¿Por qué truena?

Los truenos y los rayos son dos manifestaciones distintas pero naturalmente muy vinculadas y que forman parte del mismo fenómeno climatológico: la tormenta eléctrica. El proceso que produce una tormenta eléctrica comienza cuando masas de aire caliente y húmedo comienzan a elevarse debido a corrientes de aire ascendente. Al elevarse, estas masas de aire comienzan a enfriarse y condensarse, formando nubes llamadas cumulonimbus, que pueden tener hasta 20 kilómetros de alto.

A medida que el aire se va condensando, se van formando gotas de agua y hielo que caen desde lo alto, a través de la nube, hacia la superficie de la tierra y, mientras caen, van colisionando con otras gotas y haciéndose cada vez más grandes, al mismo tiempo que generan dentro de la nube una corriente de aire descendente que se expandirá a lo largo de la tierra en forma de viento.

Se cree (aunque esto se debate y no ha sido totalmente explicado) que si la corriente de aire ascendente que produjo la nube se mantiene, mientras las gotas que caen crean corrientes de aire descendente, el choque de estas masas de aire produce las descargas eléctricas que conocemos como rayos, ya que las nubes poseen campos eléctricos (esto último probado por Benjamin Franklin con su famoso experimento de la cometa).

El trueno es la expresión sonora que se da una vez producido el rayo. La primera explicación data del siglo III cuando Aristóteles consideró que se producían por choques entre las nubes, y luego las teorías han variado a lo largo de la historia, hasta que actualmente se ha llegado al consenso.

Se ha podido comprobar mediante análisis espectroscópicos que la temperatura de un rayo, si bien varía desde 20.000 K (Kelvin) hasta 30.000 K, primero, y luego desciende hasta 10.000 K durante los 50 microsegundos que dura, tiene en promedio una temperatura de 20.400 K (20.100 ºC). Esta elevada temperatura causa que el rayo se expanda a través del aire más frío circundante a una velocidad mayor que la del sonido, lo que produce una onda de choque (en principio similar a la de una explosión).

Dependiendo de la naturaleza del rayo y de la distancia de la persona, el sonido del trueno puede variar desde un marcado y fuerte crujido hasta un largo estruendo, y a veces puede alcanzar hasta 110 decibelios, cercano al umbral de dolor para el oído humano.

Varios experimentos de simulación de rayos han aportado pruebas bastante consistentes para respaldar esta explicación, aunque, como suele suceder en el ámbito científico (porque básicamente de eso se trata), se siguen debatiendo los mecanismos físicos precisos que tienen lugar en el proceso.

Fuente | Ojocientífico