Jugando a Sherlock Holmes: Localizando la ubicación del impacto de un rayo

 José A. Quirantesjosequirantes(arroba)yahoo.esPalabras clave: rayo, punto de impacto, foto, investigación, protección.Nota de la RAM. Este trabajo ha sido tomado de un foro de Meteorología donde se h...

Colaboración Francisco Martín Colaboración Francisco Martín 08 Oct 2006 - 01:52 UTC
Jugando A Sherlock Holmes: Localizando La Ubicación Del Impacto De Un Rayo
 José A. Quirantesjosequirantes(arroba)yahoo.esPalabras clave: rayo, punto de impacto, foto, investigación, protección.Nota de la RAM. Este trabajo ha sido tomado de un foro de Meteorología donde se habla del tiempo y el clima. Nos llamó la atención la iniciativa del autor en averiguar dónde cayó un rayo que fotografió. Se acompaña este excelente documento con comentarios de otras personas que intervinieron en la discusión sobre este tema.He intentado localizar la ubicación del impacto de un rayo que “kaze” o fotografié desde Paracuellos del Jarama (Madrid) el pasado día 10 de Junio. ¿Para qué?, pues para nada, básicamente. Creo que lo hago simplemente por diversión y porque me comprometí con vosotros a averiguarlo. Este rayo no tenía nada especial, tampoco causó daños (que yo sepa), pero me atraía el hecho de ver claramente en el fotograma como impactaba contra “algo”, y me intrigaba saber qué era ese objeto. Siempre he tenido curiosidad por saber si los rayos tienen preferencias para caer en unos sitios más que en otros, y resolver este rompecabezas contribuía a ello. En cualquier caso, me conformo con que el procedimiento empleado aquí os pueda servir para reproducirlo con vuestros propios rayos.Al día siguiente decidí ir directamente a dicho puesto para preguntar a los trabajadores y sacar fotos, pero antes quería pasar de nuevo por Paracuellos y sacar unas fotos a la zona del rayo, con la diferencia de que ahora era de día. Tomé las fotos exactamente desde el mismo sitio, con el mismo objetivo (28-75), con el mismo encuadre y con la misma distancia focal (28 mm.). Al mirar con unos prismáticos, y al examinar el fotograma, me di cuenta de que en el mismo plano focal aparecían detrás a “corta distancia”, además del puesto de peaje de la R-2, otros edificios más, como si fuera otro puesto de peaje o algo así. Por aquí hay mucha autopista y ramales nuevos, no me extrañó.El caso es que ya no tenía claro que hubiese caído el rayo en el peaje de la R-2. Como la ampliación de la foto con el 28 mm. no daba para mucho, decidí utilizar el zoom 70-200 a 200 mm. y sacar fotos de la misma zona. Ahora sí que se veía con claridad en el LCD que había varios objetos prácticamente en el mismo plano focal, pero que seguramente en la realidad estuvieran separados 1 ó 2 Km. Decidí prescindir de la visita al peaje y estudiar en casa con el Photshop las tomas que había hecho.El paso siguiente es ir, ya por fin, a la primera estación de peaje de la R-2 y tomar desde allí una foto hacia el lugar del posible impacto del rayo, en la misma dirección que desde Paracuellos. Vamos para allá.Se distinguen perfectamente los objetos que ya nos son familiares: Gran Torre (1), tres torres justo debajo a la izquierda (2A, 2B y 2C), otra torre solitaria (3) abajo a la derecha, un poco más a la derecha un árbol (5), el que sirve de “fondo” al rayo, y al fondo la “casa con árbol” (6). Al final del todo los edificios comerciales. El rompecabezas va encajando. Ahora tocar dirigirse hacia ese sitio, esa posible segunda estación de peaje.Mi primera impresión es que el rayo debió caer en la “Torre solitaria” (3), aunque posteriormente he pensado que también pudo caer en la “Torre derecha” (2C). ¿Por qué?: son los dos únicos puntos elevados sobre el suelo que parecen recibir el impacto del rayo. Visualizando las superposiciones por capas iniciales que realizamos con el Photoshop parece intuirse que el rayo cae algo elevado sobre el suelo, en algún punto situado entre el “Árbol de fondo” (5) y la Subestación Transformadora de