Los últimos sucesos climáticos en la costa y en pleno Gran Buenos Aires suscitan grandes interrogantes. El doctor Osvaldo Canziani, físico y meteorólogo argentino -quien integra el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático de Naciones Unidas-, explica la importancia de conocer estos fenómenos para poder mejorar las medidas de alerta y seguridad.
La existencia de cargas eléctricas en nuestro entorno es un hecho conocido. Cuando las emisiones de radio y televisión, o las comunicaciones telefónicas están perturbadas, solemos referirnos a las descargas estáticas o “estáticos”, como perturbadores de la transmisión de las ondas portadores de las voces, música e imágenes. Es muy probable que nuestros conocimientos de Física nos permitan recordar que frotando una barra de vidrio, u otro material aislante, podemos observar la atracción de trozos de papel y materiales livianos, como ocurre con los imanes que atraen metales ferrosos.
Esta propiedad de generar campos electrostáticos fue puesta en evidencia en el año 1.600, por William Gilbert, médico de Isabel I, reina de Inglaterra, que frotó barras de ámbar y vidrio, que atrajeron cuerpos livianos, como ya se mencionó. Electrón, nombre griego del ámbar, originó la designación de “eléctrico” al fenómeno observado por Gilbert.
Más tarde, fue la capacidad de observación, el tesón y la habilidad de Benjamín Franklin quién, en 1752, postuló la existencia de cargas eléctricas en las nubes. Su pragmatismo le condujo a realizar experimentos que le permitieron verificar la existencia de dichas cargas eléctricas. De esa manera desarrolló el “pararrayos”, aparato que, de alguna manera, reducía los efectos de las descargas eléctricas sobre el suelo. El mismo principio, puesto en evidencia hace más de 260 años, sirve para reducir los efectos de este tipo de descargas naturales sobre aviones en vuelo y barcos en navegación.
Los procesos atmosféricos generadores de descargas eléctricas son bien conocidos en los ámbitos científicos. Sin embargo, la mayoría de la población desconoce las causas físicas que dan origen a los rayos, relámpagos y truenos que resultan de la actividad eléctrica dentro de las nubes de tormenta. Tampoco está informada sobre las perturbaciones que las tormentas y otros procesos eléctricos causan sobre la salud y el bienestar humano.
Además, aunque percibidos por muchas personas, los efectos de las cargas eléctricas que se acumulan en personas, vehículos en movimiento y en partículas diversas, que se cargan por fricción, producidas por corrientes de aire horizontales y verticales, son poco conocidos. La Medicina nos informa que son causa de desasosiego, como ocurre cuando se tiene contacto con objetos cargados que, inclusive, pueden ser personas que acumulan cargas por fricción. Ello ocurre cuando transitan por pisos alfombrados, particularmente en ambientes secos. También suelen experimentarlos personalmente, cuando el peine, con el cual se aliñan cabellos limpios y secos, produce cargas electrostáticas. Estas se ponen en evidencia por el chasquido de la descarga o por las pequeñas chispas que pueden observarse en recintos poco iluminados.
También la proximidad a cargas eléctricas intensas, sean naturales, como las que generan descargas de rayos en las nubes, de nubes al suelo y del suelo a las nubes, o artificiales como los campos electromagnéticos en las proximidades de líneas transmisoras de energía eléctrica de alta tensión, origina efectos sobre las personas. Debemos tener en cuenta que las descargas de energía, mediante las cuales se reciben las comunicaciones por teléfono celular pueden, también, producir efectos negativos sobre las personas, la seguridad sanitaria exige estudios profundos en esta materia. Como se menciona más adelante, esta y otras cuestiones relativas al impacto de las descargas electrostáticas y los flujos electromagnéticos intensos, han integrado las fuentes de “contaminación del aire”.
Eventos ocurridos recientemente demuestran que las descargas de rayos, relámpagos y centellas, al aire libre, producen lesiones y muerte, dependiendo de la proximidad al punto de impacto. Sin embargo estudios disponibles son escasos y para ciertos rayos, como los rayos globulares, la información disponible es incompleta. También se sabe del malestar que generan las cargas electrostáticas en ámbitos cerrados y en tormentas de polvo y arena.
Claro que, como sabemos, podemos deleitarnos con meteoros eléctricos, como ocurre con la observación de las auroras polares y los “fuegos de San Telmo”, que iluminan los mástiles de barcos a velas, por efecto del campo eléctrico terrestre.
Sin embargo, la mayoría de la población desconoce la existencia de estos campos, de presencia permanente en nuestro entorno ambiental, en los cuales, con tiempo bueno y en condiciones de tormentas eléctricas, estamos inmersos. Desde el comienzo de los tiempos, nuestros ancestros reconocieron el impacto d las tormentas eléctricas sobre los sistemas naturales y, como lo relata la tradición, es probable que el primer contacto del ser humano con el fuego, haya resultado de un incendio natural, causado por rayos que iniciaron fuego en un bosque. Muchos menos son quienes están informados sobre sus efectos fisiológicos y psíquicos y sobre las interacciones con otros campos del sistema solar, como la magnetosfera y los vientos solares.. Sin embargo, disponemos de información práctica, sobre la importancia de estas interacciones en las comunicaciones, dentro y fuera del sistema solar.
En cuanto hace a nuestra salud y bienestar, quienes se han ocupado del tema han hallado que nuestro sistema nervioso reacciona frente al campo eléctrico terrestre, sus variaciones y los campos inducidos. Las descargas de los rayos, nos afectan debido a que las moléculas cargadas de energía son estímulos eléctricos y químicos que tienen consecuencias, aún no determinadas convenientemente, sobre la salud humana. Al respecto, recordemos que la definición de la Organización Mundial de la Salud (OMS).
