Los fundamentos del rayo
El fenómeno del rayo es una descarga electrostática natural que se produce entre dos regiones de la atmósfera cargadas eléctricamente. Estas descargas de rayos se dividen en dos categorías principales:
- Rayos dentro de las nubes (IC) y de nube a nube (CC): representan aproximadamente el 75% de todos los rayos.
- Rayos nube-tierra (CG ): representan el 25% restante y suponen una amenaza importante para las personas y las infraestructuras.
Tipos y características de los rayos nube-tierra
Centrándonos en los rayos nube-tierra, se producen diferentes tipos de descargas de rayos con direcciones y polaridades variables. En la literatura científica y en los estudios sobre protección contra el rayo, la referencia más común es el rayo negativo descendente, ya que constituye alrededor del 90% de los sucesos de CG. Esta simplificación es práctica porque los relámpagos ascendentes se producen generalmente en estructuras de más de 60 metros de altura y suelen ser de menor intensidad, comparable a la de los relámpagos subsiguientes.
Diferenciar los Flashes y los Ictus
Un relámpago se refiere a la totalidad de un evento de rayo, que puede consistir en múltiples descargas. Un rayo es una descarga individual dentro de un relámpago. Los relámpagos descendentes negativos típicos contienen de 2 a 5 descargas, siendo la primera la que generalmente presenta el pico de corriente más alto. Sin embargo, no siempre es así.
Las descargas subsiguientes se producen a intervalos de aproximadamente 60 milisegundos. Por el contrario, los destellos positivos suelenconsistir en una sola descarga. Un concepto fundamental que hay que comprender es el del rayo de retorno, que es la propagación visible del rayo hacia arriba después de que el rayo descendente entre en contacto con el suelo. Este movimiento ascendente es lo que percibimos como un rayo. La corriente de pico de la descarga de retorno es un parámetro crucial, ya que influye significativamente en el potencial de daños a las infraestructuras.
Selección de las mejores técnicas de observación de rayos
Para obtener datos fiables sobre la densidad de los relámpagos, los distintos métodos de observación se clasifican por orden de precisión, de mejor a peor:
- Sistemas de localización de rayos desde tierra (LLS) - El método más preciso y ampliamente reconocido para la detección y análisis precisos de rayos.
- Contadores de relámpagos - Proporcionan valiosos datos localizados, aunque con menor precisión en comparación con los LLS.
- Detección de rayos por satélite - Ofrece una visualización global de la actividad de los rayos, pero no distingue entre rayos nube-tierra y rayos intra-nube, lo que limita su utilidad para estudios detallados.
- Días de tormenta (Niveles Keraunic) - El método menos fiable, ya que se basa en observaciones subjetivas de la ocurrencia de truenos, lo que lo hace obsoleto para los estudios modernos de rendimiento de rayos.
Superar el nivel Keraunic
El nivel keraúnico es una antigua métrica basada en los días de tormenta, definidos como los días en los que se oyen truenos, independientemente del número de ocurrencias. Se calcula promediando el número anual de días de tormenta en un lugar determinado. Por ejemplo, un lugar que experimenta truenos 30 días al año tiene un nivel keraunic de 30.
Sin embargo, este método es muy subjetivo, ya que depende de la percepción humana: si alguien ha oído un trueno o no. A menos que se trabaje en zonas extremadamente remotas donde no se disponga de LLS, tanto las normas CIGRÉ como IEC desaconsejan encarecidamente el uso del nivel queraúnico. Si en su país se dispone de un sistema de localización de rayos, es imperativo pasar a métodos modernos basados en datos.
El papel de los sistemas de localización de rayos (LLS)
¿Qué es un LLS? Un sistema de localización de rayos es una red de sensores terrestres diseñados para:
- Detectar descargas de rayos.
- Determinar la localización geográfica de los rayos.
- Caracterizar las propiedades de los rayos, como la intensidad, la polaridad y el tipo (nube-tierra o intra-nube).
Esto se consigue captando las señales electromagnéticas emitidas durante los rayos. Varios proveedores líderes de LLS operan en todo el mundo, ofreciendo datos de alta precisión para empresas de servicios públicos e industrias. Entre ellos figuran:
- Vaisala XWeather
- Nowcast
- Météorage
- Redes terrestres
Consideraciones clave a la hora de elegir un proveedor de LLS
A la hora de seleccionar un proveedor de LLS o de evaluar los datos sobre rayos, hay que tener en cuenta los siguientes factores clave:
- Calidad de los datos - Precisión, resolución y fiabilidad de los rayos notificados.
- Cobertura de la red: algunas redes ofrecen cobertura mundial, mientras que otras se centran en zonas regionales.
- Tecnología de detección: los distintos proveedores utilizan diferentes tipos de sensores y algoritmos, lo que influye en la eficacia y precisión de la detección.
Conclusión
Comprender los fundamentos de los rayos es crucial para las industrias que dependen de datos meteorológicos precisos y de evaluación de riesgos. Con los modernos sistemas de localización de rayos, los responsables de la toma de decisiones pueden ir más allá de métodos anticuados como los niveles queraúnicos y aprovechar los datos de alta precisión sobre rayos para mejorar la protección de las infraestructuras y mitigar los riesgos.
Sobre el autor
Me llamo Florent Giraudet y soy consultor independiente especializado en tecnología de descargadores de sobretensiones y rendimiento de pararrayos en líneas aéreas. A través de mi empresa, METARRESTERS, proporcionamos servicios de consultoría, estudios, apoyo a proyectos, formación y contenidos educativos en este campo. Además, ofrecemos soluciones de software especializadas para estudios sobre rayos y gestión de datos, que permiten a las industrias tomar decisiones basadas en datos en materia de protección contra rayos y evaluación de riesgos.
