Científicos rusos revelan el secreto del origen del rayo: un nuevo modelo explica la etapa clave de la formación de la descarga

Investigadores de Nizhny Novgorod han desarrollado un modelo tridimensional que muestra cómo los canales de descarga disruptiva se unen para formar un rayo

Empleados del Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia presentaron un modelo numérico que explica cómo se forma un rayo en las nubes de tormenta. Según un estudio publicado en la revista Atmospheric Research, un papel clave lo desempeña la fusión de múltiples canales de plasma en una sola red, creando las condiciones para la aparición de un "germen" de rayo incluso en campos eléctricos débiles.

"Gérmenes" de rayo modelados (resaltados en naranja) que surgen en diferentes intensidades del campo eléctrico de una nube de tormenta a altitudes de 6 y 9 kilómetros
"Gérmenes" de rayo modelados (resaltados en naranja) que surgen en diferentes intensidades del campo eléctrico de una nube de tormenta a altitudes de 6 y 9 kilómetros
Las descargas de rayos a menudo provocan lesiones y muertes, incendios, cortes de energía de emergencia y, a veces, grandes catástrofes provocadas por el hombre. El daño económico de las descargas de rayos continúa creciendo debido a la amplia distribución de la microelectrónica de baja corriente y a la tendencia hacia la digitalización de la actividad humana. Los resultados de nuestro trabajo, que mejoran la comprensión del proceso de inicio de las descargas de rayos, pueden ser útiles en el futuro para mejorar los medios existentes de protección contra rayos.
Artyom Sysoev, investigador del laboratorio de física no lineal de procesos naturales del Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia  
Ejemplos de "gérmenes" de rayos formados a altitudes de 6 (panel inferior) y 9 (panel superior) kilómetros, así como la distribución del potencial eléctrico (isolíneas) y el campo eléctrico (flechas)
Ejemplos de "gérmenes" de rayos formados a altitudes de 6 (panel inferior) y 9 (panel superior) kilómetros, así como la distribución del potencial eléctrico (isolíneas) y el campo eléctrico (flechas)

El rayo ha seguido siendo durante mucho tiempo uno de los principales misterios de la electricidad atmosférica. Se sabe que en las nubes se producen descargas frías de corta duración, las descargas disruptivas, pero hasta ahora no estaba claro cómo se transforman en un potente canal de plasma. Los científicos simularon el proceso a altitudes de 6 y 9 km, descubriendo que el rayo se origina cuando se fusionan múltiples descargas disruptivas. Cuando el cúmulo combinado alcanza decenas de metros, se convierte en una estructura autosuficiente capaz de convertirse en una descarga completa. El descubrimiento puede conducir a la mejora de la protección contra rayos para los sistemas de energía y la infraestructura, reduciendo el riesgo de accidentes.

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