CIENCIA › DIALOGO CON GIORGIO CARANTI, DOCTOR EN FISICA, ESPECIALIZADO EN FISICA ATMOSFERICA

Cuidado, que no te parta un rayo

El jinete hipotético, atrapado en medio de una tormenta donde llueven rayos y centellas, no halla lugar donde refugiarse hasta que llega a Famaf, en cuya puerta se encuentra con Giorgio Caranti, que, como Júpiter tonante, lo espera con un rayo en la mano.

 Por Leonardo Moledo

–Dígame algo de usted.

–Bueno, pero no sé por dónde empezar.

–Por la parte profesional.... No le pido que me cuente “nací....”.

–Ah, sí, así es más fácil. Bueno: soy físico, doctorado en Inglaterra, y trabajo en Famaf, la Facultad de Matemáticas, Astronomía y Física de la Universidad de Córdoba.

–¿Y dentro de Famaf?

–Fui el fundador del grupo de física de la atmósfera de Famaf, que dirigí de 1974 hasta el 2004. Mi tema es el de la atmósfera y el tema nubes, formación, electrificación de las nubes y su deselectrificación, que son los rayos.

–¿Por qué no le explica a toda la gente que lo va a leer qué es exactamente un relámpago y qué es un trueno? Porque todo el mundo se cree que lo sabe pero...

–Nosotros tenemos una nomenclatura específica para estas cosas. El relámpago es lo que ocurre dentro de la nube, cuando se ilumina, y el rayo es lo que comúnmente se dice que cae a tierra. En realidad son dos facetas de la misma cosa. La nube por procesos microfísicos está cargada. Normalmente son varios culombios de carga que se distribuyen entre la parte alta y la baja. Las diferencias de voltaje son del orden de los mil millones de voltios, entre una parte y otra de la nube o entre una nube y tierra. Son nubes de gran desarrollo vertical: los cumulus nimbus.

–Mil millones de voltios no es poca cosa. ¿Ahí es cuando salta una chispa dentro de la nube?

–Eso es lo que la gente piensa que ocurre. Si saltara una chispa implicaría que se trata de un proceso instantáneo, y no es así... Lo que ocurre es que avanza desde una parte alta de la nube hacia abajo o viceversa lo que se llama un “líder”

–que es...

–...un conjunto de pequeñas descargas autosustentadas, a una velocidad de un décimo de la velocidad de la luz, y ese líder va ionizando, va cargando, el espacio a su paso y va abriendo un camino de iones, que no tiene mucha luz.

–¿Y entonces?

–Avanza el líder.

–Parece el parte de una batalla. Aunque en general los líderes se quedan atrás...

–... y antes de llegar al otro electrodo, que es la otra parte de la nube, se produce un arco que se ilumina a la inversa del avance del líder, se produce el arco de retorno, que viaja a un tercio de la velocidad de la luz y levanta la temperatura del aire a unos 30 mil grados. La temperatura se levanta tanto que genera mucha luz, el canal se ilumina y literalmente el aire explota y la onda de choque es el trueno.

–¿Y el rayo?

–El rayo es lo mismo, pero hacia abajo. La nube está cargada e induce también cargas a la tierra. Después de unos relámpagos internos de la nube, los líderes pueden bajar, son descargas, pequeñas chispitas, bajan hasta alcanzar un árbol o una antena por ejemplo, y desde esa estructura se produce el rayo de retorno que ilumina todo el canal ionizado que dejó el líder. El rayo principal retorna, pero en realidad ni sube ni baja, es gradual, no es instantáneo, no ocurre en los 3 o 4 kilómetros de altura del rayo a la vez. Son ondas que bajan y ondas que suben. Es un proceso gradual, el rayo no baja ni sube.

–¿Y por qué el rayo es representado en la tradición como bajando desde el cielo?

–A ojo desnudo parece que baja del cielo, pero en las cámaras de alta velocidad se ve perfectamente el proceso que acabo de describir, primero baja el líder y luego vuelve el rayo.

–¿Cuánta energía tiene un rayo?

–Unos 10 mil millones joules.

–¿Esa energía sería aprovechable de alguna manera?

–No creo, es muy difícil porque es de muy corta duración. Para que fuera útil habría que poder almacenarla y distribuirla y es muy difícil atrapar algo que dura a lo sumo 70 microsegundos.

–La historia de los rayos es muy interesante, Franklin es el primero que demuestra que el rayo es un fenómeno eléctrico, pero antes Watson lo había intuido. Creo que es un ejemplo de síntesis decir que eso que sucede en el cielo, es lo mismo que se produce frotando un peine de plástico en el pelo.

–Sí, claro, es un ejemplo de extrapolación, pero le cuento que en el laboratorio las chispas son azules y ruidosas como en el cielo, no es tan difícil producirlas. Y en esa época ya había máquinas y maneras de producirlas. O sea que en fondo no es tan impresionante.

