¿Por qué en Colombia caen más rayos que en casi todo el mundo?

Este fin de semana, al 14 de septiembre, «tormenta eléctrica» se metió entre las búsquedas en alza de Colombia en Google. No es casualidad de calendario. Según el Ideam, a mediados de septiembre se reactiva la Zona de Confluencia Intertropical, una franja de vientos que se encuentran sobre el país, y con ella arranca la segunda temporada de lluvias, hasta mediados de diciembre. Para octubre el instituto pronostica lluvias por encima de lo normal en Córdoba, Antioquia, Cauca, Nariño y buena parte de la Amazonía, con El Niño activo y todo.

Y donde hay tormenta tropical, hay rayos. Muchos. Según la red de detección de la empresa colombiana Keraunos, sobre Colombia caen unos 15 millones de rayos al año, diez veces más que sobre toda Europa. Un municipio del Bajo Cauca antioqueño, Cáceres, aparece en el cuarto lugar del planeta en el ranking de puntos calientes de la NASA, con 172 destellos por kilómetro cuadrado al año. Le siguen en Sudamérica El Tarra, Norcasia y Majagual, también colombianos. El primer puesto está a un paso de la frontera: el lago de Maracaibo, con 232.

Eso tiene un costo. El DANE registró 1.313 muertes por rayo en Colombia entre 1997 y 2017, según una tesis de la Universidad Nacional que cruzó veinte años de certificados de defunción. Son 63 al año. Una persona cada seis días.

La pregunta que me hice el sábado, mientras contaba los segundos entre el relámpago y el trueno, fue esta: ¿por qué aquí? ¿Qué tiene Colombia que no tenga España, o Argentina, para atraer tantos rayos?

La respuesta corta es que no es la lluvia. Es el hielo. Pero para que eso tenga sentido hay que empezar por una nube.

¿De dónde sale la electricidad de una nube?

La electricidad de una tormenta sale de choques entre hielo. Dentro de una nube de tormenta, en la zona donde la temperatura está entre 15 y 25 grados bajo cero, cristales de hielo diminutos chocan con bolitas de granizo blando, y en cada choque intercambian carga: el cristal queda positivo y el granizo negativo. Así lo describe el Servicio Meteorológico de Estados Unidos.

Imagina que frotas un globo contra tu pelo. El globo se lleva electrones del pelo y queda cargado; tu pelo queda con la carga contraria y se pone de punta. Eso es una separación de cargas. Una tormenta hace exactamente lo mismo, pero con billones de choques por segundo en lugar de uno.

Ahora falta separar los dos bandos, porque si se quedan mezclados la carga se cancela. De eso se encarga el viento. Una nube de tormenta es como una chimenea de aire caliente que sube a toda velocidad. Esa corriente ascendente arrastra los cristales, que son livianos, hasta la cima. El granizo, más pesado, se queda en el medio o cae. Resultado: la parte alta de la nube queda positiva y la parte baja, negativa. La nube se ha convertido en una batería de varios kilómetros de alto.

Y hay un tercer actor. La base negativa de la nube empuja lejos a los electrones del suelo, así que el terreno justo debajo de la tormenta queda positivo. Los árboles, las torres y las personas que están ahí también.

¿Por qué el aire deja de aislar?

El aire es un buen aislante, hasta que deja de serlo. Cuando la diferencia de carga entre la nube y el suelo crece lo suficiente, el aire se rompe eléctricamente y se abre un canal conductor. Ese canal es el rayo.

La coreografía es precisa. Desde la base de la nube baja un líder escalonado: una lengua de carga negativa, invisible, que avanza a saltos de unos 50 metros. Cuando está a unos 50 metros del suelo, del terreno sube a su encuentro una chispa positiva, que sale de lo más alto que haya: un árbol, una antena, una persona de pie en un potrero. Cuando las dos se tocan, el circuito se cierra.

Y aquí viene el primer detalle que a mí me encanta. El destello que ves, esa raya blanca que te deslumbra, se llama descarga de retorno y viaja hacia arriba, no hacia abajo. Es como una fila de carros frente a un puente levadizo: cuando el puente baja, arranca el primero, luego el segundo, y el movimiento recorre la fila hacia atrás. El rayo que «cae» en realidad sube por el canal recién abierto, a una fracción de la velocidad de la luz.

Por ese canal, de apenas centímetros de ancho, pasan en un instante entre 20.000 y 40.000 amperios. El aire se calienta a cerca de 28.000 grados, cinco veces la superficie del Sol. Se expande de golpe y ese golpe es el trueno. Como el sonido viaja a un kilómetro cada tres segundos, contar entre el relámpago y el trueno te dice a qué distancia cayó. El truco de los abuelos funciona.

