El fuego de San Elmo es un resplandor azul persistente que ocasionalmente aparece cerca de objetos puntiagudos durante las tormentas. El nombre es algo inapropiado, ya que el fenómeno eléctrico tiene más en común con los rayos o las luces del norte que con las llamas.
Los capitanes de los mares y los cielos conocen mejor el fuego de San Elmo, ya que la luz etérea se ha avistado durante mucho tiempo aferrada a los mástiles de los barcos y, más recientemente, a las alas de los aviones. Los marineros han notado el espectáculo durante miles de años, pero solo en el último siglo y medio los científicos han aprendido lo suficiente sobre la estructura de la materia para entender por qué ocurre el fenómeno. No son dioses o santos los que encienden el fuego enigmático, sino uno de los cinco estados de la materia: el plasma.
Los informes de luces azules que parpadeaban tenuemente desde las plataformas de barcos se remontan a la antigüedad, cuando los griegos y los romanos interpretaron la vista como visitas de los gemelos semidioses Castor y Pólux. Considerados salvadores de las personas en peligro, la aparición de los gemelos habría sido una señal de esperanza para los marineros que se enfrentan a una tormenta.
El fenómeno más tarde recibió su nombre moderno de San Erasmo, o San Elmo para abreviar, que vivió en el siglo III. San Elmo ganó fama como el santo patrón de los marineros y la angustia intestinal, después de que, según los informes, fue asesinado por destripamiento. Los marineros le rezaron en momentos de angustia y continuaron interpretando el brillo del fuego de San Elmo bailando y silbando en las puntas de sus barcos como un presagio favorable.
¿Qué causa el incendio de San Elmo?
La comprensión científica del fuego de San Elmo se hizo posible solo después de que el químico y físico británico William Crookes produjo lo que él llamó "materia radiante" a través de su trabajo con tubos de vacío en 1879. El descubrimiento del electrón se produjo dos décadas después, revelando que el mundo era hecho de más que átomos neutros. Descubrir que los átomos contenían partículas cargadas más pequeñas resultó esencial para comprender por qué brillaba la materia de Crookes, lanzando todo el nuevo campo de la física del plasma.
El plasma ocurre cuando el exceso de energía rompe los átomos en un gas neutro para crear un gas cargado. Una forma de crear plasma es con calor. Por ejemplo, calentar hielo sólido rompe los cristales moleculares en agua líquida, y el agua líquida en ebullición libera moléculas de agua para elevarse como un vapor gaseoso. Continúe volcando energía en el vapor (calentándolo a más de 21,000 grados Fahrenheit, o 12,000 grados Celsius, por ejemplo), y los átomos en las moléculas de agua se desgastan, pierden sus electrones y se convierten en iones cargados. Este punto representa la transición de un gas, una nube de partículas neutras, a un plasma, una nube que contiene muchas partículas cargadas.
La electricidad puede romper las moléculas de gas y hacer un plasma más fácilmente que el calor, que es la clave del fuego de San Elmo. Durante una tormenta, la fricción acumula electrones adicionales en ciertas partes de las nubes, generando poderosos campos eléctricos que llegan al suelo. Teóricamente, un campo lo suficientemente fuerte puede descomponer el aire en plasma en cualquier lugar, pero en la práctica, las puntas afiladas (como el mástil de un barco) tienden a concentrar el campo, eliminando electrones de los átomos para dejar atrás iones cargados en números especialmente altos cerca de puntas afiladas. lugares.
Una vez que el aire alrededor de un mástil se ha transformado parcialmente en plasma, el fuego de St. Elmo brilla a través de un proceso llamado descarga de corona. A medida que el campo eléctrico mueve los electrones, golpean las partículas neutrales y agitan esas partículas neutrales a un estado más energético.
Imagine "un matón que pasa por el patio de la escuela pateando a todos los niños", dijo Kristina Lynch, física de plasma en el Dartmouth College en New Hampshire. "Se emocionan y luego tienen que relajarse". Para enfriarse, las partículas excitadas emiten un fotón de luz con una energía y color particulares. Para el nitrógeno y el oxígeno, que dominan en la atmósfera de la Tierra, ese estallido de luz quema azul y violeta, respectivamente.
El fuego de San Elmo no es un rayo
Si bien el fuego de St. Elmo tiende a ocurrir en condiciones de tormenta, es un fenómeno distinto de los rayos. El resplandor de un rayo contiene azul y púrpura por la misma razón, pero también brilla blanco, una mezcla de muchos colores, ya que calienta el aire a su alrededor.
Las coloridas luces de la aurora también brillan a partir de partículas relajantes, aunque los electrones que excitan estas partículas finalmente obtienen su energía del viento solar, en lugar de las nubes cargadas eléctricamente. Muchos también confunden el fuego de San Elmo con los rayos de bolas, otro fenómeno incandescente conocido durante milenios. Si bien esas esferas de luz flotantes siguen siendo poco conocidas, los dos eventos se han informado juntos, como en el relato de este alpinista de 1977, publicado en el Journal of Scientific Exploration:
"Justo debajo de mí, había un edificio en ruinas. Podía ver todavía lenguas de fuego azul claro en cada punto del armazón de acero que sobresalía de las ruinas. La llama era de varios tamaños. Cuanto más alto era el punto, más grande era un lengua de fuego sobre él. Aún más bajo, a una altura de 4.000 a 4.100 m, brillaban relámpagos. Bolas naranjas del tamaño de una pelota de fútbol volaban por el viento sobre el fondo de nubes negras ".
¿Es peligroso el fuego de San Elmo?
Afortunadamente para los excursionistas y marineros, el fuego de St. Elmo no arde ni presenta ningún peligro inmediato más allá del clima potencialmente tormentoso.
Sin embargo, los ingenieros deben tener en cuenta la descarga de corona al diseñar equipos eléctricos, en particular líneas eléctricas, ya que los casos no deseados de incendio de St. Elmo pueden minar la valiosa electricidad. Para minimizar ese efecto, muchas líneas eléctricas de larga distancia cuentan con "anillos de corona" en forma de aro alrededor de áreas puntiagudas como las puntas de torres y postes. Estos anillos evitan que el campo eléctrico se concentre lo suficiente como para producir mucho plasma.
En otros casos, los ingenieros han encontrado formas de utilizar la descarga de corona en su beneficio. El proceso está involucrado en la producción de ozono, un desinfectante industrial. La descarga de corona también juega un papel en la creación de las superficies cargadas necesarias dentro de una fotocopiadora.
Si bien los investigadores han desmitificado el fenómeno y lo han puesto a trabajar en la tecnología moderna, el brillo inofensivo pero cautivador del fuego de St. Elmo todavía tiene el poder de asombrar a los transeúntes, tal como lo ha hecho durante milenios.
