¿Qué temperatura generan los rayos?
¿Cuánta energía hay en un rayo?. Aunque pueda parecer una pregunta que ya debería tener una respuesta definitiva, resulta difícil de responder en términos cuantitativos. Las últimas investigaciones que abordaron el tema han deducido la magnitud de un rayo a partir del tamaño de las rocas formadas por él.
Más allá de que está claro que un rayo es muy potente, los científicos descubrieron ahora que generan temperaturas más altas que la de la superficie solar, por encima de los 20.000 grados centígrados.
En las arenas de la península de la Florida, el distrito de Estados Unidos en donde caen rayos con más frecuencia, se forma una nueva clase de roca ante el desarrollo del fenómeno, llamada fulgurita (un tubo hueco que se forma cuando el rayo atraviesa la arena, la vaporiza y derrite el borde exterior). Cuando la arena se enfría, cosa que sucede enseguida, el tubo hueco se convierte en un vidrio que registra el recorrido del rayo. Por definición, una fulgurita es una roca metamórfica que, transformada por el calor y la presión, deja de ser arena y se convierte en algo nuevo.
El centro de la zona peninsular de Florida alberga varias minas de arena que proporcionan materia prima para la fabricación de carreteras, cemento, campos de golf y pistas deportivas. En uno de esos yacimientos, los investigadores encontraron varios centenares de fulguritas; más de 250 se encontraban en el suelo, y muchas más en montones de escombros, filtradas de la arena antes de que esta fuese cargada en camiones.
El grosor de las fulguritas oscila habitualmente entre, aproximadamente, el del dedo meñique de un bebé y el del brazo de un hombre adulto. Las más gruesas tuvieron que formarse por el impacto de rayos con mucha más energía: una fulgurita más gruesa equivale a una mayor cantidad de arena vaporizada.
Para vaporizar la arena se necesita una cantidad específica de energía. Primero, debe calentarse hasta los 1.700 °C, aproximadamente la temperatura de la lava fundida. A esta temperatura, la arena se derrite. La arena derretida se tiene que calentar a continuación hasta unos 3.000 °C, punto en el que se vaporiza. Hacen falta unos 15 megajulios de energía para calentar y vaporizar un kilogramo de arena. Es aproximadamente la cantidad de energía que una familia media consume en seis horas, o la energía cinética que tendría un coche medio si se moviese a 483 kilómetros por hora.
Tras medir las fulguritas, se llegó a la conclusión de que la energía media necesaria para formar esas rocas fue de al menos un megajulio por metro de fulgurita formada. Se calcula la energía por metro porque, nuevamente en la mayoría de los casos, las fulguritas que se hallan están rotas.
La potencia es la energía en función del tiempo, y las mediciones de las fulguritas indican que con megajulios de energía se forman rocas en milmillonésimas de segundo. De modo que un gigavatio se queda corto en realidad; la potencia de un rayo podría ser 1.000 veces superior, con lo que llegaría al teravatio, aunque el valor medio seguramente sea de decenas de gigavatios.
Con esa energía se proporcionaría electricidad a unos 1.000 millones de casas, aunque solo durante unas millonésimas de segundo. Por desgracia, dada su esporádica e impredecible naturaleza, ninguna red eléctrica podrá nunca aprovechar los rayos de forma eficaz.
Las mediciones pusieron de manifiesto que los rayos más grandes son múltiplos de los rayos de magnitud media: uno grande puede ser 20 veces mayor que uno medio, lo cual es mucho para un sistema de protección antirrayos.
Medir la energía de los rayos es una forma de medir los daños que pueden causar: si un rayo es capaz de vaporizar una roca, ¿qué haría con la madera o los aparatos electrónicos?. La energía máxima calculada mediante el método de las fulguritas dda una idea del daño máximo que se puede esperar y, en última instancia, permite estar mejor preparados para las peores situaciones posibles.