Cazadores de rayos: el enigma eléctrico que solo un grupo de científicos estudia en España

En una cima de los Pirineos hay una caseta llamada el Nido del Águila. Es un antiguo repetidor de televisión que fue abandonado hace ya muchos años porque sus equipos quedaban literalmente fritos por el impacto de los rayos. En 2005, dos ingenieros eléctricos llegaron a esta cumbre de más de 2.500 metros atraídos precisamente por eso: necesitaban cazar rayos, cuantos más, mejor.

En la actualidad, el Nido del Águila es una las cinco torres de todo el mundo capaces de captar directamente las enormes descargas eléctricas de los relámpagos, así como estudiar otras emanaciones de rayos gamma y partículas cargadas, que constituyen un enigma científico. Los dos ingenieros eléctricos que redescubrieron el potencial de la cima pirenaica son Joan Montanyà y David Romero, líderes del Grupo de Investigación de Rayos de la Universidad Politécnica de Catalunya en Terrassa, el único en su clase que hay en toda España, y uno de los pocos del mundo.

En los últimos 20 años, estos investigadores han hecho casi de todo por los rayos: desde pasar gélidas noches preparando el Nido del Águila, a perseguir tormentas en una furgoneta con una cámara rápida en el techo que es capaz de congelar los relámpagos en una imagen.

El siguiente hito es inaugurar este año la red de seguimiento de rayos más densa del mundo, con 30 estaciones que cubren Aragón, Cataluña, Valencia y Baleares; las regiones donde más descargas caen de toda España, sobre todo porque el Mediterráneo es una fábrica de tormentas.

En cualquier momento, hay en la Tierra unas 2.000 tormentas activas que descargan unos 45 rayos por segundo. A pesar de esto, aún se ignora cómo y cuándo surgen exactamente estas fulguraciones y cuántos tipos hay.

El equipo de la UPC fue uno de los primeros en registrar rayos tierra-nube con cámara rápida. El caso paradigmático es un rayo producido por un molino eólico cuando hay una tormenta encima. Es un fenómeno cada vez más frecuente y preocupante, pues las descargas llegan a derribar la turbina y echan a perder todo un molino, con los costes que esto supone. La previsión es que el cambio climático aumente la cantidad e intensidad de las tormentas, incluidas las descargas eléctricas capaces de iniciar incendios, tumbar el tendido eléctrico o echar a perder importantes instalaciones energéticas.

Tras analizar unos cinco millones de relámpagos, este grupo de investigación ha constatado que, al contrario de lo que se piensa, sí pueden caer dos rayos en el mismo sitio, incluso más. Los investigadores han identificado casi 150 puntos exactos de Cataluña donde las descargas son recurrentes cada año. La mayoría son cimas de montañas escarpadas e infraestructuras altas. Los más enigmáticos están en alta mar. “Son seis o siete puntos que coinciden con las grandes rutas marítimas. Entendemos que son los barcos los que producen los rayos, aunque por ahora no lo sabemos seguro”, explica Glòria Solà, ingeniera eléctrica nacida en Terrassa hace 42 años, autora principal de esa investigación.

Una persona cualquiera tiene menos de una posibilidad entre un millón de que le caiga un rayo encima, aunque mucho depende de dónde esté. El caribe de Colombia es uno de los sitios donde es más probable. Esta región sufre enormes tormentas tropicales que descargan unas 20 veces más relámpagos que en otros puntos del planeta. Cada año mueren 60 personas de media por impactos directos.

“Desde pequeño siempre vi este fenómeno como algo cotidiano”, explica Jesús Alberto López, miembro del equipo de la UPC nacido hace 39 años en Fresno, población del departamento colombiano de Tolima, con alta incidencia de rayos. “Con el tiempo, la ingeniería eléctrica me brindó la oportunidad de estudiarlo en detalle, principalmente sus efectos negativos”, añade. Su tesis de maestría se enfocó en predecir tormentas eléctricas. “Algunos modelos logran exactitudes cercanas al 75%, pero con altas tasas de falsas alarmas, cercanas al 35%. Yo obtuve precisiones del 70%, pero un 50% de alarmas falsas. Hoy en día, la inteligencia artificial está ayudando a mejorar estos modelos, pero al final, no dejan de ser problemas probabilísticos, como lo es el origen del mismo fenómeno del rayo”, razona. El equipo de Terrassa ha desplegado una segunda red de seguimiento en este país suramericano con la que pretenden entender mejor cómo se electrifican las tormentas, y colaborar con las autoridades para minimizar su impacto.

