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El día que Benjamín Franklin echó a volar una cometa (o cómo nació el pararrayos)

Ha pasado más de dos siglos y medio desde que, el 15 de junio de 1752*, Benjamín Franklin hizo volar una cometa durante una tormenta. Con ello quería demostrar la naturaleza eléctrica de los rayos y lo consiguió.

A lo largo de más de una década había estado trabajando en experimentos relacionados con la electricidad, un tema por aquel entonces desconocido  y que se atribuía (erróneamente) a poderes divinos.

Ese día amaneció tormentoso en Filadelfia, por lo que el científico pensó que era el día ideal para llevar a cabo su experimento y así poder demostrar que sus conjeturas, que aseguraban que  los rayos iban repletos de carga eléctrica, eran las correctas.

Para tal fin, Franklin construyó una cometa, cuya estructura estaba realizada con varillas metálicas, y sujeta por un largo hilo de seda. En el otro extremo ató una llave de metal.

Echó a volar la cometa y pudo comprobar cómo en poco rato ésta atraía un rayo que impactaba contra la estructura metálica y cuya descarga eléctrica bajaba hasta la llave.

El éxito del experimento le fue de gran ayuda para explicar su teoría y demostrar que los rayos podían ser atraídos por un metal y que dirigiéndolos hacia una toma de tierra se podría impedir numerosos accidentes mortales y proteger las edificaciones, que al estar construidas de madera solían acabar ardiendo tras el impacto de un rayo.

De ahí surgió su gran idea de colocar una varilla metálica en los tejados de las viviendas… acababa de nacer el pararrayos.

(*)En algunos almanaques figura como fecha de la efeméride el día 10 y en otros el 22; pero son mayoría los que dan como día exacto el 15 de junio.

 

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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.

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