Rayos y centellas

Ricardo Davenport

Ricardo Davenport

AERTEC Solutions / Airport Planning & Design

Las tormentas son uno de los fenómenos meteorológicos más fascinantes e intensos que se dan en la tierra, sobre todo, si se es navegante. Desde que el ser humano tiene memoria, avistar una tormenta en el horizonte siempre ha sido una amenaza a tener en cuenta. Se trata de un fenómeno caracterizado por el encuentro entre dos o más masas de aire de diferentes temperaturas que desemboca en una alteración de la atmósfera. Como consecuencia, se producen fuertes vientos, lluvias, rayos, truenos, centellas y hasta nieve. Desde luego no es el escenario ideal para viajar, pero a veces no hay otra opción, hay que atravesarlas.

Cada día son varios los aviones que son alcanzados por un rayo en vuelo, pero se trata de un fenómeno que no afecta a la seguridad y que apenas altera el curso normal del viaje.

Entre todos los efectos que tiene una tormenta, uno de los más temidos es el rayo. Una poderosa descarga natural de electricidad estática que genera un pulso electromagnético capaz de crear una potencia instantánea de un gigavatio, es decir, 1000 millones de vatios.

Está claro que, aunque hoy en día los medios para poder predecir la meteorología son muy avanzados, no es posible predecir dónde y cómo se va a producir un rayo con exactitud. En el contexto aeronáutico, los aviones pueden atraer rayos, especialmente en el despegue y cuando atraviesan zonas de tormenta. De media, un avión recibe el impacto de un rayo al año. Eso ocurre en una fracción de segundo y sin que el pasajero note nada más que, posiblemente, un destello de luz en el exterior de la aeronave.

Entonces, ¿cómo es posible que salgan ilesos?

Lo que marca la diferencia es un fenómeno físico conocido como la jaula de Faraday. Este efecto es el responsable de que, cuando un rayo alcanza a un avión, la suma entre el campo eléctrico y el campo magnético en el interior sea nulo. El funcionamiento de la jaula de Faraday se basa en las propiedades de un conductor en equilibrio electrostático. Cuando la jaula metálica (el avión) se coloca en presencia de un campo eléctrico externo (el rayo), los electrones, que en un metal son libres, se mueven en sentido contrario al campo eléctrico y se colocan en uno de los lados de la jaula. De esta forma, se crea una abundancia de carga negativa y, como efecto opuesto, el extremo contrario se queda sin electrones y se forma una abundancia de carga positiva. Esto se conoce como polarización de un conductor eléctrico (polo negativo y polo positivo), que, como resultado, crea un campo magnético de igual magnitud al campo eléctrico que lo ha generado, pero en el sentido contrario. Así es como las fuerzas de ambos campos se contrarrestan y se anulan. También es importante señalar que la conducción de corriente se produce alrededor del exterior siempre que la jaula sea cerrada, tal y como sucede en los casos de un avión o un coche.

Este fenómeno también se utiliza para proteger equipos electrónicos sensibles de interferencias externas de radiofrecuencia (RFI), así como para encerrar dispositivos que producen RFI, lo que evita que sus ondas de radio interfieran con otros equipos cercanos.

En diciembre de 1963, se marcó un punto de inflexión sobre la seguridad de los aviones ante los rayos. Se produjo debido al accidente fatal del Pan Am Flight 214. Un vuelo Boeing 707 despegó desde San Juan (Puerto Rico) con destino Baltimore (Maryland). Fue alcanzado por un rayo en pleno vuelo en Elkton (Maryland), prendiendo los vapores del tanque de combustible, lo que causó una explosión en una de las alas. A las 20:59 h el avión caía en los campos de maíz de Elkton. No hubo supervivientes.

Tras el accidente, en 1967, la Federal Aviation Administration (FAA) de Estados Unidos, actualizó los estándares de seguridad de los tanques de combustibles para prevenir la ignición por impacto de rayo. En 1970, también se añadieron requisitos preventivos para otros componentes del avión. Ese accidente concienció al mundo aeronáutico sobre la seguridad en los aviones frente a los rayos. Desde aquel momento, no solo la FAA, sino también los diferentes organismos internacionales relacionados con la seguridad de los aviones han estado constantemente actualizando las medidas de seguridad preventivas referentes a este campo.

Hoy en día ya sabemos que el avión se comporta como un conductor gracias a que está compuesto de metal. Sin embargo, esto puede parecer en principio un gran inconveniente para las aeronaves fabricadas con materiales de nueva generación. Son los casos del Boeing 787 Dreamliner o del Airbus A350 XWB, fabricados con abundancia de materiales compuestos, principalmente de fibra de carbono. En el laboratorio de rayos de la Universidad de Cardiff (Gales), comprobaron el efecto que podría tener un rayo sobre una plancha compuesta de fibra de carbono. La conclusión importante que se obtuvo fue que el daño que produce un rayo sobre un material como la fibra de carbono es bastante significativo, un daño importante que puede resultar fatal en pleno vuelo.

La solución que se diseñó para contrarrestar este inconveniente fue sencilla: cubrir el material compuesto por una malla formada por algún conductor ligero. Si se coloca la malla a modo de envoltorio, es suficiente para conseguir el efecto de la jaula de Faraday en el conjunto de los componentes de materiales compuestos que forman la aeronave. De esta manera, los nuevos aviones fabricados con abundante uso de materiales compuestos son capaces de protegerse frente a los rayos sin renunciar a sus magníficas prestaciones.

Se pueden encontrar muchos ejemplos de este tipo de fenómenos, si bien aquí mostramos tan solo dos vídeos de cómo la descarga de un rayo sobre una aeronave no afecta a su vuelo.

Vídeo 1

Se trata de un vuelo de un Boeing 777-300 que volaba de Schiphol (Ámsterdam) hasta Lima (Perú). En el vídeo se puede ver cómo es alcanzado por un rayo durante el despegue, y cómo aun así siguió su vuelo con normalidad y sin ningún tipo de consecuencia. El vídeo se volvió viral antes de que el avión llegase a su destino. Los pasajeros no lo supieron hasta que tomaron tierra en Lima y lo pudieron ver con sus propios móviles.

Otro ejemplo visual del impacto de un rayo en un avión se puede ver en este otro vídeo:

Vídeo 2

Está grabado por un estudiante universitario, y en él se puede ver cómo un avión es alcanzado por un rayo en pleno vuelo cerca del aeropuerto de Seattle-Tacoma (EE. UU.) y continúa el vuelo sin ningún tipo de incidente.

Disfrute de un feliz vuelo… incluso bajo la tormenta.

Rayos y centellas

 

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