Los aviones en vuelo también producen rayos. La red de mapeo de la UPC ha mostrado cómo los aviones que se acercan a una tormenta dejan una estela de descargas eléctricas. Estas, a su vez, pueden generar un rayo cielo-tierra. Lo más frecuente es que los pasajeros ni se enteren de todo esto, explican los ingenieros, pero los pilotos sí observan estas emanaciones de plasma, conocidas como Fuego de San Telmo.

Algunas de las imágenes más espectaculares captadas por este grupo son de Oscar van der Velde, un meteorólogo holandés que duerme de día y caza de noche. Cuando se ha puesto el sol, desde la terraza de su casa en Castellgalí, cerca de la sierra de Montserrat, dispara cámaras ultrarrápidas que toman hasta 400.000 imágenes por segundo y permiten “obtener una imagen decente” de las hipnóticas ramificaciones de las descargas eléctricas. Algunas de las fulguraciones las produce la emblemática torre de comunicaciones de Collserola, en lo alto de Barcelona, que con sus 13 plantas de altura es una auténtica fábrica de rayos.

Van der Velde, de 48 años, también retrata fenómenos mucho menos conocidos que suceden por encima de las nubes de tormenta. Entre ellos están los duendes: espectaculares emanaciones de color rojo que aparecen a unos 80 kilómetros de altitud. Sus ramificaciones kilométricas se parecen mucho a las de neuronas en el cerebro humano. También existen elfos: discos de luz que se expanden en fracciones de segundo y que a menudo son tomados por ovnis.

Sentado junto a su ordenador, Van der Velde analiza para EL PAÍS las descargas eléctricas registradas durante la dana del 29 de octubre en Valencia, de la que recientemente se han cumplido tres meses. La red de mapeo de rayos detectó ese día miles de descargas eléctricas intranube —relámpagos que nunca llegan a caer a tierra—. El meteorólogo calcula que durante el tiempo que la tormenta azotó Valencia, se produjeron unas 4.000 descargas por hora, más de una por segundo.

La gran incógnita sobre los rayos es que para producirlos hacen falta campos eléctricos diez veces mayores que los observados dentro de las nubes de tormenta. No se sabe cómo se desencadena realmente el estallido de electricidad. En 2023, varios miembros del equipo de la UPC guiaron desde tierra a un piloto de la NASA que se acercó al máximo a una tormenta a bordo de un avión U2 capaz de volar sobre las nubes y estudiar sus descargas. Los resultados desvelaron que las tormentas producen emanaciones de antimateria y radiactividad similar a la de las explosiones nucleares. Gracias a los vuelos a bordo del avión espía sobre las tormentas del caribe colombiano, se ha podido averiguar que dentro de la nube se produce un destello de radiactividad que podría ser la chispa que provoca el rayo.

Es posible que los rayos tuviesen un papel fundamental para el origen de la vida en la Tierra, hace miles de millones de años. Sus descargas pudieron dar la energía necesaria para ensamblar los componentes básicos de la célula o aportar nutrientes como el fósforo a los primeros seres vivos. Hay estudios que muestran una enigmática correlación entre la frecuencia de las ondas electromagnéticas que los rayos generan en la atmósfera, llamada resonancia Schumann, y los potenciales eléctricos que recorren el interior de muchos seres vivos, desde las bacterias, a las neuronas del cerebro humano, explica Montanyà. “El potencial eléctrico entre la Tierra y la ionosfera se mantiene a unos 200.000 voltios, y las responsables son las tormentas, que son como las pilas de este sistema. Si de golpe parasen 10 minutos, desaparecería este campo eléctrico en el que vivimos y, sinceramente, no sabríamos qué podría pasar”.