Los rayos también contaminan: cómo las tormentas eléctricas generan gases que afectan a la calidad del aire
Cada destello de un rayo libera en la atmósfera gases contaminantes similares a los que emiten los coches. Científicos han logrado rastrear la contaminación de los relámpagos en tiempo real con ayuda de un satélite de la NASA y conocer mejor cómo las tormentas eléctricas influyen en la calidad del aire y en el cambio climático.
Por Enrique Coperías
Un rayo ilumina la zona de impacto en la Tierra, pero su destello también es visible desde el espacio. La imagen fue captada en 2012 por un astronauta de la Estación Espacial Internacional, a 400 kilómetros de altura y viajando a 28.800 km/h. Cortesía: ESA/NASA
En una tarde de tormenta, mientras los conductores se inquietan por los atascos o el riesgo de inundaciones, pocos piensan en que cada rayo que ilumina el cielo libera gases contaminantes muy parecidos a los que salen del tubo de escape de sus vehículos.
En concreto, los rayos dejan tras de sí óxidos de nitrógeno (NOx), compuestos que contribuyen a la formación de ozono troposférico y que desempeñan un papel nada desdeñable en la química atmosférica.
Por primera vez, un equipo de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, ha conseguido seguir en tiempo real cómo la actividad eléctrica de las tormentas genera estos gases y modifica la calidad del aire.
Qué han descubierto los científicos sobre la contaminación por rayos
Para ello utilizaron el satélite TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution), lanzado por la NASA en 2023. Este satélite es capaz de monitorizar contaminantes atmosféricos en la atmósfera de Norteamérica desde una órbita geoestacionaria a 36.000 kilómetros de altura.
Aunque su funcionamiento habitual ofrece una fotografía cada hora, los investigadores lograron captar mediciones cada diez minutos, lo que les permitió observar la evolución química de una tormenta con un nivel de detalle sin precedentes.
«Es la primera vez que se realiza un seguimiento de este tipo con una frecuencia temporal tan alta —subraya Kenneth Pickering, profesor de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas en Maryland, en un comunicado de la universidad—. Y añade—: Las tormentas se forman, se intensifican y se disipan en menos de una hora. Contar con observaciones cada pocos minutos nos permite obtener instantáneas mucho más precisas de lo que realmente ocurre».
Cuando se produce un rayo, este alcanza temperaturas extremas que rompen moléculas de oxígeno y nitrógeno, generando óxidos de nitrógeno (NOx). Se estima que los rayos aportan entre el 10% y el 15% de estas emisiones a nivel global. Foto: Gavin poh
Los rayos rompen las moléculas de oxígeno y nitrógeno del aire
Su colega Dale Allen, investigador asociado, destaca que el experimento combina las mediciones de TEMPO con los datos de los satélites de la NOAA que contabilizan los destellos de rayos. «Así podemos estimar cuántos óxidos de nitrógeno produce cada relámpago y cuánto tiempo permanecen en la atmósfera», explica Allen. Esta información resulta esencial para afinar los modelos climáticos y comprender cómo la electricidad atmosférica afecta al aire que respiramos.
Los rayos alcanzan temperaturas tan extremas que rompen las moléculas de oxígeno y nitrógeno del aire, lo que genera compuestos que se parecen a los contaminantes de origen humano. Según Pickering, «a escala global, el 10% o 15% de los óxidos de nitrógeno procede de las tormentas eléctricas». Aunque la proporción es pequeña frente a las emisiones industriales o del tráfico, su localización es determinante: se producen a gran altitud, donde son más eficientes en la formación de ozono, un gas de efecto invernadero que atrapa calor y actúa como potente forzador climático.
El efecto puede sentirse incluso lejos de la tormenta original. «Los gases contaminantes viajan en auténticas cintas transportadoras de aire en movimiento y pueden acabar influyendo en la calidad del aire a cientos de kilómetros», advierte Allen. En zonas montañosas, como es el caso de Colorado, añade Pickering, «el aporte de ozono superficial ligado a los rayos es significativo y puede condicionar las previsiones de calidad del aire tras una tormenta».
Registro en tiempo real de la evolución química de una tormenta por el satélite TEMPO de la NASA.
Impacto en salud, predicción y modelos climáticos
El estudio también profundiza en la otra cara de este fenómeno: además de contaminantes atmosféricos, los rayos generan radicales hidroxilo, moléculas esenciales para limpiar la atmósfera al descomponer gases de efecto invernadero como el metano, uno de los principales responsables del calentamiento global.
«Creemos que cada destello produce unos 250 moles de óxidos de nitrógeno de media, aunque la cifra varía mucho según la intensidad —apunta Allen—. Cuando las tormentas se vuelven más violentas, los destellos son más breves y liberan menos cantidad. Entender esa huella en un mundo con fenómenos meteorológicos cada vez más extremos es crucial para proyectar los modelos climáticos del futuro».
Aunque los datos aún se están analizando, los investigadores confían en que su experimento ayude a discernir qué parte de la contaminación atmosférica se debe a las actividades humanas y cuál a procesos naturales.
También permitirá medir mejor la capacidad de la atmósfera para autorregularse y descomponer compuestos dañinos. «Queremos usar esta información de alta frecuencia para reducir las grandes incertidumbres de los modelos climáticos actuales —dice Allen. Y concluye—: Con mejores datos se logran mejores predicciones y, en última instancia, mejores herramientas para proteger nuestra salud y el medioambiente frente a la contaminación, ya sea de origen humano o natural».▪️
Información facilitada por la Universidad de Maryland
