Diferencia entre revisiones de «Cómo protegerse de los rayos»

Revisión del 10:44 11 feb 2014

La mayoría de las personas ignora cómo protegerse de los rayos. No es un tema que se enseñe ni en el nivel primario de la educación formal ni en el secundario; ni siquiera en los cursos universitarios de Electricidad se le da relevancia. Tampoco son claras las recomendaciones hechas en los medios de prensa o gubernamentales. Pese a la escasa importancia dada al problema, es mucho más probable que una persona sea muerta por un rayo que —para citar un suceso muy improbable—por una maceta que cae de un balcón. Hay recomendaciones relativamente simples que pueden hacerse —en Argentina no parecen ser emitidas ni por el Servicio Meteorológico Nacional ni por los organismos municipales y provinciales de Defensa Civil— pero su puesta en práctica no puede estar sólo basada en la memorización, como una receta de cocina. Se requiere una comprensión mínima del fenómeno a fin de actuar de modo de minimizar los riesgos de electrocución. La comprensión del fenómeno y algunas técnicas de protección ante él son el objeto de este artículo.

Origen y comportamiento

Rayo que fulminó a una bañista brasileña.

El origen del rayo y los relámpagos son las cargas eléctricas que se acumulan en la superficie y el interior de las nubes. Cuando la cantidad de carga acumulada en la superficie es suficientemente grande (se darán más detalles sobre ésto más adelante) se produce una descarga de la misma hacia otra nube (relámpago) o hacia tierra (rayo). El fenómeno es similar al que se produce en los generadores electrostáticos, un frotamiento que arranca electrones de algunas partículas de agua o hielo y los acumula en otras. La acumulación se produce cuando hay un proceso temporalmente prolongado de rozamiento y acumulación, usualmente generado por corrientes ascendentes de aire en el interior de nubes de tormenta. También se producen relámpagos en el interior de la nube de polvo emitido por una erupción volcánica, donde la separación de cargas se genera por el rozamiento de las partículas sólidas y secas de ceniza.

Para que se produzcan rayos y relámpagos se requiere la presencia simultánea de gran cantidad de los dos tipos de cargas eléctricas: positivas (iones con déficit de electrones) y negativas (iones con exceso de electrones). Las fuerzas que se generan sobre las partículas que están entre ambas son enormes y, si ya tienen alguna carga, son arrastradas con gran velocidad hacia la región con carga de signo opuesto a la propia; lo que constituye una corriente eléctrica. El aire seco tiene pocos iones, pero el húmedo (como el que hay en las tormentas) tiene mayor cantidad. Sin embargo, la causa principal de las grandes corrientes características de los relámpagos y rayos es la ionización del aire (fenómeno conocido como ruptura dieléctrica) por acción de los campos eléctricos generados por las nubes, tema que se discute enseguida. Un ejemplo de ruptura dieléctrica es la que se produce en los condensadores (componentes basados en materiales aisladores de la electricidad) de un dispositivo electrónico al que se le aplica un voltaje muy superior al de funcionamiento normal.

Para que el aire se ionice hay que ejercer una fuerza eléctrica muy grande sobre sus moléculas (predominantemente de oxígeno y nitrógeno). Para esto se requiere un altísimo campo eléctrico, correspondiente a una variación de 3.000.000 de volts por cada metro de distancia entre la tierra y la nube cargada. El valor puede variar según la presión atmosférica y la presencia de humedad u otros contaminantes. Estos elevados campos eléctricos pueden ser fácilmente detectados por instrumentos apropiados, lo que permite saber cuando están alcanzando valores cercanos al de ionización (de ruptura dieléctrica) del aire.

Los campos eléctricos así generados no son uniformes, son menos intensos en las superficies planas de terreno y más intensos en las elevaciones del terreno. El aumento es máximo cuando la elevación es de un material muy puntiagudo y buen conductor de la electricidad, como un metal (caso de atractores como los pararrayos). El agua con sales de cualquier tipo es también un buen conductor eléctrico, como puede verificarse con un sencillo experimento casero usando una pila de 9 V con dos cables conectados en sus electrodos y un led conectado por el terminal apropiado al extremo de uno de ellos. Si se sumergen los cables en un vaso de agua pura, el led no se enciende; pero a medida que se agrega sal al agua, comienza a brillar cada vez más intensamente. El experimento muestra que los materiales que son aisladores cuando secos, pueden volverse conductores cuando están húmedos. Esto incluya tanto al terreno (tierra, arena, pastizal…) como a la madera.

