La génesis del “castigo de los dioses”
La humanidad siempre buscó una explicación para los rayos. Pueblos antiguos como los griegos y los vikingos, así como los primeros seguidores del budismo, creían que el rayo era un arma de los dioses para castigar a los humanos. En la segunda mitad del siglo XVIII, el norteamericano Benjamin Franklin mostró que los rayos son fenómenos de naturaleza eléctrica. Es sabido que los volcanes en acción, las tempestades de nieve o polvo y las explosiones termonucleares pueden provocar relámpagos. Pero la gran mayoría de ellos surge de nubes de tempestad eléctrica, nubes del tipo cúmulonimbos, que funcionan como una hidroeléctrica planeando a alrededor de 5 kilómetros de altura y con una extensión vertical de entre 7 y 13 kilómetros.

Formadas por pequeñas gotas de agua, cristales de hielo y partículas de polvo de tamaños diversos, estas nubes se cargan eléctricamente debido a colisiones internas resultantes de las fuertes corrientes de aire ascendientes y descendientes. Se cree que las partículas de menor tamaño adquieren una carga positiva y las mayores, una carga negativa. La gravedad y las corrientes de aire hacen que esas cargas se separen, creando un polo positivo en el la cima de la nube y uno negativo en la base. “La nube entonces se parece a una pila, que también tiene esa disposición eléctrica”, dice Odim Mendes Júnior.

De esa forma están dadas las condiciones para que un desequilibrio genere un rayo en menos de 1/50 de segundo. Más de dos tercios de los rayos que tocan el suelo nacen en la base de las nubes, en el polo negativo. Allí, los campos eléctricos intensos rompen el aislamiento eléctrico del aire: los electrones acelerados y los fotones ionizan el aire. Al propagarse, el flujo de electrones busca el mejor camino para restablecer el equilibrio eléctrico, muchas veces desarrollando ramificaciones y tortuosidades, hasta alcanzar el punto de la superficie donde se formó el polo opuesto (positivo) al que lo originó.

Las cargas de polaridad diferente se atraen. Por eso, a 50-100 metros del suelo, el flujo descendiente negativo hace emerger de la superficie cargada eléctricamente el flujo positivo. La juntura de ambos completa el canal, crea la descarga de alta intensidad -en general, de 30.000 amperes- y produce el canal luminoso.

Menos frecuentes, los rayos originados en la cima de las nubes de tempestad salen de una región de carga positiva. Cuando caen, drenan electrones a lo largo del canal y, al final del trayecto, hacen ascender un flujo de retorno de polaridad negativa.

Luz y sonido
Los rayos son visibles porque la corriente producida por la nube recalienta sumamente e ioniza el aire alrededor del canal, generando un filete de luz. Además, la expansión abrupta de ese aire muy caliente genera una onda de choque que, al propagarse a diferentes velocidades, produce el sonido típico del trueno. Compañeros inseparables, el rayo y el trueno son simultáneos, pero parece que el trueno ocurre después que el relámpago porque la velocidad de la luz (300 mil kilómetros por segundo) es mayor que la del sonido (330 metros por segundo). Se calcula que observadores situados a más de 20 kilómetros de un rayo logran verlo, pero no escuchan el trueno.

Existen dos grupos de rayos: los que se restringen a la atmósfera, más numerosos, y los que alcanzan la superficie. En el primer grupo se ubican los rayos Intranubes, que surgen en un cúmulonimbus y despejan la descarga dentro del mismo; los Internubes, que salen de una y llegan a otra; y los que arrojan la carga al aire, hacia los lados y hacia arriba. En el segundo grupo están los rayos Nube a Tierra, responsables por el 99% de los casos que llegan a la superficie, y los Tierra a Nube, con sentido inverso y número bastante menor.En términos de polaridad, los rayos pueden tener carga negativa -más de dos tercios del total-, positiva, e incluso bipolar (que es poco común). Resta documentar aún los tipos muy raros, como los aparentemente desconectados y con formato casi esférico, llamados Relámpagos en Bola.

EL PROYECTO
Sistema de Detección de Rayos del Estado de São Paulo (Sidres)
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Osmar Pinto Júnior – Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe)
Inversiones
R$ 35.530,00 y US$ 51.529,00

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