–Me destruyó una ilusión. Y dígame.... ¿qué hacen ustedes con eso?

–Estamos interesados en conocer la fenomenología completa y también estamos interesados en lograr una aplicación práctica, queremos aprovechar la señal electromagnética del rayo, hacer la climatología del rayo, ver dónde se produce más frecuentemente, conocer la intensidad que tiene.

–¿Se puede prever la caída de un rayo?

–Si se tiene un molino de campo, un instrumento que a partir de un campo continuo, como es el de la nube, produce un campo alterno, que es fácil de medir, pasado cierto umbral, todo indica que va a caer un rayo en la inmediación. Eso se hace. Una de las técnicas para investigación es el gatillado de rayos, que consiste en disparar pequeños cohetes que cuando llegan bien alto funcionan como pararrayos y con eso se puede traer el rayo donde uno quiere, y medirlo.

–¿Todavía producen muchas víctimas los rayos?

–Sí, muchas, todos los años, y los que sobreviven quedan con el sistema nervioso muy dañado. Los pararrayos no protegen lo suficiente. La gente tiene la costumbre de ponerse bajo un árbol, y es lo peor que se puede hacer, porque el rayo cuando cae va por la superficie del árbol y si hay alguien apoyado en el tronco lo electrocuta. El mejor lugar de todos es adentro del auto, ya que va por afuera.

–Están estudiando la microfísica de los rayos, ¿qué es lo que no se sabe todavía?

–Queremos saber el mecanismo detallado de cómo se generan las cargas eléctricas en una nube. No está todavía entendido cómo se generan esas cargas. Sabemos que hay impactos entre partículas de hielo. Esa interacción hace que se transfiera carga de una a otra, pero son miríadas de impactos, de muy baja intensidad. Acá en Famaf ponemos túneles de viento, producimos partículas de hielo y medimos cargas muy débiles. Y hemos visto la fenomenología, pero el mecanismo fino todavía no lo conocemos, no sabemos por qué se transfiere la carga. Hay una serie de hipótesis y las trabajamos todas. Hay dos clases de hielo, los granicitos y los cristalitos tipo nieve. Son los pedacitos de hielo, el agua no interviene casi. Apenas las gotas de nubes se tocan coalescen, cuando una gota se une a otra para formar una gota más grande.

–¿Qué es lo que sostiene a esos pedacitos de hielo en la nube?

–No hay nubes si no hay corrientes de ascenso. Las corrientes convectivas los sostienen. Las nubes producen corrientes que al ascender se enfrían, y terminan produciéndose nubes de 10, 12 kilómetros de altura.

–¿El granizo a qué velocidad cae?

–Puede caer a 30, 40 metros por segundo.

–¿La nube es como un condensador? Como estructura general...

–Sí... algo así, sólo que no hay un electrodo definido, la carga está repartida en las partículas. Cuando se analiza en detalle una nube de tormenta se encuentra una estructura fina.

–¿Qué más hacen?

–Estamos trabajando con un tesista viendo otra cosa, el proceso que produce la descarga de esta corriente que se transfiere a las partículas dentro de la nube, y esto es lo que podría explicar el fenómeno del chaparrón. Porque hay una vieja controversia que cada tanto vuelve... ¿qué es primero? ¿El chaparrón o el rayo? Mucha gente asocia que después de un relámpago, cae el agua. El rayo podría cargar gotas, produciendo interacción con las partículas vecinas, que se atraen, y entonces de golpe se puede hacer que una partícula que no estaba creciendo empiece a crecer más rápido hasta formar una gota de lluvia. La otra hipótesis es que, mientras estaban cayendo los hielos, la fricción produjo el relámpago. Creo que son combinaciones de los dos procesos, lo estamos investigando.

–Cuando resuelvan la controversia avísenme, así yo sé si tengo que sacar el paraguas luego de ver un rayo o voy a ver un rayo cuando saque el paraguas.

–Hay segundos de diferencia. Otro de los proyectos en los que estamos trabajando es el de estaciones que localizan descarga. Instalamos estaciones en el Observatorio de Pilar, en la Conae en Falda del Carmen y en Villa General Belgrano, y con este instrumental podemos ubicarlos. En general estamos motorizando la radarización para meteorología en el país, que realmente es una de las cuentas pendientes que tenemos en esta área. Por lo pronto tenemos una muy buena relación con el Sistema Meteorológico Nacional, ahora está dirigido por un científico, dejó de estar bajo la órbita de las Fuerzas Armadas y depende del Ministerio de Defensa. Como institución se ha abierto mucho y estamos cooperando muy bien.

–Me gustaría que la foto sea a caballo de una nube de tormenta, fue un reportaje de alto voltaje.

www.leonardomoledo.blogspot.com

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