Que em parteixi un llamp! La física del llamp
Written by José Rodríguezdivendres, 09 juny 2006 18:12
Els llamps han espantat a la humanitat des de fa segles. La mitologia grega considerava que eren les armes que Zeus utilitzava contra els seus enemics i amb les quals va sotmetre als titans. Als celtes els feien témer que el cel se'ls anés a desplomar sobre el cap. L'acerb popular els considera perillosos: una de les pitjors malediccions és "mal llamp et parteixi".
Cristalls de gel
Un llamp és senzillament una descàrrega d'electricitat estàtica acumulada en un núvol sobre el sòl, que es produeix de forma violenta alliberant llum i energia tèrmica. Segons la teoria més estesa, la càrrega estàtica s'acumula en el núvol a través de la continua fricció de cristalls de gel.
En un núvol, especialment en els de tempesta, hi ha petits cristalls de gel en suspensió. Aquests xoquen entre ells treient-se electrons els uns als altres. Així, es carreguen amb aquests electrons sobrants, de forma semblant a una pinta que es passa sobre el cabell o un jersei de llana al ser fregat.
D'aquesta manera, alguns cristalls de gel es carreguen positivament i uns altres negativament. Els cristalls positius ascendeixen i van a les zones perifèriques del núvol i els negatius a la part inferior i central.
Descarrega!
Un objecte carregat d'electricitat estàtica tendeix a descarregar-se allí on pot. Per això, els dies secs alguns objectes metàl·lics (o fins i tot persones que hagin acumulat electricitat estàtica) ens poden donar petites descàrregues quan els toquem. De vegades, ens transmeten una petita guspira que pot escoltar-se, produir un petit dolor i fins i tot veure's.
El mateix passa amb els núvols. A l'acumular càrrega estàtica, tard o d'hora necessiten descarregar-se, i de vegades ho fan de forma violenta, a través d'un llampec. De fet, si alguna vegada ens hem tret un jersei de llana en una habitació a les fosques, podrem haver vist petits llamps de color verd i escoltat un petit crepitar. Al treure’ns el jersei, l’hem fregat contra el nostre cos i la roba que portem a sota: la càrrega estàtica que hem produït ha generat uns “llampecs en miniatura”.
La forma
Els canals que es formen en l'aire es produïxen a salts. L'aire es carrega durant uns 50 metres de forma completament recta. Després, pot canviar d'adreça i fins i tot produir dues branques i segueix 50 metres més. És per aquest motiu que adopta aquella forma com si hagués estat dibuixat a traços rectes i amb angles marcats.
El camí del llampec
L'aire es comporta com un aïllant. No obstant això, l'energia elèctrica dels núvols pot obrir canals d'aire carregat elèctricament, que permeten al llampec descarregar-se (de la mateixa forma que els cables elèctrics permeten circular el corrent). Així, a través d'aquest canal, el llamp descarregarà un corrent elèctric des del núvol al sòl.El corrent és tan intens que escalfarà desenes de milers de graus l'aire pel qual passa. Això farà brillar l'aire, alliberant molta energia en forma de llum, i generant el llampec. D'altra banda, l'expansió violenta de l'aire provocarà una ona de so, que no és res més que el tro que escoltem.
El perill dels llamps
Cada any, 2.000 persones moren o són ferides per culpa dels llamps. El llamp ens pot fer mal a través de 4 processos bàsics:
- per la descàrrega elèctrica directa
- per cremades degudes a l'aire supercalentat
- per l'ona de xoc
- per la descàrrega elèctrica indirecta
Els llamps són una de les fonts d'accidents mortals en alta muntanya a l'estiu. Si estem a la ciutat no hauríem de preocupar-nos-en massa: els llamps es descarregaran sobre antenes, parallamps i edificis que ja estan preparats per a poder dissipar-los sense masses conseqüències. Però si estem al camp o a la muntanya, hauríem de prendre precaucions: intentar córrer a algun lloc tancat, com una casa, o un vehicle (en aquest últim cas tancar les finestres i no tenir contacte directe amb cap peça metàl·lica com la clau de contacte, perquè podríem rebre una descàrrega indirecta), i sobretot fugir dels llocs més elevats o dels objectes que siguin punxeguts.
Els llamps tenen més possibilitat de caure en els cims i les crestes de les muntanyes, o sobre arbres i pals solitaris o sobre roques punxegudes: és imprescindible allunyar-nos d'aquests parallamps naturals i buscar refugi.
Parpallejos
En general un llamp no és un únic episodi de descàrrega. Gairebé sempre un llampec tindrà un primer centelleig violent i una sèrie de centelleigs secundaris cada vegada més febles, bastant seguits i que circulen pel mateix canal. Per això, donarà la sensació de parpalleig.
Fins al sòl
La majoria de llamps es descarreguen dintre dels propis núvols. Tan sols un de cada 10 llampecs són del tipus “del núvol al sòl”. De fet, no tots els llamps es produeixen en el planeta Terra. S'han observat llampecs a Júpiter i a Venus: els seus mecanismes de formació són molt semblats als terrestres.
La caiguda
Els llamps cauen de forma bastant aleatòria, encara que tenen preferència pels punts elevats i destacats com la copa d'un arbre o la cresta d'una muntanya. No obstant això, és impossible predir on caurà un llamp tot i que hi ha pistes: alguns muntanyencs han arribat a salvar-se gràcies a elles.
Quan un llamp està creant el canal d'aire carregat, els objectes metàl·lics poden vibrar i crepitar. Alguns han vist els pèls del seu cabell aixecar-se. O fins i tot aparèixer altres fenòmens elèctrics, com els focs de Sant Telmo en objectes metàl·lics. En aquestes circumstàncies és imprescindible llençar lluny els objectes metàl·lics i llençar-se al terra ja que el llamp caurà de forma immediata.
Càlculs amb el llamp
El llampec ens pot servir per a calcular la distància al centre de la tempesta i saber si aquesta s'està allunyant o acostant. La majoria de llamps tendeixen a produir-se des del centre dels núvols de tempesta més actives. Quan cau el llamp, la resplendor del llampec ens arribarà gairebé immediatament. El tro, però, trigarà un cert temps a arribar-nos, aproximadament uns 3 segons per cada quilòmetre de distància.
Un exercici per a saber si la tempesta ve o va, i saber la distància a la qual ens trobem del centre, és contar els segons que hi ha entre la resplendor del llampec i el tro. Podem utilitzar un cronòmetre o contar mentalment. Fent un càlcul ràpid, cada 3 segons estarà a un quilòmetre de distància. Si veiem que en els següents llamps el temps entre el llampec i el tro augmenta, és que la tempesta s'està allunyant i si el temps disminuïx, és que la tempesta està apropant-se.