¿Por qué Colombia y no, digamos, España?

Porque la receta del rayo necesita tres cosas, y Colombia las tiene todas: aire caliente y húmedo, un empujón hacia arriba, y frío suficiente para fabricar hielo. Europa tiene el frío; le faltan las otras dos.

Vuelve a la nube. La electricidad nace donde hay granizo y cristales chocando, o sea, donde hace menos de 15 grados bajo cero. En el trópico el hielo empieza a unos cinco kilómetros sobre el mar, y esa zona de choques está más arriba todavía, hacia los siete. Para que haya rayo, la tormenta tiene que trepar hasta allá, y trepar con fuerza: cuanto más violenta la corriente ascendente, más choques, más carga, más rayos.

Aquí entra la geografía. Colombia está en el ecuador, donde el sol calienta de frente todo el año y el aire del Caribe, del Pacífico y de la Amazonía llega cargado de humedad. Ese aire es el combustible. Las tres cordilleras son la rampa: cuando el viento choca con una montaña no tiene más remedio que subir, y al subir se enfría y condensa. Y la Zona de Confluencia Intertropical, la franja donde se encuentran los vientos de los dos hemisferios, es el fósforo: obliga al aire a ascender justo sobre el país, dos veces al año.

Los datos de la NASA lo confirman con una frase que vale un artículo entero: 24 de los 30 lugares con más rayos del planeta están junto a montañas. Cáceres y el Bajo Cauca están donde las tierras bajas, calientes y pantanosas del Caribe se estrellan contra la cordillera Central.

El lago de Maracaibo está en un valle encajonado entre dos ramales de los Andes. De noche, la brisa baja de las montañas hacia el lago por todos lados a la vez y convierte el agua tibia en una chimenea. Por eso el relámpago del Catatumbo dura hasta la madrugada, cuando en casi todo el mundo las tormentas ya se apagaron.

Así que no es que en Colombia llueva más, es que las tormentas trepan más alto y más rápido. En la Sabana de Bogotá pasa en miniatura: el viento de la tarde empuja el aire de la planicie contra los cerros orientales, y ahí es donde el profesor Horacio Torres, de la Universidad Nacional, ha medido más rayos de toda la ciudad. Es el mismo mecanismo de nube y montaña que explica por qué en la Sabana hiela de madrugada y arde de día, visto desde el otro lado del día.

¿El rayo que mata te cae encima?

Casi nunca. Y este es el giro que más me sorprendió al investigar para este artículo. La médica Mary Ann Cooper y el meteorólogo Ronald Holle, que llevan décadas estudiando víctimas de rayos, calculan que el impacto directo explica apenas entre el 3 y el 5 % de las lesiones y muertes. Entre el 50 y el 55 % son corriente por el suelo, y entre el 30 y el 35 % son un salto lateral desde un árbol o un poste cercano.

Funciona así. Cuando el rayo toca tierra, la carga no desaparece: se dispersa por el suelo en todas direcciones, igual que las ondas de una piedra en un estanque. Piensa en esas ondas: cerca de la piedra son altas, lejos son bajas. Con la corriente pasa igual: se debilita con la distancia, así que entre un punto y otro del suelo hay un voltaje.

Si estás de pie con las piernas abiertas, una pierna está a un voltaje y la otra a otro, y la corriente sube por una y baja por la otra, pasando por el corazón. Por eso los rayos matan vacas: cuatro patas, mucha distancia entre ellas. Y por eso una persona acostada bajo la lluvia está peor que una agachada con los pies juntos.

Las cifras del DANE cuadran con la física. De las 1.313 muertes entre 1997 y 2017, el 77 % ocurrieron en zona rural y el 82 % de las víctimas fueron hombres. En Cali, dice Torres, más del 90 % de los rayos caen después del mediodía, justo cuando se trabaja el campo. Antioquia, con 242 muertes en ese periodo, encabeza la lista, seguida de Cauca con 150. La tasa de mortalidad rural es unas diez veces la urbana.

Como con los terremotos, donde lo que mata no es el suelo sino el edificio, aquí lo que mata no es el rayo en sí sino estar de pie, mojado y a campo abierto cuando llega.

Hay una noticia buena escondida ahí: cerca del 90 % de las personas alcanzadas por un rayo sobreviven, aunque muchas con secuelas neurológicas. Y casi todas las muertes son evitables con quince minutos de anticipación.

¿Sabemos cómo empieza un rayo? La respuesta honesta es no

Con todo lo anterior, uno pensaría que el rayo es un problema resuelto. No lo es. Hay un hueco en el centro de la explicación que a mí, como físico, me parece de las cosas más bonitas de la ciencia actual.