“La salud humana es un estado de bienestar físico, mental y social completo, no solamente la ausencia de enfermedad o malestar”
Algunos estudios médicos, particularmente en lo inherente al bienestar humano, iniciados en 1980, han explicado fenómenos y procesos vinculados a las “estímulos electromagnéticos” derivados de los eventos de la temperie,
que consideramos más adelante. De todas maneras es necesario destacar que, frente a los cambios globales, esta cuestión continúa siendo una materia pendiente, en particular por los efectos de la exacerbación de los eventos extremos de la temperie y el clima,
Esta introducción, pone en evidencia las deficiencias que mostraron las improvisaciones y las magras explicaciones, con las que se trataron los problemas enfrentados por la comunidad veraniega de las playas bonaerenses, ha comienzos del año 2014. Las desgraciadas situaciones registradas ponen en evidencia que el desconocimiento de las particularidades del campo eléctrico, en situaciones de tormentas intensas, y muestra que no se tomaron las precauciones del caso. La falta de una educación ambiental apropiada, tanto en el personal de vigilancia, como, masivamente, lo demostraron los veraneantes presentes, demuestra que, si existiera educación ambiental, personal y comunitaria, las normativas y reglas de comportamiento no estarían fundamentadas en un conocimiento cabal de los procesos que nos ocupan.
En fin, las reacciones apuradas de ciertos niveles de decisión han hecho evidente que las recomendaciones efectuadas carecen de sustento racional. Esta situación pone en evidencia una vez más la dicotomía Ciencia-Política que, al afectar situaciones puntuales como la que nos ocupa, muestra, una vez más, la incompetencia de los niveles de decisión, en el tratamiento de los problemas derivados de los flagelos ambientales, que afectan a las condiciones de seguridad necesarias para lograr el progreso sostenible de la comunidad nacional.
Resumiendo, el conocimiento científico-técnico sobre la materia es pobre e incompleto, está desactualizado y no considera los efectos coadyuvantes de las distintas componentes del Cambio Ambiental Global. Esto explica porque no se observan acciones precautorias apropiadas, tanto preventivas como de manejo de riesgo y prevención de desastre.
El Campo Eléctrico Terrestre: Causas y Efectos
El campo eléctrico terrestre es una particularidad, que hace evidente los procesos físicos que resultan de sus emisiones radioactivas y su campo magnético, que constituyen el sistema electromagnético terrestre. Dicho de otra manera, es el sistema eléctrico propio del planeta, resultante de los movimientos normales de las cargas eléctricas entre las diferentes capas de su atmósfera, especialmente de la ionosfera y de sus interacciones con el flujo de fotones solares ionizantes, gobernado por la magnetosfera terrestre. También alimentan a este circuito eléctrico atmosférico global otras partículas ionizantes y radiaciones, como los rayos gamma, provenientes del espacio exterior.
El fenómeno eléctrico fundamental de la baja atmósfera es el campo eléctrico vertical que, en condiciones de cielo despejado, está dirigido hacia abajo. Esto implica que la superficie terrestre tiene una carga negativa y la atmósfera una positiva.
La densidad de carga en la superficie conductora de la Tierra es de alrededor de 3 unidades electrostáticas negativas por metro cuadrado. En condiciones de buen tiempo, la carga eléctrica terrestre total suma alrededor de 5 x 105 Coulombs.
En función de estos valores, la intensidad del campo eléctrico vertical tiene un máximo, promediado sobre la superficie terrestre, del orden de 120 volts por metro. Sobre los océanos es de unos 130 Volts por metro. En zonas industriales, donde el aíre está muy contaminado, el campo eléctrico es realzado de manera considerable, con valores medios que, en Kew (UK), alcanza unos 370 Volts por metro.
La intensidad de campo (o el gradiente del potencial eléctrico) disminuye con la altura, a la altitud de 10 Km, reduciéndose sólo el 3 % de su valor en la superficie. Sin embargo el potencial de la atmósfera, con respecto a la superficie terrestre, aumenta con la altitud hasta, aproximadamente los 20 km, por encima el potencial permanece sensiblemente constante en un valor del orden de 4 x 105 Volts. El pequeño gradiente del potencial existente por encima de los 20 km de altitud indica que, a esos niveles, el aire es altamente conductivo. Aparentemente no hay variaciones anuales del gradiente de potencial sobre el mar, pero las estaciones terrestres muestran un máximo en el invierno y un mínimo en el verano.
Evidentemente, las tormentas eléctricas y las descargas de sus relámpagos producen cambios en el campo eléctrico terrestre, sobre tierra y mar. Las primeras determinaciones confiables de las cargas involucradas en los procesos tormentosos fueron hechas por C.T.R Wilson (1920), que midió los cambios en el campo eléctrico vertical, producidos por las descargas de los rayos.
Sin considerar la extremadamente intensa carga eléctrica, existente en la ionosfera, ubicada en los límites extremos de la alta atmósfera, por encima de los 85 kilómetros de altitud, podemos comprobar que, en nuestro habita atmosférico, por debajo de los 1000 kilómetros de altitud, hay siempre una cantidad de cargas positivas y negativas. Si bien estas cargas no muestran un patrón ordenado en su distribución espacial, su balance es netamente positivo. En cambio la superficie terrestre cargada negativamente.
