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Asunto:[LEA-Venezuela] El relámpago del Catatumbo.
Fecha:Martes, 3 de Junio, 2003  19:34:31 (-0400)
Autor:Jaime E. Péfaur <pefaur @...ve>

 
----- Original Message -----
Sent: Wednesday, May 28, 2003 9:55 AM
Subject: [Foroprofesoral] Un Mundo Posible...

El Relámpago del Catatumbo Primera Fuente Regeneradora de la Capa de Ozono
 

El Relámpago del Catatumbo, es un fenómeno esencialmente eléctrico (entre nubes cargadas de electricidad y una carga permanente en el suelo cenagoso) que se presenta en la cuenca del río Catatumbo, el cual está asociado a una alta frecuencia de ocurrencia de descargas eléctricas. Una Baja Presión asociadas al mal tiempo, está entre las condiciones que inciden en el citado fenómeno. Ésta es inducida por una circulación de los vientos, que inicialmente provienen del Noreste y al entrar a la Depresión del Zulia son forzados por la Serranía de Perijá a cambiar de rumbo hacia el Sur, hasta formar la circulación de Baja Presión, por el desvío de viento hacia el Sur, y en conexión con la Brisa del Lago( cuyo origen esta relacionado con la diferencia de temperatura entre la superficie de la tierra y el Lago); la Baja Presión se sitúa por lo general sobre la desembocadura del río Catatumbo.

Además de la circulación de la Baja Presión existe una Convergencia Local, al Sur del Zulia, ocasionada por los vientos del Sur y del Sureste provenientes de los Andes, lo cual origina en su interacción con los vientos provenientes del Norte, zonas de buen tiempo en un sitio y líneas de mal tiempo o convergencias en otras. Una de estas convergencias de mayor alcance es la Convergencia Local de Vientos, que se forma en el extremo Sur del Zulia, como consecuencia del choque de los vientos del Norte con los del Sur que soplan del Táchira hacia la Cuenca del Lago de Maracaibo. Los vientos provenientes del Táchira ( de la Región de San Antonio del Táchira), pueden servir como índice de las intensidades del fenómeno así como el de las lluvias producidas (climatólogo Antonio W. Goldbrunner).

Según estudios de observación científica realizados en el sitio de la desembocadura del Río Catatumbo, zona de grandes pantanos ocupada por el Parque Nacional de Ciénagas con una superficie de 269.400 Ha, concluyen que la referida zona es el epicentro del relámpago, al poseer las condiciones naturales que favorecen el fenómeno, destacando la importancia de los pantanos como agente causal de la actividad eléctrica por la presencia del metano. Para una mejor comprensión y dada la complejidad del Relámpago del Catatumbo, es oportuno hacer una breve referencia a una excelente investigación titulada Microfísica del Relámpago del Catatumbo realizada por Ángel Muñoz, Nelson Falcón y Petter Willians del Departamento de Física de la Universidad de Carabobo; los investigadores efectuaron tres expediciones al interior del Parque Nacional de Ciénagas lo cual evidenció que el fenómeno se presenta en dos regiones bien definidas localizadas al oeste del río Catatumbo (en el interior de las ciénagas) entre las lagunas de la Estrella y la Belleza, colindantes con el río Bravo.

Desde los puntos de observación se visualizó el Relámpago del Catatumbo como destellos nube-nube y el resplandor fosforescente (relámpago) bien localizadas con persistencia durante toda la noche. Las descargas eléctricas de la formación nubosa parecen provenir solamente del interior profundo de la nube, y no de su periferia o zonas de limite de la nube. Se evidenció que las descargas eléctricas ocurren entre 16 y 40 por minuto.

El Metano, Factor Determinante en la Generación del Relámpago.

La molécula de metano (CH 4) es indisoluble en agua. Al generarse en las ciénagas y lagunas, se eleva rápidamente por ser más liviano que el aire, ascendiendo sobre las nubes de vapor de agua. Este fenómeno se incrementa en las horas siguientes del ocaso cuando la ausencia de irradiación solar evita su fotodisociación, lo que podría explicar por qué el relámpago sólo es visible en horas nocturnas. La extensión de los pantanos permanentemente inundados y la generación de metano por descomposición de detritus y humus se incrementa durante el verano porque las aguas son menos profundas y la temperatura media aumenta facilitando la descomposición del material orgánico, lo que al parecer es la causa por la cual el “Relámpago del Catatumbo” es más visible en épocas de sequía.