En el laboratorio, para que el aire seco se rompa y salte una chispa, hacen falta unos 3.000 kilovoltios por metro. Durante décadas se han enviado globos con sensores dentro de tormentas para medir el campo eléctrico real, y el máximo que se encuentra ronda los 150 o 200 kilovoltios por metro. Es decir, la nube tiene entre diez y veinte veces menos voltaje del que necesitaría para producir el rayo que, evidentemente, produce.

La hipótesis más popular para tapar ese hueco viene del espacio. El físico ruso Alexander Gurevich propuso en los años noventa que un rayo cósmico, una partícula que llega de fuera del sistema solar y choca con la atmósfera, deja a su paso una cascada de electrones muy rápidos. Con un campo modesto, esos electrones se aceleran, chocan, arrancan más electrones, y la avalancha abre el camino que el campo solo no podía abrir. Joseph Dwyer refinó la idea en 2005.

Se llama «ruptura por electrones fugitivos» y encaja con un hecho raro: las tormentas emiten rayos gamma, luz de altísima energía que no debería salir de un fenómeno meteorológico. Hay experimentos en marcha, pero el caso sigue abierto.

Si te interesa cómo influye el Sol en la electricidad de la Tierra, hay una versión más grande de esta historia en la tormenta solar que puede apagar el GPS.

Y una advertencia sobre las cifras de este artículo. Los 172 rayos de Cáceres los cuenta un satélite que ve todos los destellos, incluidos los que van de nube a nube; los 90 que reporta Keraunos para el mismo pueblo son solo los que tocan tierra. No se contradicen: miden cosas distintas. Con las muertes pasa algo parecido: el DANE da 63 al año, pero Torres estima unas 150, porque muchas muertes indirectas (un incendio, una caída) nunca quedan registradas como «rayo». La verdad está entre las dos, y nadie la sabe con exactitud.

Qué puedes hacer tú, hoy

Todo esto se traduce en cuatro reglas que caben en un mensaje de WhatsApp. Las recomiendan el Servicio Meteorológico de Estados Unidos y Keraunos, y salen directo de la física de arriba. Si vives o trabajas en el campo, son para ti.

• Cuenta los segundos. Si entre el relámpago y el trueno pasan menos de 30 segundos, el rayo está a menos de 10 kilómetros y la siguiente descarga puede caer donde estás. Busca refugio ya, y espera 30 minutos después del último trueno antes de salir.
• Refugio es una edificación cerrada o un carro con techo metálico. El carro protege porque el metal conduce la corriente por fuera de la carrocería, no por las llantas de caucho. Una casa de tejas sin paredes, una carpa o un quiosco no sirven.
• Nunca un árbol solo, ni la cima de una loma, ni el agua. Son los puntos desde donde sube la chispa que va a encontrarse con el líder. Si te sorprende en campo abierto, agáchate con los pies juntos y las manos en las rodillas: pies juntos es la única defensa contra la corriente por el suelo.
• Si trabajas al aire libre, mira el cielo después del mediodía. Un cumulonimbo, esa nube en forma de yunque con la base gris oscuro, es la señal. En temporada de lluvias, programa las labores del campo para la mañana cuando se pueda.

Los que cuentan rayos para que no cuenten muertos

Cada uno de los 15 millones de rayos queda en una base de datos gracias a ingenieros de la Universidad Nacional que decidieron que un país con tantos rayos merecía medirlos. Horacio Torres lleva más de treinta años estudiándolos: escribió el libro que todos citan y ayudó a redactar la norma que hoy obliga a que cada edificio en Colombia tenga protección contra rayos. En 2011, con Daniel Aranguren, fundó Keraunos, que opera 21 antenas y un sensor de campo eléctrico diseñado aquí, y avisa a minas, petroleras y aeropuertos con 15 o 30 minutos de anticipación.

Audrey Cruz Bernal cruzó veinte años de certificados de defunción con mapas de densidad de rayos para saber dónde, exactamente, se está muriendo la gente. En Medellín, el equipo del Siata cuenta cada descarga sobre el valle de Aburrá y publica alertas en tiempo real.

Nada de eso apaga un rayo. Lo que hace es regalar los quince minutos que separan una tormenta de una tragedia. Y esa es, para mí, la historia de gigantes de hoy: no el fenómeno más eléctrico del planeta, sino la gente que se puso a medirlo con antenas caseras en un país que, hasta hace poco, ni siquiera sabía cuántas víctimas tenía.

¿Y tú, cuentas los segundos cuando ves el relámpago? Si alguien que trabaja en el campo te viene a la cabeza al leer esto, mándale este artículo antes de la próxima tormenta.