Tal es la situación en días con “buen tiempo”. Cuando la temperie se presenta con nubosidad creciente, se registran cambios en el balance de las cargas atmosféricas. Sin embargo, se mantiene la distribución desordenada. En las nubes de tormenta, las corrientes ascendentes y descendentes generan nuevas cargas, incrementando la diferencia de potencial entre segmentos de la nube.
Es oportuno destacar que las condiciones de la humedad absoluta, medida como una relación de mezcla, entre los gramos de vapor de agua por kilogramos de aire seco, así como las reacciones químicas que tienen lugar sobre la Tierra y en los procesos de acidificación de las nubes, pueden liberar partículas cargadas en la atmósfera. El proceso de condensación por el ascenso de masas de aire húmedo, genera las gotas de nubes. Procesos que no se mencionan aquí, dan origen a gotas de lluvia y cristales de hielo. En condiciones meteorológicas de actividad convectiva intensa, también se puede formar granizo. Debido a la fricción y a la ruptura de gotas de diámetro aparente del orden de 5 milímetros o más, también se generan cargas eléctricas, que hacen de las tormentas máquinas generadoras de importante cantidad de cargas eléctricas Este proceso de separación de cargas fue estudiado por P. Lenard, en 1892.
Como se ha mencionado, el campo eléctrico atmosférico presenta variaciones diurnas y muestra cambios en el valor medio de 120 volts por metro de altura, sobre la tierra plana y de unos 130 Volts por, metro sobre el mar calmo. La conocida propiedad de la electricidad de escapar por las puntas hace que sobre suelos con topografía marcada, el gradiente vertical del potencial cambie. También los obstáculos artificiales, como las construcciones, producen esos cambios. Estas condiciones son más efectivas en caso de cielos cubiertos y con tormentas, según veremos más adelante.
Las mediciones de la electricidad atmosférica son mediciones de diferencias de potencial entre puntos de la superficie y puntos la atmósfera, por encima del suelo. Estas mediciones indican que los valores del potencial difieren con las características geomorfológicas del terreno. Se han medido diferencias de 3000 Volts entre distancias del orden de 30 metros. Las cargas que definen el campo eléctrico y, consecuentemente, la diferencia de potencial del campo eléctrico con la altura, también muestran variaciones estacionales.
A manera de comentario adicional, es oportuno alertar a quienes pudieran pensar en la utilización del campo eléctrico terrestre como fuente de energía renovable, que en la atmósfera inferior, la conductividad es muy baja. Esta conductividad depende de la existencia de iones producidos por los materiales radioactivos del aire y el suelo y por los efectos de los rayos cósmicos que alcanzan la superficie. Los iones se clasifican en iones pequeños que consisten en una molécula cargada, aislada y rodeada por un conjunto de algunas moléculas neutras. Ello hace que posea una movilidad de alrededor de 1,5 centímetros por segundo, por volt. Los iones más grandes, conformados por conglomerados de iones más pequeños, unidos a una partícula neutra, pero más grande, tienen movilidades del orden de 10-4 centímetros por segundo, por volt (*). La concentración promedio de iones pequeños es mayor sobre el océano que sobre la tierra.
Esta escasa conductividad es la razón por la que las cargas, por ejemplo, las generadas por la fricción que se produce al caminar sobre alfombras sintéticas, se acumulen en el cuerpo de personas que las descargan abruptamente, en contacto con los cuerpos que contactan, inclusive lo hacen con otras personas. Las descargas son más importantes cuando la persona cargada tiene baja conductividad corporal. Volveremos sobre esta cuestión al tratar el tema de la salud y el bienestar humano, ante los efectos del campo eléctrico y sus variaciones.
(*)10-4 cm = 0,0004 cm.
Breve relato de las causales externas del campo eléctrico terrestre
Refiriéndonos a las causales externas, ellas tienen su sede en el espacio exterior y en el espacio próximo a la atmósfera. En el espacio exterior la magnetopausa fluye a lo largo del límite de la magnetosfera y el plasma que la rodea. Los fenómenos eléctricos del plasma son gobernados u organizados por este campo magnético. La mayoría de las partículas solares son desviadas, desplazándose en ambos lados de la magnetopausa. Algunas de estas partículas son atrapadas por el campo magnético y construyen cinturones de radiación. El cinturón de Van Allen es un cuerpo de forma toroide (semejante a una rosca pastelera), formado por partículas cargadas de energía. Se trata de un plasma que rodea a nuestro planeta, atrapado por el campo magnético terrestre. No todos los planetas del sistema solar tienen esta propiedad, ni disponen de campos magnéticos externos.
En altitudes que exceden al límite de la atmósfera, aproximadamente a 1000 kilómetros sobre el nivel del mar, su carga eléctrica constituye un elemento continuo, denominado “electrosfera”. Es un estrato que rodea a la Tierra y se extiende por encima de la atmósfera hasta la ionosfera. Esta capa posee una elevada conductividad eléctrica y, esencialmente, se mantiene a un potencial eléctrico constante. La ionosfera es el borde interior de la magnetosfera y es ionizada por la radiación solar. La fotoionización es un proceso físico por el cual un fotón que incide sobre un átomo, ión o molécula produce la eyección de uno o más electrones, modificando la carga eléctrica del entorno afectado que, en el caso que nos ocupa, es la atmósfera.
No olvidemos que otras formas de carga de la atmósfera incluyen los procesos de evaporación del agua de la superficie terrestre, con la formación de hidrometeoros como las nubes, las precipitaciones de agua, nieve y granizo, cuya fricción en el seno de las nubes genera cargas electrostáticas. Además, la fricción de partículas de suelo y las reacciones químicas que se producen en la superficie y liberan partículas cargadas a la atmósfera. Además, el aire es ionizado por la acción de los rayos cósmicos, la radiación ultravioleta del Sol, la radiación de sustancias radioactivas que se encuentran en la Tierra y en el aire y por las propias descargas eléctricas que se producen en la atmósfera.