Arroyo de la Vega. Los únicos puntos algo elevados, justo en esa zona, son la “Torre derecha” (2C) y la “Torre solitaria” (3) que están separados 240 m. ¿En cuál de los dos caería el rayo?En este punto de la “investigación” decido hacer algo de trampa y “pedir ayuda”. Como muchos sabéis trabajo en el INM, y en la unidad que estoy destinado tengo acceso, por mi trabajo, a todos los sistemas de observación, entre ellos a la red de descargas eléctricas. En poco tiempo identifico el rayo en cuestión. Se trata de un rayo positivo con una intensidad de +3.4 Kiloamperios, que cae a las 22h 06’ 19’’ y 359 milésimas de segundo G.M.T., del viernes 9 de Junio, (00h 06’ hora local del Sábado 10), en el punto 40.538 N 3.600 W, con un error máximo en la ubicación del mismo de una elipse de 200m-400m (semieje menor/mayor). La hora corresponde con bastante precisión a la de mi cámara (si exceptuamos milésimas de segundos) y tenemos en cuenta que se trataba de una exposición de 99 segundos. Esta información del rayo nos es muy útil pues aunque no descarta a ninguno de los dos sitios, hay uno que tiene más posibilidades que el otro de ser el lugar del impacto, enseguida lo veremos.Como se puede apreciar, la Torre derecha (2C) queda fuera de la elipse, no así la Torre solitaria (3). Pero para un 95% de nivel de confianza, el área de posible ubicación del impacto del rayo sería más grande, el eje mayor tendría aprox. 1600 m. y el menor aprox. 800 m. y en este caso la Torre derecha (2C) si que quedaría dentro de la zona posible de impacto.Conclusión: como comenté anteriormente, el rayo debió caer en la Torre solitaria (3) o en la Torre derecha (2C), con más probabilidad en la primera que en la segunda. Pero también pudo caer exactamente en el punto que detecta el sistema, o en el “árbol de fondo” que está a unos 10 metros de ese punto (o también ligeramente delante o detrás del mismo). Al suelo parece que no cayó, el final de la descarga no parece en las imágenes que llegue al suelo, queda algo elevado, esto descarta bastantes lugares. El “árbol de fondo”, en mi visita, no parecía haber sido alcanzado por el rayo, no había ningún rastro de “chamusque” por ningún sitio. Si hubiera caído detrás del “árbol de fondo” pienso que no se distinguiría tan claramente el rayo como si cae delante, ya que el propio árbol taparía al rayo, pero delante los únicos puntos elevados del suelo son las dos torres ya comentadas. En resumen, a mi juicio, un 50% de posibilidades de que cayera en la Torre solitaria (3), un 30% en la Torre derecha (2C), un 10% en el “árbol de fondo” y otro 10% para cualquier otra ubicación distinta de estas tres.Y nada más, si alguien ha llegado hasta este punto del reportaje, mi agradecimiento por su enorme paciencia, el “ladrillo” ha sido inmenso. Espero de todas maneras, que podáis utilizar la técnica empleada con el Photoshop.Un saludo.Comentarios de algunos seguidores de este trabajo:De Ribera-MetAutentico profesional, me ha encantado tremendamente este reportaje, para nada ha sido un ladrillo y la paciencia, ¿qué es la paciencia cuando se trata de un tema eléctrico? (mi rama). Me he quedado pegado que no pestañeaba.Me gustaría expresar mi punto de vista y lo que para mi es lo que ocurrió.He tenido mis dudas hasta que has solapado las dos fotos y he podido ver donde cayó exactamente el rayo.Ya no me queda ninguna duda por la forma en curva que toma el tramo final y los tres postes que en realidad son el mismo. La fiabilidad de las imágenes es alta, pues la luz de las farolas están centradas.Los conductores de protección protegen a 30º sobre su vertical ante le impacto de rayos, con lo cual los conductores activos quedan protegidos, pero no sólo en la línea sino estos deben permanecer hasta que los activos conectan en los embarrados. Con lo cual descienden hasta las torres 2A y 2C dando cobertura a todo el tendido.Las torres 2A, 2B 2C están unidas entre si a tierra y a los conductores de protección precisamente para lo que he explicado antes. Por lo tanto, hay que tratar a la torre 1 y las torres 2A 2B y 2C como el mismo ente pues eléctricamente están unidos. El recorrido del rayo es claro y no me queda dudas, cae en el punto mas alto de la torre 1, en un conductor de protección y esa curvatura que forma no se podría producir para desplazarse hasta la torre solitaria teniendo muy cerca tierra (eléctricamente hablando).Entonces, ¿por qué se ve esa curva final?