A estas propiedades hay que sumar el hecho de que las corrientes eléctricas están siempre formadas por cargas en movimiento de un sólo signo, porque si no se cancelarían mutuamente. Estas cargas tienden a repelerse entre sí, manteniéndose lo más alejadas posibles. Por esta razón cuando circulan cargas no compensadas a través de un metal lo hacen a través de su superficie, no de su interior (efecto caja de Faraday).

La producción de campos más intensos por los objetos más altos (más cercanos a las nubes) y mejor conductores de la electricidad y la de los metales de concentrar las cargas eléctricas en su exterior, son la base de las recomendaciones que se hacen al final del artículo.

Probabilidad de ser blanco de un rayo

Vacunos muertos por un rayo en Valdez Chico (Uruguay).

Los rayos son un fenómeno frecuente que se calcula se produce unas 100 veces por segundo en todo el planeta, mucho mas frecuente pero al mismo tiempo más localizado que los terremotos, por lo que en general producen menor número total de víctimas.

Un estudio presentado en el año 2008 estima que unas 240.000 personas son anualmente blanco de rayos en todo el mundo. De ellas muere aproximadamente el 10%, 24.000.[1] El número está seguramente muy subvaluado, por lo que se puede estimar que en el transcurso de un año al menos una de cada 20.000 personas (tal vez más de 1) será alcanzada por un rayo. La probabilidad de este accidente depende críticamente del clima y la topografía, por lo que es mucho más alta en lugares donde son frecuentes las tormentas eléctricas y casi nula en aquellos donde son poco comunes o inexistentes.

En 1998 los 11 jugadores de un equipo de fútbol fueron simultáneamente muertos por un rayo en pleno campo de juego, en la provincia de Kasai (Congo), mientras que sus oponentes resultaron todos ilesos[2]. En septiembre de 2008 un rayo cayó sobre un alambrado en un campo de Valdez Chico (Uruguay) matando simultáneamente 52 vacunos que pastaban junto a él, como se muestra en la fotografía adjunta[3]. Esta irregularidad de comportamiento de los rayos, también ilustrada por su curso zizagueante en el cielo. Tiene que ver con las impredecibles variaciones del campo y de la resistencia eléctrica del aire y del suelo. Las napas subterráneas de agua, la concentración de minerales en el suelo y la humedad del aire pueden tener consecuencias importantes sobre este comportamiento.

Efectos sobre las personas y animales

Recorrido de la corriente en el cuerpo de una persona fulminada.

El recorrido de la corriente en el interior de las personas sigue la regla general de búsqueda del camino de menor resistencia eléctrica. Uno de esos caminos son los nervios, órganos cuya característica principal es justamente la capacidad de conducir fácilmente la electricidad mediante iones de sodio y de potasio.

El efecto principal de la intensa corriente eléctrica generada por un rayo es generar calor, que si es suficientemente grande puede dañar de modo irrecuperable los órganos internos que atraviesa. El principal efecto dañino no es el calor (la duración de las corrientes es muy breve, un diezmilésimo de segundo) sino la perforación de las membranas celulares (electroporosidad). En el caso del sistema nervioso hay una consecuencia que es crucial tener en cuenta: la paralización de la función respiratoria y cardíaca. Si la persona fulminada no respira o no tiene pulso hay que aplicarle de inmediato técnicas de respiración forzada y reanudación del ritmo cardíaco (presión regularmente repetida sobre la caja toráxica y el corazón).

Cómo protegerse

A continuación se da, en base a los argumentos antes dados, una lista de lugares ordenados del más seguro al más peligroso. El primer lugar es el más seguro de todos, el último, el más peligroso. En consecuencia, de acuerdo a lo que el entorno brinda, debemos elegir el lugar que esté más arriba en la siguiente lista:

