Por qué las tormentas eléctricas duran entre 20 y 60 minutos

Una tormenta eléctrica, a pesar de ser un fenómeno atmosférico de gran interés científico y práctico, nunca nos hemos preguntado como se forman. Contestaremos a esta pregunta con una explicación sencilla sobre este bello, pero temeroso, fenómeno atmosférico. La NOAA, siglas en ingles de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, dice que la tormenta eléctrica es producida por una nube tipo cumulonimbus y que va acompañada de relámpagos y truenos. De estas tormentas, las más livianas suelen ir acompañadas de lluvia mientras que las severas, pueden ir acompañadas de granizo de gran tamaño y vientos de más de 95 kilómetros por hora.

Como dice la definición, para formarse una tormenta eléctrica se necesitan unas nubes especiales llamadas cumulonimbos que crecen muy rápidamente a partir de otras nubes que se llaman cúmulos, las cuales tienen el aspecto de bolas esponjosas de algodón. Para formar estas nubes se necesita aire cálido cargado de humedad. Al ser cálido, asciende a las partes altas de la atmósfera manteniéndose más caliente que el aire que le rodea. El vapor de agua que asciende con el aire se enfría y se condensa formando los cúmulos. A partir de aquí, el cúmulo puede crecer en altura debido a que en su interior se genera calor. Es el llamado calor latente que se produce al pasar el vapor de agua de la nube a líquido y en la parte superior, al estar bastante más fría que la inferior, al formarse cristalitos de hielo.

Este proceso se realiza en muy poco tiempo y, además, el aire caliente del interior de la nube evita que caigan las gotas de agua y los cristalitos de hielo. El crecimiento en altura de la nube alcanza su límite cuando el aire caliente ya no sostiene a los cristalitos de hielo o a las gotas de agua. Es cuando llueve. La nube llega hasta unos 12 kilómetros y se aplana ocupando una extensión, en forma de yunque, de decenas de kilómetros. En ese momento, en su interior se produce una corriente de aire descendente (aire húmedo) y, en el exterior una ascendente de aire seco. Y se produce la tormenta eléctrica que dura mientras se mantenga la doble corriente de aire y no se termine el vapor de agua. Suele ser entre 20 y 60 minutos. Como vemos el combustible de la tormenta eléctrica es el aire caliente y el vapor de agua, por ello los lugares donde se producen más tormentas es donde converge el aire caliente y húmedo.

Debido a fenómenos algo complejos las nubes adquieren cargas eléctricas positivas y negativas. La superficie de la tierra también tiene cargas eléctricas. El rayo, que también se llama relámpago por la luz que emite, se produce cuando la electricidad viaja entre cargas eléctricas de diferente signo. Puede producirse dentro de la nube, entre nubes o entre la nube y el aire y la nube y la tierra. Por eso hay rayos que llegan a tierra y otros que sólo vemos en el cielo.

Este último tipo de rayos, los que se producen entre la nube y la tierra, son los importantes para nosotros. Son rayos muy largos y ramificados. En su viaje calientan el aire que está a su alrededor hasta tres veces la temperatura del sol (30.000ºC). Ese calentamiento instantáneo del aire a esa temperatura produce su expansión violenta y da lugar al trueno (el sonido).

De hecho, cuando vemos un relámpago sabemos que poco después oiremos un trueno. Esta diferencia temporal se debe a que la luz viaja a altísima velocidad mientras que el sonido se propaga más lentamente. Por tanto a partir del tiempo que tarde en oírse el trueno después de ver el relámpago, podemos calcular la distancia a la que está la tormenta. Por ejemplo, si ese tiempo es de 15 segundos, la distancia de la tormenta es de 5 kilómetros. Es decir, hay que dividir el número de segundos entre 3 para conocer la distancia en kilómetros. Se estima que en la tierra hay 40.000 tormentas eléctricas al día. Si tenemos en cuenta la gran potencia energética de las tormentas y el número de ellas, tendríamos, si se pudiera aprovechar, una fuente de energía enorme sin consumir recursos naturales.