¿por qué parece que el punto final está elevado? Es muy sencillo, sabiendo que como has dicho un rayito de 3,4KA necesita de una grandísimo potencial eléctrico estamos hablando de millones de voltios. Cuando estas tensiones se dan en un conductor se produce el efecto "corona" que consiste en que la corriente tiende a circular por el exterior del conductor dando lugar a una circulación periférica. Esto, debido a las rugosidades del conductor y la humedad del aire, se ioniza y se vuelve conductor, circulando corriente por el aire y por tanto es visible. Por esto se ve esa curvatura, hasta desaparecer en "el aire". En realidad no desaparece continua su trayecto a tierra pero a través de los postes 2A 2B y 2C pero y ¿por qué estos no se iluminan? Pues porque el efecto corona no se da, son tubos, en lugar de conductores "casi macizos" y ahora aunque la corriente vaya por la periferia al ser un cilindro de superficie lisa y de mayor superficie ya no es visible. Los electrones ya no salen fuera para circular. Y finalmente toca tierra distribuyéndose en ondas radiales.Igual estoy escribiendo demasiado técnico... sigo:Y ¿por qué no ha caído por la misma torre, la 1, a tierra si el recorrido es más corto? ¿O ha vuelto torres atrás? Porque la resistencia que ofrece la tierra de la torre ha podido ser mayor que la de la subestación. Seguro que en la subestación se cuenta con mejores tierras y por lo tanto un camino mas fácil para derivar.Yo lo tengo muy claro, permitidme cambiar tu porcentaje y asignarle el 100% al camino que he indicado en la foto. Entiendo la confusión a la que has llegado, pues donde termina el rayo en "el aire" ha dado la casualidad de que desde donde tomaste la foto coincide en línea con unos posibles, árbol y torre que están detrás y en altura.El punto detectado para el rayo pues me parece hasta normal, supongo que el sistema de detección es de tipo electromagnético y las ondas pueden variar su forma cuando el rayo desciende y "engañar al sistema" de todas formas para mi es un acierto.Por eso también, no has encontrado huellas del impacto, porque se encuentra dentro de la subestación eléctrica.Creo que no me dejo nada más que indicar. Si tenéis alguna duda de lo que he expuesto preguntarme.Ahora me queda la duda a mi de que cuando tomaste la foto del rayo cerca de las vías del tren (en otro reportaje) lo hiciste por seguridad o por quedaría bonito. Porque se pueden dar tensiones de paso bastante importantes.Espero que este “ladrillo” no os haya aturdidoSaludos.De StormwatchInteresantísimo el reportaje. No me parece una empresa absurda en absoluto. Es interesante desde un punto de vista práctico (aprender mejor sobre los sistemas de protección frente a los rayos de las líneas de alta tensión, comprobar la eficacia de la red de detección de rayos del INM, etc.), pero también simplemente por la curiosidad de ver dónde cayó el rayo. Y en cuanto a lo que dices al principio, de saber qué sitios tienen preferencia por recibir el impacto de rayos, comentar los sitios donde he visto caer rayos cerca (siempre a menos de 500 m) o donde deduje que habían caído:-4 veces sobre postes de madera (de telégrafos o teléfono).-2 veces en grúas metálicas de construcción de casas.-Alrededor de 10 veces sobre pararrayos.-1 vez en una antena de televisión de un chalet (sin pararrayos).-1 vez sobre la esquina superior de un edificio de 10 plantas (también sin pararrayos), cayendo un trozo de piedra al suelo.-Varias veces sobre el suelo, siempre en el campo.-1 vez en un molino metálico de los que sacaban agua del subsuelo.