Las descargas de líneas transmisoras de energía eléctrica y los campos electromagnéticos artificiales (caso de las comunicaciones mediante teléfonos celulares), también tienen efectos sobre el campo eléctrico terrestre. En algunos países, estas radiaciones electromagnéticas forman parte de una forma de contaminación adversa a la salud y el bienestar humano.
De todas maneras, como veremos más adelante, las variaciones del campo eléctrico tienen efectos, importantes y escasamente conocidos, sobre la salud y el bienestar de los seres vivos. Unos adversos como los rayos, relámpagos, centellas y truenos, o las modificaciones de la intensidad de campo. Otros beneficiosos, en entornos con predominio de cargas negativas.
En fin, recordemos que la electricidad atmosférica es la causa más frecuente de desvíos o cancelación de la transmisión de ondas electromagnéticas
Los procesos adiabáticos sobre el aire atmosférico producen el calentamiento de las masas de aire descendentes, como ocurre con el viento Zonda, de Cuyo, que eleva marcadamente las temperaturas sobre el suelo, produciendo el malestar de las personas y animales. Estas condiciones se agravan cuando, como ocurre con el viento que produce fricción de partículas de polvo y arena, que generan eléctricas, en condiciones de sequedad del aire. En el sur de Europa el caso del viento denominado “siroco”, produce alteraciones del campo eléctrico local, debido a su alto grado de sequedad.
Las corrientes ascendentes enfrían a las masas de aire, dando origen a la condensación de su contenido de vapor de agua. Así se forman las gotitas de nubes y de nieblas. Las gotas de nubes, una vez adquirido un tamaño apropiado, suelen romperse, originando cargas positivas y negativas.
En el ascenso, alcanzadas las temperaturas de congelación, la formación de cristales conduce a la formación de cargas electrostáticas, por fricción entre ellos, aportando a la carga eléctrica de las nubes de tormenta.
Valga mencionar que el granizo depende del proceso de evaporación de las gotitas/gotas de agua en mezcla con cristales de hielo, con una temperatura de entorno del orden de 32º C bajo cero. La diferencia de tensión de vapor sobre el agua y el hielo produce la evaporación de las gotitas y su coalescencia con los cristales de hielo, iniciando la formación de granizos. El tamaño de los mismos es función de las veces en que se repite la evaporación de gotitas y su pasaje a formar parte del granizo inicial, que, aumentando su peso, inicia el descenso hacia la superficie terrestre. Que caiga menos rápido depende de la intensidad de las corrientes verticales, dentro de la nube. En consecuencia, el grado de inestabilidad de la masa aérea que genera a la nube, así como su contenido de humedad absoluta, definen el tamaño del granizo, que puede alcanzar el tamaño de pedrisco en células convectivas intensas.
Algunas observaciones de tormentas eléctricas
La carga medida con el equipo diseñado por C.T.R. Wilson y T.W. Wormell, en la serie de observaciones realizadas por Wormell (1939) y Pierce (1955), permitió determinar valores absolutos del campo vertical a nivel del suelo. Los resultados mostraron que, en las tormentas registradas sobre Inglaterra, la relación entre los números de cambios de los campos positivos y negativos cayeron de alrededor 4,4 para relámpagos dentro de los 5 km de distancia a 1,1 a 30 km del instrumento, permaneciendo constantes cuando el relámpago se producía más lejos de esta última distancia.
Estas cifras indican los efectos de las descargas de estos meteoros y los cambios abruptos del campo eléctrico, como resulta fácil suponer, disminuyen con la distancia de la fuente. Estas mediciones confirman la necesidad de alejarse de una nube de tormenta cuando el trueno que sigue al relámpago se escucha inmediatamente después de haberlo percibido visualmente.
Una simple medida de precaución, fácil de ejecutar, consiste en medir el tiempo transcurrido entre la visualización de un relámpago y la percepción del trueno que genera. Como la velocidad de la luz es de 300.000 kilómetros por segundo, su percepción visual es prácticamente instantánea; sin embargo, como la velocidad del sonido es de unos 325 metros por segundo, el número de segundos transcurridos entre las dos percepciones, la visual y la auditiva, permite determinar aproximadamente la distancia de la descarga y alejarse convenientemente del núcleo de las descargas. Un intervalo de 10 segundos indica que la tormenta eléctrica se encuentra, aproximadamente, a unos 3 kilómetros del sitio del observador. Esta distancia es más que segura.
Evidentemente, en los casos en que la percepción de la luz y el sonido es casi instantánea, es oportuno y necesario alejarse de la zona de tormenta. Ello se debe a que las variaciones abruptas del campo eléctrico pueden producir shocks y molestias físicas y psicológicas, dependiendo de la condición electrostática del individuo receptor, que varía de persona a persona.
Electrificación de las nubes
El campo eléctrico de la Tierra, como planeta integral, cuyos orígenes hemos mencionado, se observa sobre el terreno, los mares y océanos y en la atmósfera. Sin embargo, también existen procesos de electrificación de las nubes que tienen características particulares.
