ELAT/INPEMás raros y más destructivos, los rayos positivos responden por tan sólo el 5% del total de descargas eléctricas que salen de las nubes y alcanzan algún punto de la Tierra. En el sudeste de Brasil, la región del territorio nacional mejor monitoreada, también es ésa su prevalencia. Pero datos recabados durante los últimos tres años por los sensores de la Red Brasileña de Descargas Atmosféricas (BrasilDat) y mediciones de campo realizadas durante los dos últimos veranos esbozan un cuadro bastante distinto y preocupante en otro rincón del país. En el oeste y norte del Rio Grande do Sul y en el oeste de Santa Catarina, la formación de rayos positivos es hasta cinco veces más frecuente y las descargas de este tipo representan un 25% del total. “Índices similares se conocen únicamente en dos áreas del planeta, en el centro de Estados Unidos y en Japón”, compara Osmar Pinto Junior, coordinador del Grupo de Electricidad Atmosférica (Elat) del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, sigla en portugués) con sede en la localidade de São José dos Campos, interior paulista, quien está al frente de los estudios sobre rayos. “Debemos prestar atención a esta situación distinta del sur”. Los incendios forestales y los daños en la red de energía eléctrica causados por rayos son generalmente endilgados a las descargas positivas.
Algunas particularidades vuelven a los rayos positivos potencialmente más peligrosos. Aunque ésta no sea una regla absoluta, la intensidad de su corriente eléctrica tiende a ser más elevada que en las descargas negativas. En casos extremos, puede ser hasta diez veces mayor y llegar a 300 mil amperes. Si bien el valor de la corriente no necesariamente es mayor, el tiempo de duración de la descarga sobre el piso es siempre más largo. “Los rayos positivos tocan el suelo y se mantienen conectados por centenas de milisegundos”, comenta el físico Marcelo Saba, del Elat, quien participa en los trabajos de campo de caza a las descargas eléctricas. En las localidades “gaúchas” de Uruguayana y Santa Rosa, los investigadores captaron rayos positivos que permanecieron transfiriendo electricidad al ambiente terrestre durante más de 500 milisegundos, el doble que el tiempo promedio de un rayo negativo. Las descargas duraderas son más destructivas que las más breves, aunque ambos tipos presenten la misma corriente eléctrica. El aire que rodea a un rayo de esa magnitud puede llegar durante fracciones de segundo a temperaturas cinco veces mayores que en la superficie del Sol.
Compuestas de minúsculas gotas de agua y partículas de hielo de varias dimensiones, las nubes de tormenta del tipo cumulonimbo originan la mayoría de los relámpagos y pueden compararse a una pila. En razón de la acción de corrientes ascendientes y descendientes de aire y también de la gravedad, esas partículas se chocan, se cargan eléctricamente y se separan en dos polos: en la cima quedan las partículas menores (cristales), de carga positiva, y en la base se encuentran las mayores (granizo), cargadas negativamente. Este sistema se encuentra en equilibrio, pues cabe recordar que las cargas eléctricas de polaridad distinta se atraen. Las nubes de tormenta originan rayos cuando algún desequilibrio en este sistema hace que el campo eléctrico producido por todas esas cargas supere la capacidad aislante del aire en un dado punto dentro de la nube. En ese momento surge un rayo. Alrededor del 70% de los rayos queda dentro de la nube o en la propia atmósfera y tan sólo el 30% va al suelo. Si el relámpago que desciende a la Tierra es dotado de corriente negativa, ese rayo buscará el mejor camino en la atmosfera que lo conduzca a un punto del suelo cargado de corriente positiva – y viceversa. Como es sabido, los polos opuestos se atraen.
Sin ramificaciones
Dada esa breve explicación sobre la distribución de las cargas eléctricas en las nubes del tipo cumulonimbos, es relativamente fácil entender por qué la ocurrencia de rayos positivos que tocan el suelo se muestra en cualquier parte del globo mucho menos frecuente que la de los negativos. Como el sector inferior de las nubes se encuentra más cerca de la superficie de la Terra, las descargas con corriente negativa son más fáciles de observar y se vuelven casi comunes en días de fuerte lluvia. En tanto, buena parte de los rayos originados en la cima de las nubes, donde están las cargas positivas, permanece dentro de esas propias formaciones, entre 5 y 20 kilómetros arriba del nivel del suelo. Sin embargo, algunas de estas descargas originadas en el piso superior de las tormentas, escapan de la formación lluviosa y llegan al suelo. En su descenso, los rayos positivos suelen quemar el aire como si fueran un solo hilo de luz y electricidad, casi siempre sin las ramificaciones comúnmente observadas alrededor de las descargas negativas. Pueden recorrer trayectos relativamente largos en la atmósfera y caer a más de diez kilómetros de distancia de la nube que los generó.
No existe ninguna evidencia científica de que la mayor incidencia de rayos positivos en el sur del país sea un fenómeno atmosférico reciente o que esté ligado a los tan decantados cambios climáticos aparentemente en marcha en la Tierra. “No contamos con una serie histórica de la ocurrencia de esas descargas en Río Grande do Sur, pero creo que no se trata de algo realmente nuevo”, comenta Pinto Junior, cuyos estudios fueron en parte financiados por un proyecto temático de la FAPESP. Es probable que la región exhiba esta peculiaridad desde hace décadas, o tal vez siglos, y sencillamente nadie se haya dado cuenta hasta ahora. No es de extrañarse que eso haya sucedido. Hasta el final de 2006, no existían medios confiables de medir este tipo de eventos en la fracción meridional del país. Desde entonces, la cobertura de BrasilDat, que se limitaba a los estados del sudeste, pasó a incluir todos a los estados del sur. Recién entonces las primeras informaciones más detalladas sobre los rayos de esa parte de Brasil comenzaron a generarse.
Los investigadores sospechan que la mayor ocurrencia de descargas positivas en la región de Uruguayana y Santa Rosa puede estar ligada a una característica climática local: allí se produce a menudo el choque de masas de aire frías y secas provenientes de Argentina, y masas de aire cálidas y húmedas originadas en la Amazonia. El producto de tales colisiones, que también se producen en Argentina, Paraguay y Uruguay, son fuertes tormentas, que, en teoría, pueden originar un porcentaje anormal de descargas positivas. Existen algunos indicios que apuntan que durante los últimos diez años las tempestades en el sur están volviéndose más intensas, con gran cantidad de lluvia y rayos concentrados en pocas horas, pero sería prematuro relacionar una cosa con la otra. Ahora, en plena primavera, provisto de sensores de campo eléctrico y cámaras de video que producen 8 mil cuadros por segundo, un equipo del Elat lleva a cabo una campaña en Santa Maria, localidad ubicada en el centro de Río Grande do Sul, para observar in situ más rayos positivos. “Desde 2003 hemos filmado alrededor de 1.500 rayos en el país”, afirma Saba. “Pero tan sólo 50 eran positivos”.
El Proyecto
Programa nacional de monitoreo de rayos (Pronar) (nº 03/08655-4); Modalidad Proyecto Temático; Coordinador Osmar Pinto Junior – Inpe; Inversión R$ 673.089,30