La fluorescencia observada, luego de la generación de rayos en el interior de las nubes altas, puede deberse a la existencia de estados metaestables de la molécula de metano y del radical metilo, cuyos enlaces s-p admiten ese tipo de excitación. Los tiempos de vida metaestables son comparables a la duración de la descarga difusa (relámpago), en el rango de los nanosegundos (millonésima de segundo) a milisegundos. Los cristales que se forman, a partir de la mezcla del metano y el agua se polarizan espontáneamente debido a la simetría tetraédrica, ocasionando un gradiente de potencial eléctrico en las células de las capas altas de la nube. Cuando el potencial eléctrico de la célula de la nube supera el potencial de ruptura dieléctrica del aire, se genera la descarga visible en forma de rayos al interior de la misma.

Así la presencia de metano en las nubes bajas de la región, favorecida por la circulación cerrada de vientos y por la gran extensión de pantanos permite explicar la microfísica de las descargas gaseosas (relámpago o fluorescencia y rayos o descargas de arco nube-nube) y el mecanismo de autopolarización eléctrica de la nube. La presencia de metano en las nubes bajas de la región favorecida por la circulación cerrada de vientos y por grandes extensiones de pantanos permite explicar la microfísica de las descargas gaseosas (relámpago o fluorescencia y rayos o descargas de arco nube a nube) y el mecanismo de autopolarización eléctrica de la nube.

La concentración de este gas en el seno de las nubes convectivas sobre la región (en la Troposfera local varia hasta concentraciones de 0,1% según Carman & Vincent 1.999), causaría la separación de cargas eléctricas en el interior de las células de las nubes, posibilitando las descargas (rayos) así como la fosforescencia (relámpago) observada. De acuerdo con el modelo propuesto, el conocimiento actual sobre descargas eléctricas en gases ionizados y con las propiedades fisicoquímicas del metano, el citado gas sería el agente causal para comprender el fenómeno.

El Relámpago del Catatumbo Primera Fuente Regeneradora de la Capa de Ozono en Su Tipo (como Tormenta Eléctrica) en el Planeta.

El Ozono es un gas compuesto de tres átomos de Oxígeno(O3). Se obtiene como resultado de la aplicación de alta energía radiante (rayos uv del Sol) y de energía eléctrica al Oxígeno.

El 90% del Ozono del planeta se forma naturalmente en las capas superiores de la atmósfera, como un proceso en el cual las radiaciones uv del Sol crean y descomponen Ozono a partir del Oxígeno, formando una franja de 15 a 55 Km de la superficie terrestre (en la estratosfera) que se denomina Capa de Ozono, la cual absorbe y filtra los citados rayos uv, manteniendo el equilibrio térmico del planeta al absorber la radiación calórica emitida desde la superficie terrestre y re-irradiarla hacia el espacio exterior, lo que permite la vida en la superficie terrestre. Gran parte del restante 10% de Ozono es generado por las tormentas eléctricas.

El Ozono tropósferico (ubicado en la baja atmósfera) es uno de los contaminantes más importantes, el cual es producto de la descomposición de agentes contaminantes primarios como el Óxido Nitroso y los compuestos orgánicos volátiles (combustión de gasolina, Hidrocarburos). Por ser un potente oxidante (O3) es extremadamente irritante para las vías respiratorias.

De acuerdo al Dr. Osmar Pinto del Grupo de Electricidad Atmosférica del Instituto de Investigaciones Espaciales del Brasil, el territorio Brasileño es el más afectado por las Tormentas Eléctricas en el mundo, con un promedio de tres descargas por segundo, lo que equivale aproximadamente a 70.000.000 al año, casi el doble del promedio de Estados Unidos. La región con mayor recurrencia es el Mato Grosso, con un promedio de 20 descargas por Km2. Por esta causa, en el país mueren por descargas eléctricas más de cien personas al año. Sin embargo, los lugares con mayor promedio anual de tormentas están fuera de Brasil.

El lugar del mundo con mayor frecuencia de días de tormentas eléctricas al año es la localidad de Bogor (isla de Java, Indonesia) con un promedio anual actual de 223 días de tormentas (posee un record Guinnes de 322 días, de 1916 a 1919).

También destaca lo que se conoce como el “Cinturón de los Relámpagos“, el cual se extiende desde Orlando hasta el Sur del estado de la Florida, Estados Unidos; dentro de esta zona se ubica Tampa, conocida como la capital de las tormentas en USA, con un promedio de hasta 120 días de tormentas al año.