Las nubes son unidades dinámicas dentro de las cuales se desarrollan diversos procesos físico-químicos. Un caso particular es el de nubes formadas por las corrientes ascendentes, mediante las cuales se transmite hacia la atmósfera el calor acumulado por intercepción de la energía solar, sobre los distintos tipos de suelo –tierra firme, aguas continentales y marinas. Como quizás recordemos, la escuela nos enseñó que este proceso de transmisión de calor se llama “convección”. Ello origina la designación de “nubes convectivas” para las nubes de desarrollo vertical, normalmente instaladas en la troposfera, aunque a veces la excedan. Recordemos que la troposfera es la capa atmosférica inferior que, desde el suelo, se extiende hasta unos 11 kilómetros de altitud.
Habida cuenta que la naturaleza heterogénea de los suelos, sean llanuras sin vegetación, pastizales, bosques, lagos, estuarios, mares, etc, interceptan a la energía solar de maneras diferentes, debemos esperar una distribución heterogénea de las corrientes convectivas. Si pudiéramos hacerlas visibles comprenderíamos las razones que tienen quienes practican vuelo a vela cuando eligen sus rutas en función de la ubicación de tales corrientes convectivas. Ellas interesan también a quienes vuelan ”parapentes”-(paracaidas de pendiente), en búsqueda de records de distancia.
La observación de los procesos eléctricos en la nube, junto con mediciones ha permitido asumir que un sistema de inestabilidad convectiva puede estar constituido por varias células convectivas. La heterogeneidad de los suelos, las características geomorfológicas y la naturaleza de la superficie calentada por el Sol. La evidencia que dan las descargas entre nubes de un mismo sistema, indica que los procesos de carga eléctrica estos sistemas y, consecuentemente, sus interacciones con el suelo son variables, condición que aún deben estudiarse en profundidad.
De todas maneras, las cargas podrían distribuirse entre positivas y negativas, con predominio neto de las cargas positivas, que luego descargan hacia el campo negativo de la Tierra, produciendo rayos de intensidades, tamaños y configuraciones distintas, según se formen y se combinen las energías eléctricas de las distintas células nubosas que adicionan las intensidades de sus campos eléctricos.
La formación de campos eléctricos intensos en las nubes está básicamente asociada con la separación de cargas eléctricas positivas y negativas, dentro de las nubes. Ello ocurre por ionización, por fricción de cristales de hielo y, de manera importante, debido a la ruptura de gotas de lluvia de diámetro aparente de 5 o más milímetros. Al desintegrarse por efecto de las corrientes violentas, en nubes de inestabilidad, o durante su caída, en forma de precipitación, las gotitas resultantes adquieren cargas eléctricas positivas y negativas. Este proceso físico fue descubierto por el físico alemán P.Lenard, en 1892.
Los procesos de generación de electricidad en las nubes convectivas, adquieren niveles elevados en los procesos atmosféricos que conducen a la formación de cumulonimbus. Este tipo de nubes actúa como una máquina electrostática instalada en cada lugar de la Tierra, donde descarga su energía eléctrica y crea los mismos temores que sufrieran los primeros habitantes de este planeta, con respecto al poder destructivo del relámpago. La magia del trueno- Deo tonanti; Deo fulminatori, o el altisonante vocablo Tonnerre, de los franceses, explican porque esta magia entró en las religiones y en el folclore de los pueblos primitivos.
En “El vuelo de los Rayos”, publicado en 1950 por B.F.J.Schonland, miembro de la Royal Society y especialista en electricidad atmosférica, el autor destaca que el objetivo de su trabajo científico y de su libro es mantener el interés en el desarrollo general de la este segmento de las Ciencias Atmosféricas, así como informar a quienes muestran preocupación por la electricidad atmosférica y por las medidas de protección requeridas para reducir sus efectos nefastos.
Interacción nube-suelo
Las investigaciones disponibles indican que los cambios en la cantidad de carga eléctrica en las nubes producen variaciones del potencial eléctrico sobre el suelo. A este respecto, recordemos que en condiciones de la temperie con cielo despejado, el campo eléctrico en superficie es del orden de 120 Volt por metro de altura. Sobre el mar es de unos 130 Volt por metro.
En las situaciones meteorológicas de cobertura con nubes de tormenta, ese potencial puede alcanzar valores excepcionales de 10.000 Volt por metro y no debiera exceder los 20.000 Volt por metro, en caso de tormentas severas.
La situación cambia inmediatamente después de la descarga de un rayo, cuando la tormenta eléctrica se encuentra a una distancia inferior a 2 kilómetros. En estos casos las variaciones del campo eléctrico en el suelo pueden estar entre los 10.000 y 60.000 Volt por metro.
Las observaciones muestran que la relación entre el número de descargas dentro de la nube y hacia el suelo varía entre 50 a 1 y 5 a 1. La media es de e10 a 1. Por eso las imágenes muestran más relámpagos en altura que entre nube y el suelo.(adjuntar dos o tres fotos de rayos)
Otros datos de interés, para informarnos sobre la intensidad de los eventos eléctricos en la atmósfera son los que indican que los rayos estallan entre puntos de diferencia de potencial marcada, que llega a exceder los 300.000 Volts.
La cantidad de energía liberada por una tormenta eléctrica promedio es de una 10 millones de KWh. Esta es la energía equivalente a la explosión de una cabeza nuclear de una bomba de 20 Kilo-toneladas. En los casos de tormentas severas, la cantidad de energía liberada puede ser entre 10 y 100 veces mayor. Las corrientes eléctricas generadas por estas descargas pueden ser de decenas de kilo-Amperes y transferir cargas eléctricas, entre la nube y el suelo, de unos 5 Coulombs, con entrega de energía de centenas de Mega Joules. Esta cantidad de energía se refleja en un marcado incremento de la temperatura, en el punto de impacto, que puede alcanzar, aproximadamente, los 4.000º C.