1. El interior de una estructura metálica que nos rodee completamente, aunque tenga agujeros como los de una tela metálica (pero es importante que por ellos no pueda pasar un dedo). Por ejemplo, un contenedor metálico de cargas. Estos lugares se denominan cajas de Faraday, por el físico inglés que las inventó, y brindan seguridad total.
2. El interior de un edificio provisto de pararrayos. La conexión del pararrayos a tierra debe estar aislada y lejos del alcance de las personas o animales.
3. Una aproximación a una caja de Faraday es el interior de un vehículo con techo metálico (los de techo transparente no brindan protección) con todas las ventanillas bien cerradas. Si cae un rayo sobre la carrocería la corriente se distribuirá sobre la parte más exterior de la misma, descargándose a tierra. Después del impacto de un rayo puede quedar carga residual en la carrocería, por lo que antes de bajarse o de sacar las manos al exterior (no bajar las ventanillas), hay que tocar una pared con la carrocería (no es necesario rayarla o abollarla, un breve contacto suave es suficiente). Mejor aún es contar con un "chicote" de los usados para evitar la acumulación de carga estática, descargándola a tierra.
4. Las instalaciones metálicas de la mayoría de los edificios pueden conducir las corrientes de forma segura e inofensiva a tierra. Sirven para ello las vigas metálicas o hierros de construcción embutidos en hormigón y las cañerías de agua. La instalación eléctrica tiene problemas porque usualmente no cuenta con buena toma de tierra. Los aparatos eléctricos de cualquier tipo son peligrosos y hay que desenchufarlos siempre que sea posible. También las luces eléctricas colgantes de cualquier modelo. Siempre hay ubicarse en un sitio alejado de estas instalaciones y dispositivos, aunque no importa si se está sentado o de pie. No se debe operar un aparato eléctrico ni abrir una canilla de agua mientras dure la tormenta eléctrica.
5. Recostados boca abajo sobre un terreno seco y bajo.
6. Recostados en un sitio seco elevado sobre el terreno circundante, sea una loma o la azotea de un edificio.
7. Recostados boca abajo sobre un terreno húmedo horizontal.
8. Debajo de un árbol, un poste o dentro de una casilla de madera. Si están húmedos son mucho más peligrosos.
9. En el interior de un edificio techado con chapa metálica.
10. Parados en el agua. Si no podemos salir a terreno seco, debemos hacer la plancha.
11. Cerca de cualquier objeto metálico largo (alambrado…) o grande (bidón…) o alto (antena…), aunque esté conectado a tierra.
12. Tocar un pararrayos ocasione una muerte casi segura. Los pararrayos, de alcance limitado (un radio sobre el terreno de 2 o 3 veces su altura), deben estar protegidos por estructuras que sean aislantes de la electricidad (especialmente cuando estén mojadas).

Preaviso

El primer preaviso es la formación de una tormenta con relámpagos que se acerca a nosotros. El fácil determinar la distancia a que está una tormenta eléctrica estimando el tiempo transcurrido entre el instante en que se ve un relámpago o rayo y el comienzo del trueno correspondiente (el sonido producido por la expansión violenta del aire en el camino de la corriente eléctrica).

La velocidad de la luz es muy grande, recorre unos 300.000 km en 1 segundo. Podemos entonces considerar que vemos el resplandor casi en el mismo momento en que se produce: si está a 3 km de distancia, lo vemos 1/100.000 de segundo después. La velocidad del sonido, en cambio es muy baja, recorre unos 330 m en 1 segundo, aproximadamente 1/3 de kilómetro en 1 segundo. La demora con que percibimos el trueno nos da, entonces, la distancia a que se produjo la descarga. Dividiendo la demora en segundos por 3 se obtiene, en kilómetros, la distancia a que está de nosotros. Por ejemplo, si contamos 9 segundos la tormenta eléctrica está a 3 km de distancia. Mediciones sucesivas de la demora permiten saber si la tormenta eléctrica se está acercando o alejando de nosotros, o si se mantiene a distancia más o menos constante. Si se acerca, váyase a su casa o a lugar seguro.

Algunas personas no saben como contar los segundos con precisión suficiente. Una guía simple es tomarse el pulso, que en condiciones normales es de aproximadamente 1 pulsación por cada segundo. Otra es contar con palabras de 3 sílabas, cuya pronunciación normal dura aproximadamente 1 segundo: cientoún, cientodos, cientotrés, cientrocuá, cientocín, cientoseis...

Un preaviso más preciso es la medición de los campos eléctricos en el lugar donde se está. Hay instrumentos comerciales que permiten conocer su valor y tendencia de crecimiento y su cercanía a los valores peligrosos. Aunque el costo es elevado, unos USD 2.000, se justifica ampliamente colocarlos en lugares donde hay tormentas eléctricas frecuentes y mucha gente, caso de las playas concurridas.

Fuentes

• Atmospheric Electric Field Monitors. Instrumentos de medición de campos eléctricos, conectables a PC y sistemas de alarma.

Fuentes generales

• Lightning Safety: When Thunder Roars, Go Indoors! (Protección de los rayos: ¡cuando truene, vaya al interior de un edificio!]. Recomendaciones del servicio meteorológico de EEUU.