El Relámpago del Catatumbo, según los valores climatológicos de los mapas del Atlas de la Fuerza Aérea Venezolana, tiene un promedio de 140 a 160 días de tormentas eléctricas al año.

La gran diferencia entre el fenómeno de la región del Catatumbo y Bogor es el tiempo de duración de las tormentas y sus características. En la región del Catatumbo la duración de los días de tormentas se inician aprox. a las 20:00 y se prolongan por lo general hasta las 06:00 del día siguiente, lo que da en promedio, tomando como referencia la recurrencia menor de 140 días de tormentas de: 70 días de tormentas de 4 horas = 280 horas y 70 días de tormentas de seis horas = 280, tendremos un total de 700 horas de tormentas al año. En lo referente a descargas de tormentas (de 16 a 40 descargas por minuto, lo que da un promedio de 28 descargas) da un total de 1.176.000 descargas eléctricas anuales (según especialistas en el tema, cada descarga eléctrica equivale aprox. a unos 10.000 Amperios).

El Relámpago del Catatumbo es una tormenta nube-nube que forma un arco voltaico a más de 5 km de altura. En Bogor las tormentas son en su mayoría diurnas, de nube-tierra y su tiempo de duración es de una a dos horas ( promedio de hora y medía) lo que ubica su promedio máximo anual en 335 horas tormentas. El promedio de Tampa es por lo general de una hora, escasamente ocurren tormentas de dos horas de duración (Administración Nacional de Océanos y Atmósfera de Estados Unidos NOAA).

Un reciente estudio del investigador Renyi Zhang de la Universidad A & M de Texas dado a conocer (el 3/2003) por el Centro Espacial de Vuelo GODAR (Oceanographic Data Archaeology and Rescue) de la NASA, sorprendió a los científicos del citado organismo especializado, al descubrir que las tormentas eléctricas de Verano en los Estados Unidos incrementan significativamente la cantidad de Ozono y otros gases de la Región que afectan la química atmosférica entre los 5 y12 Km de la superficie terrestre. La cantidad de ozono y óxidos de nitrógeno creados por las tormentas eléctricas supera a la generada por las actividades humanas en ese nivel de la atmósfera. El incremento de Óxido Nitroso fue de hasta un 90% y el del Ozono contaminante de un 30%.

Es importante destacar que el estudio anteriormente citado corresponde a la Zona Templada del Hemisferio Norte, cuyo patrón de circulación de vientos es diferente a la región ecuatorial donde se localiza el “Relámpago del Catatumbo”. En la Región Ecuatorial el aire se calienta mas rápido por ser la parte de la superficie terrestre que recibe la mayor irradiación solar. El aire caliente asciende desde el suelo hasta una altura de 15 a 20 Km, allí se enfría y va derivando alejándose del ecuador antes de descender nuevamente en forma de masa de aire mucho mas fría. El sistema de circulación se cierra cuando esta masa de aire vuelve hacia el ecuador. Así se crea lo que se denomina celdas de circulación.

Lo anteriormente expuesto demuestra que el ”Relámpago del Catatumbo” no solo es la Primera Fuente Regeneradora de la Capa de Ozono en su tipo del planeta, su región (el Parque Nacional de las Ciénagas), es el Lugar del Mundo con el Mayor Promedio de Tiempo en Tormentas Eléctricas al Año.

REFERENCIAS

Centro de Documentación y Divulgación Ambiental del Ministerio del Ambiente. Monitoreo Biológico y Químico de la Cuenca del Río Catatumbo. (Publicación Binacional ECOPETROL, PDVSA, INTEVEP).

El Relámpago del Catatumbo en Base a las Imágenes del Satélite GOES. (Ing. Luis Felipe García, ing. Elvira Lelchiskaya, Prof. César NogueraMARN Nov..1.991).

“Faro del Catatumbo: lo Conocido y Lo Desconocido” (Dr. Andrés Zabroski, Investigador y Catedrático de las Universidad de los Andes y Central de Venezuela, Carta Ecológica N° 56, 1.991,Publicación de LAGOVEN).

El Relámpago del Catatumbo o Faro de Maracaibo. (Lic. Macias J. Martinez, Ingenieros Consultores y Asociados).

Instituto de Investigaciones Espaciales del Brasil.

Administración Nacional de Océanos y Atmósfera de Estados Unidos, (NOAA).

Erik Quiroga, Ambientalista
 Creador del Día Internacional de la Preservación de la Capa de Ozono



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