Los valores de estas variables del campo eléctrico terrestre, en situaciones de tormentas, justifican que su impacto directo sobre una persona o grupos de ellas tenga efectos letales y que, a las distancias mencionadas ya, se originen condiciones de malestar y afecciones fisiológicas y psíquicas.
Efectos de la electricidad atmosférica sobre la salud
Comenzando por los campos electrostáticos que influyen sobre el bienestar y la salud, debemos recordar lo expresado anteriormente sobre la carga de los cuerpos vivos, vehículos, objetos, debidas a la fricción.
La fricción puede ser producida por el desplazamiento del individuo o el objeto sobre superficies que, por su calidad, como ocurrió con las barras de ámbar (electrón, en griego), se cargan de energía eléctrica. Este procesos ocurre en lugares abiertos, muchas veces originados por causas meteorológicas, como ocurre con el viento “siroco” que, desde África y Cercano Oriente, invade el sur de Europa y las Islas Canarias, causando situaciones de malestar y tensiones en los seres vivos.
El siroco, “Scirocco”, en Italia; “Jaloque” en España; “Jugo”, en Croacia, Montenegro y Eslavonia; “Marin”, en Francia, y “Calima” en Canarias, surge de una masa tropical seca y cálida, de los desiertos de Arabia y África, que se desplaza hacia el norte por el efecto convergente de bajas presiones y cruzar el Mediterráneo, invadiendo a los países mencionados. Otros vientos secos, como el Foehn (Zonda en Cuyo); Chinook y Santa Ana en USA; etc, están asociados a través de las culturas con irritación, mal carácter, accidentes y violencia. Fuera de esta riqueza folclórica, pocos son los estudios controlados sobre estos efectos.
En Argentina y, en particular en la región de Cuyo, donde varias veces se han detectado estados de alteración psíquica, en personas bajo la influencia de ese viento cálido, muy probablemente cargado eléctricamente, por encima de los valores normales, se hace evidente la necesidad de realizar estudios de impacto.
La fricción de las arenas de los desiertos que atraviesa, carga al viento siroco con electricidad estática, originando efectos similares a la carga por fricción sobre el suelo. Ello ocurre también sobre superficies heladas, auto-rutas y caminos no pavimentados, donde se registran efectos similares. Por ejemplo, cargando a los automóviles que circular sobre ellos. Esta es la razón por la que en suelo, las personas que se ponen en contacto con los vehículos cargados, sufren descargas intensas. Por eso el uso de elementos conductores, que conectan el vehículo, aislado del suelo por sus neumáticos, a fin de reducir el potencial de la carga por fricción y, consecuentemente, evitar la sensación desagradable de la descarga a través del cuerpo.
A este respecto, debemos mencionar que algunos estudios médicos han permitido mejorar la conductividad del cuerpo humano, a fin que las personas con escaso grado de conductividad corporal, no sufran los inconvenientes que la electricidad atmosférica causa en la salud.
Las moléculas cargadas son estímulos eléctricos y químicos, de consecuencias aún indeterminadas sobre la salud humana. Sabemos que la especialista en cuestiones psiquiátricas, Dr L. Persinger, revisó y produjo algunas explicaciones sobre varios de los fenómenos asociados con los estímulos electromagnéticos derivados de la matriz de la temperie. La información que sigue pretende sintetizar sus conclusiones.
La electricidad atmosférica origina iones que `podrían reaccionar con procesos químicos que tienen lugar en el cuerpo humano, agregando o sustrayendo electrones, supuesto que ellos accedan a trayectorias de procesos bioquímicos. Si así ocurriera, la posibilidad de que sean causantes de la activación de la etiología de suicidios, homicidios, agresión, infección migraña, conjuntivitis y congestión respiratoria, debe ser considerada seriamente.
Inicialmente, su influencia física, como estímulos eléctricos ambientales, ha sido dejada de lado al asumir que cualquier presencia de corriente de iones que podría producir efectos en el cuerpo humano, podría ser pequeña, como para tener algún efecto sobre el campo eléctrico de neuronas cerebrales. Sin embargo, hay una trayectoria para una interacción posible por absorción en la corriente sanguínea, a través de los pulmones. Los iones podrían alterar el pH, actuando como agentes oxidantes o reductores. Esta trayectoria podría influir sobre un buen número de trayectorias químicas y sensores y controles homeostáticos
El síndrome de la irritación por serotonina, causante de migrañas, náuseas, irritabilidad, edemas, conjuntivitis y congestión respiratoria, ha sido correlacionado con la acumulación de iones positivos que ocurren en muchos de los días de cambios de la temperie.. La hipótesis de la serotonina deriva del hecho que, en el cerebro, donde es un transmisor químico importante en relación con las actividades que están asociadas con la agresión, actividad sexual, sensibilidad al dolor y otras funciones, es afectada por la aparición brusca de iones atmosféricos. Pero el mecanismo aún carece de una explicación segura; sin embargo, si existiera podría ser relevante, con respecto de la aparición de depresión, irritabilidad, suicidios, dolores y otros efectos que, culturalmente, se asignan a condiciones determinadas de la temperie, como ser las temperaturas altas y agobiantes y, evidentemente, la actividad del campo eléctrico terrestre, asociada e condiciones de ese tipo.
Es importante destacar que los efectos desagradables están asociados con atmósferas con iones positivos, mientras que las cargas negativas están asociadas a condiciones de bienestar.
Las observaciones disponibles muestran que las cargas positivas ocurren naturalmente antes de las tormentas y acompañan a vientos secos y cálidos. El confort humano origina iones positivos por el uso de sistemas de calefacción en los que el aire frío y seco es calentado haciéndolo y moviéndolo a través de cañerías metálicas.
