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¿Por qué se producen rayos en la erupción de un volcán?

Imagen tomada de Nationalgeographic.com

Días atrás recibí un correo de Jorge San Martín en el que me planteaba la siguiente cuestión:

Me gustaría hacerte una pregunta después de ver algunas fotos espectaculares del volcán islandés que ha entrado en erupción en la última semana.
En esas fotos se puede ver cómo en la columna de humo que sale de la boca del volcán aparecen múltiples rayos y un montón de actividad eléctrica. ¿Porqué se produce tal actividad eléctrica en el humo?

La respuesta me la facilita Cayetano Gutiérrez Pérez, Catedrático de Física y Química y Divulgador Científico, es el autor de los libros ”Fisiquotidianía, la física de la vida cotidiana” y “La actuación frente al cambio climático”

El volcán Eyjafjallajökull, situado en el sur de Islandia, entró en erupción el 20 de marzo de 2010, y todos hemos visto, a través de los medios de comunicación, los graves problemas ocasionados, especialmente, en el transporte aéreo, debido a las enormes y densas nubes de cenizas que originó su erupción. Pero también han sido noticia las fotografías de los bellos rayos que se han formado sobre dicho volcán, cuyas causas intentaremos explicar de la forma más sencilla posible.

Los rayos en las nubes normales se forman por la separación de cargas positivas y negativas dentro de la misma, debido a que las cargas positivas de los cristales finos de agua ascienden mientras que los granizos, más pesados, descienden llevando consigo cargas negativas. Cuando la diferencia de potencial eléctrico entre las zonas con cargas positivas y las zonas con cargas negativas es muy grande (miles de millones de voltios) se produce el rayo. (*)

Curiosamente, los rayos producidos por la ceniza de los volcanes fueron descritas por primera vez por el escritor y científico romano Plinio “El Viejo”, en el siglo I, en sus notas sobre la erupción del Vesubio, que precisamente le provocó su muerte, el 24 de agosto del año 79, debido a que los gases originados por su erupción lo asfixiaron, cuando observaba dicha erupción.

Conviene saber que no todas las erupciones volcánicas producen rayos, pero en algunas ocasiones si se forman estos preciosos fenómenos meteorológicos. En el caso de un volcán, las cenizas volcánicas actúan de una forma similar a como sucede en las nubes normales. Aunque las cenizas y la roca que salen del volcán son inicialmente neutras, la diferencia de temperaturas, la fricción y los choques entre las partículas de ceniza y de los gases del volcán, hacen que se vayan cargando eléctricamente, con cargas de signo contrario (siempre que se frotan dos objetos, uno se carga con carga positiva y el otro con carga negativa), mientras la columna de gas y partículas asciende y se desplaza. Luego el propio movimiento de las partículas, debido a su diferente densidad, hace que se vayan separando progresivamente, las cargas positivas de las negativas y cuando la diferencia de potencial es suficientemente elevada se produce la descarga eléctrica, es decir, el rayo, dentro de la nube de cenizas.

 

 

(*)Para mayor información consultar el artículo “Tormentas, Rayos y Pararrayos”, de la página 260 del libro “Fisiquotidianía, la física de la vida cotidiana”, editado por la “Academia de Ciencia de la Región de Murcia”.

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