¿POR QUÉ SUENAN LOS RELÁMPAGOS?

Explicaremos un hecho tan cotidiano en el que probablemente no nos hayamos parado a pensar. ¿Por qué suenan los relámpagos?

Figura 1.

   Primero sería necesario distinguir entre una serie de términos que nos pueden llevar a confusión. Un relámpago es un resplandor vivo e instantáneo producido en las nubes por una descarga eléctrica. Sin embargo, un trueno es el estruendo, asociado al rayo, producido por el mismo motivo que el relámpago. Finalmente, un rayo es una chispa eléctrica de gran intensidad producida por la descarga entre dos nubes o entre una nube y la tierra.

      Una tormenta eléctrica es un fenómeno meteorológico caracterizado por la presencia de rayos y sus efectos sonoros en la atmósfera terrestre denominados truenos. El tipo de nubes meteorológicas que caracterizan a las tormentas eléctricas son las denominadas cumulonimbos; son nubes grises que vemos cuando se acerca una tormenta y pueden ser hasta el doble de grandes que una nube normal.

      

      Por lo general, las tormentas eléctricas están acompañadas por vientos fuertes, lluvia copiosa y a veces nieve o granizo, también se pueden producir sin ningún tipo de precipitación. 

     

      Una tormenta consta principalmente de tres etapas:

     

-Nacimiento: Las corrientes de aire ascendente causan la formación de cumulonimbos. Si la carga por primera vez es de agua, y no se producen ningún rayo, no será una tormenta eléctrica. En la parte superior de la nube, el proceso de crecimiento de cristales de hielo comienza a producir las partículas.

  

Figura 2

-Madurez: El crecimiento vertical alcanza su máximo y las nubes se acoplan con la forma característica de un yunque. Dentro de las nubes, la turbulencia es intensa e irregular, con un equilibrio entre las corrientes ascendentes y descendentes. El peso de las partículas de la precipitación es suficiente para contrarrestar la corriente ascendente y éstas comienzan a caer, arrastrando el aire que las rodea. En esta etapa de la tormenta produce fuertes vientos, relámpagos y lluvias torrenciales.  
                                                                                              

 -Disipación: Las nubes comienzan a extenderse hacia los lados, en capas o bordes. En esta etapa, sólo hay corrientes descendentes y precipitaciones débiles. Eso deja que muchas nubes incluso pueden contribuir, con su sombra, a frenar el calentamiento de la superficie.

                                                                                                   
                                                                                                                                                   

¿Cómo se producen los relámpagos?

    Los relámpagos son descargas eléctricas que se producen por la diferencia de potencial entre distintos puntos de la nube. Esta diferencia de potencial se produce porque el granizo y las gotas de agua contenidos en las nubes de tormenta se frotan entre ellos y se cargan de electricidad electrostática.

       

    La diferencia de cargas entre distintos puntos de la nube hace que la atracción entre ellas sea cada vez mayor (los polos opuestos se atraen) y culmina en descarga eléctrica, o sea, un rayo. En la parte superior de los cumulonimbos los cristales que se encuentran en suspensión favorecen las formaciones de cargas positivas mientras que en la base de las nubes, donde la temperatura es mayor y el agua está en estado líquido, se acumulan cargas negativas.

    Las descargas se producen dentro de una nube, entre nubes o entre las nubes y el suelo (posee cargas positivas y actuaría como conductor), estos últimos denominados ramificados.

Figura 3

                                                                           

¿Por qué suenan los relámpagos?

     Estas corrientes eléctricas calientan el aire circundante a una temperatura muy elevada (aprox. 20.000ºC). Esta elevadísima temperatura hace que el aire se expanda a enorme velocidad. Pero al mezclarse con el aire frío del entorno baja bruscamente su temperatura y se contrae. Esta rápida expansión y contracción se traduce en una onda sonora que se desplaza en todas las direcciones.

     Cuando el rayo está dentro de nuestro campo de visión el sonido llega varios segundos después del destello luminoso porque la velocidad del sonido en el aire es más lenta que la del flujo de electrones.

       Por ejemplo, si un rayo se produce a 10 kilómetros de distancia, la luz del relámpago llegará a una velocidad de 300.000 kilómetros por segundo, es decir, lo veremos prácticamente en el instante, exactamente a los 10/300.000 segundos. Sin embargo el sonido viajará a través del aire a una media de 340 metros por segundo. Por eso tardaremos en escucharlo unos 29 segundos desde que vimos el fogonazo.

      Para finalizar, os dejamos un vídeo resumen de lo explicado anteriormente.

                                       Video 1

Referencias: 
http://www.rtve.es/noticias/20111104/suenan-relampagos/473219.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/Trueno

http://www.bbc.com/mundo/noticias/2013/03/130328_respuestas_curiosos_30marzo_np

-Video 1: https://www.youtube.com/watch?v=wU1EMXkXmSM

-Figura 1. 
-Figura 2
-Figura 3

Soraya Pontes López
Ylenia Parejo Rodríguez