Los rayos son una de las principales amenazas a las que se enfrentan las personas que acampan en espacios abiertos. Los diferentes elementos metálicos de las tiendas de campaña atraen los rayos e incrementan el riesgo de sufrir un fenómeno de este tipo. Investigadores de la Universidad de Colombia han ideado una carpa especial, que protege a las personas que se ubican debajo de ella.
A partir del efecto de la jaula de Faraday, mediante el cual las corrientes eléctricas circulan por una superficie metálica alrededor de la jaula y nunca llegan su interior, en los bordes o contornos de la carpa se introdujeron hilos de cobre y níquel, conductores de electricidad, con el fin de desviar las corrientes eléctricas asociadas con el impacto directo del rayo sobre las personas que la usen.
Cómo protege de un rayo esta carpa
“El material conductor metálico hace que la corriente del rayo se transporte hasta el piso, garantizando la seguridad de la persona que está dentro de la carpa o el refugio”, precisa el ingeniero electricista Francisco Román Campos, líder del Grupo de Investigación de Compatibilidad Electromagnética (EMC-UN)de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá.
El profesor Jorge Rodríguez, candidato a doctor en Ingeniería Eléctrica de la UNAL, menciona que “quienes duermen en refugios convencionales, como carpas o tiendas, pueden ser víctimas de la expansión de corriente que dejan los rayos al caer, las cuales generan voltajes entre la cabeza y los pies provocando incluso la muerte”.
“Por lo tanto, el propósito de las telas conductoras es reducir los voltajes, de manera que se garantice la seguridad de la persona que se encuentra dentro de la carpa”, agrega el docente.
Colombia es uno de los siete países con más actividad de rayos en el mundo, y las zonas donde más predomina este fenómeno son la parte norte y el valle del Magdalena.
¿Cómo se ha probado la eficacia de esta protección frente a la caída de un rayo?
Para comprobar que en efecto la carpa protege de los rayos, se utilizó a Ed, un maniquí que se dejó dentro del refugio para determinar los voltajes y la energía que soportaría cuando por el suelo circulan corrientes indirectas del rayo.
Ed mide 1,75 cm de alto, pesa 75 kg y su estructura es de madera; las uniones que simulan las articulaciones se elaboraron en PVC para permitir una mejor movilidad, ya que era necesario que simulara estar acostado o gateando, posiciones elegidas para las pruebas.
La parte de los músculos se fabricó en concreto para simular la presión que ejerce una persona sobre el refugio cuando se encuentra en alguna de dichas posiciones.
Para simular la resistencia del cuerpo humano se utilizó alambre níquel-cromo, y para las conexiones de las diferentes partes del cuerpo se empleó cable coaxial para reducir el ruido electromagnético.
“Estas conexiones permitieron registrar tanto la señal de corriente como de tensión mediante un osciloscopio, instrumento que mide las señales eléctricas”, explica el profesor Rodríguez.
Para imitar el rayo se utilizó una descarga de corriente que corría por el suelo de la carpa, mientras Ed reposaba dentro de ella.
Qué descarga eléctrica llega a los habitantes de una tienda de campaña con esta proyección contra rayos
La simulación del maniquí acostado permitió medir voltajes de hasta 700 voltios, si la carpa no hubiera tenido la tela especial, el impacto hubiera generado más de 30.000 voltios.
“Es en esta posición donde se experimenta el mayor voltaje debido a la corriente de rayo”, anotan los investigadores.
En relación con el gateo se midieron voltajes entre los diferentes puntos en contacto de Ed con la carpa. Así, las tensiones máximas registradas fueron de 500 voltios (entre manos) y 400 voltios (entre manos y rodillas). En condiciones normales, sin la tela, sería de miles de voltios.
“Los resultados muestran que cuando por el suelo circulan corrientes indirectas de rayo, que son las causantes del mayor número de fatalidades, la energía aportada al maniquí es inferior a 1 julio (unidad de energía muy pequeña para la vida corriente), lo que evidencia que este tipo de refugios pueden proteger la vida de las personas que se encuentran en su interior”, explica el investigador.
El rayo es una descarga eléctrica que se produce cuando las nubes se descargan transfiriendo energía a la tierra en menos de un segundo. Se calcula que el rayo mide unos 8 km de longitud por solo 1 centímetro de anchura, descarga hasta 1.000 millones de julios de energía, con una corriente que puede alcanzar 200.000 amperios y 100 millones de voltios.