-Y por supuesto, muchas veces sobre el agua del mar.-Curiosamente, nunca he visto caer sobre un árbol.Y para terminar, comentar la "aventura" sufrida por mí el pasado jueves en el trabajo (la Base Famet de Colmenar Viejo). Fui a las 8h andando por campo abierto desde un barracón de la Base hasta la oficina, tras dar un "briefing". En ese momento estaba la tormenta cerca pero pensaba que no tanto, y me encontré con la sorpresa de que a mitad de camino cayó un rayo a tierra a menos de 1 km. Menudo susto que pasé.De José A. QuirantesMuchas gracias a todos por vuestros comentarios, realmente no pensé que interesara tanto el tema, más bien creía que iba a ser un peñazo, pero me alegra mucho saber que los paseos a la subestación no han sido en balde, precisamente esta tarde he vuelto a estar por allí para traer más fotos de los presuntos "culpables".Y por su puesto, agradecidísimo a Ribera-Met por su técnica y profesional aportación, me dejas de piedra con tus conocimientos sobre el tema. Has contribuido al esclarecimiento de los hechos tanto o más que "mi querido Watson". Yo no quería entrar mucho en disquisiciones eléctricas y electromagnéticas, pues aquí cada uno tiene el nivel que tiene, y el mío en ese sentido es justito, pero te has “currao” la foto y tus razonamientos, además de ser bastante claros, me han convencido bastante.Me habían comentado previamente, que las torres de alta tensión están todas protegidas por unos cables que están unidos a una tierra que dista kilómetros de la torre en cuestión, de tal manera que no tienen el potencial del suelo en el que se asientan, sino el de otro más lejano, y en teoría con menos carga positiva inducida por la nube, como el que tiene el suelo donde cae el rayo. Por lo que la diferencia de potencial entre la torre y la nubes es menor que entre la nube y cualquier punto de su alrededor.Por esta razón el rayo "prefiere" cualquier otro punto para tocar el suelo, antes que una torre de estas. Yo pensaba, según este razonamiento, que los rayos nunca caían sobre estas torres, pero como tu nos comentas, el rayo cae en la torre, pero de forma "calculada", es decir atraído y canalizado por estos hilos conductores de protección, sin afectarla lo más mínimo.Si quieres ampliación de algún detalle no tienes más que pedírmelo.Respecto a la curvatura final del rayo, también es bastante posible que sea como dices, aunque la verdad la "chispa" también va bajando desde arriba haciendo constantes quiebros. Lo del 100% denota que eres una persona supersegura, ¡¡¡ enhorabuena !!!. A mi me cuesta bastante más tenerlo tan claro, y sobre todo desde 7 Km y de noche, pero tu teoría es totalmente coherente.La intensidad de este rayo fue de 3.4KA, lo cual quiere decir que es un rayito más bien débil, lo normal es que tengan intensidades entre 10KA y 30KA, aunque puede haber rayos de hasta 300KA. Pero también es reseñable que se trató de un rayo positivo.Lo de las vías del tren, no lo hice aposta, estaba buscando un sitio elevado para pillar mejor los rayos de la tormenta, vi ese puente y me subí arriba, con coche y todo. Pero en cuanto los rayos estaban a 2Km, salí de allí rápidamente. En realidad, ¿qué quieres decir?, ¿qué son seguras o que no?. Aunque si dices que las tensiones de paso son importantes, el sitio no debe ser nada seguro.Nada más de momento. Seguimos en contacto "eléctrico"De Ribera-MetTe sigue picando el gusanillo y has vuelto y encima pones más fotos para que no pestañee de nuevo y siga investigando. Pues sí te he retocado alguna fotillo más.También he intentado ser lo menos técnico posible para que me entendáis todos y veo que lo he conseguido. Como dirían otros, solo sé un poquito.Discrepo con tu tercer párrafo, eso que te han comentado no lo veo del todo claro. Igual es entrar en polémicas eléctricas, pero ahí va mi opinión.Todas las torres de la línea están conectadas a tierra y entre si, para dar protección a los conductores activos. No tiene sentido