Un comentario médico adicional resulta oportuno. Las gargantas, bocas y membranas secas, que son más permeables a los virus, pueden resultar de vivir y dormir en ámbitos calefaccionados. Algunos reclamos terapéuticos para la producción de equipos que generen cargas negativas, para dormitorios, carece de las verificaciones necesarias.
Completamos este segmento informando que la “serotonina” es un neurotransmisor moniamina, que se encuentra principalmente en el tracto intestinal y en el sistema nervioso central.
Algunas medidas precautorias simples
1.- Determinación de la distancia de una tormenta en el horizonte
Cada rayo genera un trueno. La diferencia entre las velocidades de transmisión dela luz (300.000 kilómetros por segundo) y del sonido (325 metros por segundo), permite estimar la distancia que nos separa de la zona activa de una tormenta eléctrica. Evidentemente, si una persona percibe el relámpago y, de manera inmediata, el trueno, se encuentra muy próxima a la tormenta. Ello indica que podría sufrir los efectos de una descarga y que sin dudas, sufrirá los efectos de los cambios del campo eléctrico. Consecuentemente, deberá adoptar las medidas más adecuadas para protegerse y/o alejarse de las tormentas severas.
Un trueno escuchado entre 4 y 5 segundos del estallido del trueno, significa que la tormenta se encuentra a
325 m/s x 5 s = 1625 metros, es decir a 1,6 km de distancia.,
del centro del fenómeno. En casos de tormentas comunes, esta sería una distancia relativamente segura. De todas maneras, si hubiera un vehículo cerrado, debería refugiarse en él, a fin de aprovechar el efecto protector, de la “Caja o Jaula de Faraday”.
A este respecto, deberá tenerse en cuenta que en tormentas muy intensas se han registrado rayos de diámetro aparente considerable, lo que amplía el área de peligro y el efecto de las ondas de descarga.
2.- Antes que “estalle” una tormenta eléctrica severa, notificada por los servicios de vigilancia meteorológica, deberá buscarse un refugio apropiado de manera inmediata.
3.- En el interior de una vivienda deberán tomarse en cuenta los factores siguientes:
a) dado que los rayos pueden atravesar el aire y encarrilarse por los sistemas metálicos de distribución de agua y gas, y por las líneas telefónicas, manténgase alejado de las ventanas, puertas y de las líneas terrestres de teléfono.
b) También debiera apagar o desconectar televisores, computadoras y otros equipos y sistemas electrónicos, para protegerlos contra las oleadas de iones.
c) Manténgase en el interior de la vivienda hasta 30 minutos después que haya oído el estallido del último trueno
4.- En un vehículo
Cualquier recinto, totalmente cerrado, como un automóvil con techo metálico (el metal del recinto actúa como un conductor de electricidad y, si fuera alcanzado por un rayo, canalizará su energía por fuera de su cuerpo. Cuando esté resguardado en el vehículo no toque los dispositivos eléctricos
5.- Al aire libre
No hay lugar seguro durante una tormenta eléctrica. Busque refugio inmediatamente en un edificio cerrado de la vecindad. Si no hubiera una opción apropiada, reduzca el riesgo de recibir un rayo evitando el campo abierto, colinas o techos a dos aguas o en punta, árboles altos, agua y objetos metálicos
Recuerde que en el estallido de un rayo, la temperatura del área de impacto puede exceder los 4.000º C y la corriente eléctrica decenas de miles de Amperes.
Vista la importancia que para la vida humana, su bienestar y la defensa de sus recursos y servicios tiene el conocimiento de los procesos eléctricos en la atmósfera, la pregunta es ¿por qué causas los estudios iniciados en 1752, por Benjamín Franklin y continuados a buen ritmo, hasta hace unas seis décadas, fueron decayendo? ¿Cuál es la razón de los escasos estudios médicos disponibles?
Razones del abandono del estudio de la electricidad atmosférica
El período de silencio en el tema que nos ocupa, fácilmente detectable en las últimas 5 a 6 décadas, resulta de la reconocida pretensión humana de obtener beneficios económicos de cada recurso y servicio provisto por la Naturaleza y de los desarrollados por la actividad humana.
Pudo haber sido así porque el campo eléctrico terrestre normal, de escasa conductividad, salvo en casos de eventos extremos, generalmente destructivos, no ofrece, al menos hasta el momento, la posibilidad de una explotación económica apetecible o de una forma de energía renovable justificable. Esta postura es similar a la negación de los impactos adversos a la seguridad planetaria, de muchas de las actividades humanas desarrolladas desde el comienzo de la Era Industrial. Tómese nota que, paradójicamente, la Era Industrial comenzó en el tiempo de los trabajos de Benjamín Franklin sobre la electricidad de las nubes.
Gracias a la honestidad de muchos investigadores científicos, este abandono, de naturaleza económica simplemente utilitaria, no fue compartido por varios especialistas que continuaron con los estudios que nos ocupan. Sin embargo, la tendencia, meramente económico-comercial del desarrollo, dejó de lado las cuestiones de la seguridad y la salud que, como hemos podido comprobar, afectan adversamente y producen la muerte física y la destrucción de las comunidades.
Pero, como lo demuestra el devenir de los hechos mundiales, estas cuestiones vuelven a los medios cuando ocurren eventos como los registrados recientemente en nuestro país. Esto no significa que no se registren en el mundo, cientos de muertes por año, y quizás más, por rayos y otros meteoros eléctricos. Las interconexiones entre la exacerbación de los procesos eléctricos en la atmósfera y el incremento de las tormentas eléctricas y sus efectos, parecen ocultas en ese bosque que no deja ver el enorme árbol creado por una rutina científica dedicada a una gran parte de los aspectos dominantes del calentamiento terrestre.