decir que están conectados a una tierra lejana pues los conductores de protección, y has hecho una foto muy directa, no llevan aislamiento con la torre. Luego todo el potencial que existe en el suelo lo hay en la torre y los conductores de protección. Precisamente lo que interesa de estos conductores es que en caso de impacto de un rayo se derive a tierra cuanto antes y produzca los menores efectos negativos en la línea, sobretensiones, sobreintensidades, corrientes inducidas, capacidades, perdida de capacidad energética de la línea etc. Si tras la caída de un rayo este no se derivara por la torre y viajaría por la línea hasta alcanzar ese punto de tierra lejano, vaya desastre por no hablar ya de reflexiones de ondas etc.El punto más débil de la línea, es en medio del vano pues ha de recorrer el rayo el mismo camino en dos sentidos hasta encontrar las torres y derivar. Por esto los conductores de protección, y se que te fijarás, tienen menos flecha que los conductores activos, para dar mas protección a esa zona débil.Por lo que la diferencia de potencial entre la torre y la nubes es menor que entre la nube y cualquier punto de su alrededor. Puedo decir que para una línea de unos 30 metros de altura y dos cables de tierra, la probabilidad de atraer un rayo en 100 metros de anchura es muy alta. Por ejemplo para un índice isoceráunico de T=13, por ejemplo Madrid y una línea como la que estamos analizando el número de rayos que pueden afectar a la línea es de 23/100 Km al año.Igual me estoy alejando del tema, bueno pues eso, que los conductores de tierra están para proteger la línea y canalizar los rayos a tierra a través de las torres y no para inhibirlos, es mejor tener un rayo controlado que uno incontrolado. Por eso los 100m de atracción para esa línea.Analicemos, esto es mucho aventurarse porque para decirlo hay que estar in situ, pero es lo que me sugiere. Por normativa todos los elementos de una subestación han de estar conectados a tierra. Pero en la imagen yo veo que el hilo de protección que desciende por el poste está hecho una bobina sin conexión a tierra, con lo cual, el recorrido del rayo es el representado anteriormente, sin lugar a dudas, y refuerza mi teoría. Ojo al igual que ha descendió por el poste lo ha hecho también por el resto de los postes. Siempre se puede matizar pero en este caso no creo que no haga falta más.Vamos a darle a esta teoría un 80% de validez, el conductor de tierra está cortado y por esto ha descendido el rayo por el poste.¿Qué opináis?. Voy terminando.Con tan pocas cosas que lleva uno encima indiqué que el efecto era el skin, este se produce por la frecuencia, el de la tensión es el corona, ya esta corregido.Si la chispa va haciendo quiebros es porque el aire ionizado no es uniforme en su sección y busca el camino, lo contrario que cuando una corriente circula por un conductor. Porque la superficie del conductor se supone "lisa" no lo tiene por que ser el canal de conducción.No me digas que soy una persona segura, siempre me quedan dudas y me gusta desmenuzarlas.Respecto la corriente del rayo, pues como bien dices hay hasta de 300kA, para mi son muchísimos todos, con solo saber que con 0,8A que te atraviesen puedes tener fibrilación muscular y parada cardiaca.Ahí va:Si están los postes d e las vías del tren cerca pues....como que hay mas probabilidades de que caiga y se de una tensión de paso, recuerda que estos postes también están unidos. Y la corriente busca el camino más fácil.Bueno ya termino, que ladrillo pero con gusto. Espero que podáis entender todo lo que he expuesto aquí, y el caso de Holmes este llegando a su fin si no ha llegado ya.Ya sabéis si queréis preguntar y debatir adelante.Seguimos "en contacto". Grato reportaje de investigación, sí señor.SaludosNota. Todos los textos y fotos han sido tomados del portal de www.meteored.com

Esta entrada se publicó en Reportajes en 08 Oct 2006 por Francisco Martín León
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