Comprendemos que son importantes porque afectan a las seguridades física, alimentaria e hídrica, de la sociedad humana. Estos impactos, inclusive la contaminación del aire y sus impactos sobre la salud, han sido destacados por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. Pero, hasta su último Informe de Evaluación, se han soslayado los efectos sobre la salud y la seguridad humana, producida por el aumento de la actividad convectiva, con su componente eléctrica, sobre la Tierra y su expansión hacia áreas templadas. Recordemos que el cumulonimbus es una enorme máquina electrostática, perturbadora del campo eléctrico de nuestro entorno.
En la Carrera Ambiente y Salud, de la Facultad de Medicina de la UBA, se considera al individuo como un ser vivo inmerso en un océano de aire cada vez más contaminado, pero, hasta hoy, no se trataron los efectos del campo eléctrico terrestre, en el que también está inmerso el mismo individuo. Tarea que, al ser agregada a la curricula, abrirá nuevas instancias en el estudio de la sanidad ambiental.
También es necesario reconocer que las implicaciones de los procesos de la temperie y el clima han originados situaciones de riesgo y desastres de efectos y desastres graves – inundaciones, sequías, tornados, huracanes violentos, etc-, alrededor del mundo.
Los impactos socio-económicos y sus efectos adversos sobre el media ambiente, del cambio climático redujeron el interés por los estudios sobre la electricidad atmosférica.
Además, a pesar que, hasta hoy, su éxito ha sido escaso, la tarea de los ambientalistas está tan enfocada en asuntos y temas que tratan de mostrar trayectorias de desarrollo aptas para lograr la sostenibilidad de la sociedad humana, que las cuestiones de estudios comenzados por Benjamín Franklin en 1752 y continuados activamente, hasta hace algunos años, tienen escasa relevancia.
Esperemos que las actividades de estudio e investigación desarrolladas por una pléyade de destacados físicos de la atmósfera, adquieran la trascendencia necesaria para encarar los nuevos, peligros que el cambio climático está agregando, debido a este particular aspecto de la exacerbación de los eventos extremos de la temperie y el clima.
Sepan los cultores del consumismo extremo que la activación de estos procesos del campo eléctrico terrestre ha comenzado a poner en evidencia que los procesos naturales adversos a su bienestar van a ser realzados por la intensificación de la actividad eléctrica atmosférica. Remedando a Aldous Huxley, debemos pensar que, por el hecho de no conocerlos cabalmente, los eventos del campo eléctrico terrestre no dejan de existir.
Por carecer de medidas apropiadas para protegernos de sus efectos y porque suman factores de preocupación individual y colectiva, definitivamente vinculados con la exacerbación de los eventos extremos, busquemos la reactivación de los estudios pertinentes y ampliemos los necesarios para asegurar la defensa de la salud humana.
Este requerimiento de raíz internacional y de implicaciones nacionales y locales, lamentablemente adversas, debiera llevar a los niveles de decisión, oficiales y privados, reconocer que la mejor herramienta para combatir a flagelos ambientales como el discutido en esta nota, es la educación del pueblo, mediante la divulgación clara y efectiva de sus implicaciones y la necesidad creciente de una vigilancia ambiental completa.
La necesidad de una posición oficial efectiva es evidente, ya que es en su nivel de decisión que se aprueban y ponen en vigencia Convenciones de las Naciones Unidas, Acuerdos Internacionales y Regionales, para frenar el desastre ambiental en marcha.
Retomando el tema del campo eléctrico y los efectos de las descargas eléctricas en la atmósfera, sabemos que la distribución global de las descargas de rayos, observadas hace más de cinco décadas mostraban una mayor actividad eléctrica en las regiones tropicales. Por lo ya mencionado, el calentamiento terrestre extiende la frecuencia e intensidad de estos fenómenos eléctricos hacia latitudes medias y altas. Consecuentemente, resulta oportuno y necesario que los métodos y procedimientos de observación meteorológica retomen tareas que formaban parte de las rutinas observacionales abandonadas, las mejoren y suministren los datos a los estamentos médicos, incluidos los dedicados a actividades psiquiátricas, a fin que se conozcan mejor las causas de desasosiego y enfermedad, derivadas del campo eléctrico terrestre
Recuperadas las observaciones de las descargas eléctricas en la atmósfera que, hasta hace unas décadas, realizaban la mayoría de los servicios meteorológicos y geofísicos del mundo, podríamos comprobar cómo se expande esta actividad hacia las latitudes altas. Esa información, la ampliación de los estudios del caso y las investigaciones de las interconexiones posibles con la seguridad ambiental y la salud humana, se aumentarían los escasos estudios sobre los efectos de la electricidad atmosférica y sus efectos sobre una familia humana en crecimiento numérico, con marcado desprecio por su entorno.
En la misma línea de acción, la medicina podría mejorar el conocimiento de las descargas electromagnéticas, producidas por las actividades humanas y definir los daños que se atribuyen a los campos generados por el hombre, sobre la salud y el bienestar humanos. Se podrían mejorar, sin dudas, los procedimientos para mejorar la conductividad corpórea de quienes sufren los efectos, antes mencionados, del campo eléctrico normal, debido a la muy escasa conductividad del aire seco, en ambientes cerrados y los efectos de vientos foehn, como el Zonda y las tormentas de polvo y arena, como las que han ocurrido en la meseta patagónica, sobre la salud y las comunicaciones.
