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Después de 10 años de análisis, profesores UNAL publican investigación sobre la variabilidad de los rayos en Colombia

2024/07/31 / Boletín SIUN, Vicerrectoría de Investigación, UNAL

(VRI/UNAL)

Colombia, situada en la región ecuatorial de América del Sur, es un país con una notable actividad eléctrica atmosférica. Esta actividad se manifiesta en forma de rayos que, debido a su intensidad y frecuencia, tienen un impacto significativo en la infraestructura, la seguridad y la vida cotidiana

Por María José Rincón Ramírez

Un estudio reciente de varios investigadores (acceso vía SINAB con credenciales institucionales UNAL), entre ellos los docentes Camilo Younes Velosa y Javier Herrera Murcia de la Universidad Nacional de Colombia, ha llevado a cabo un análisis exhaustivo de la actividad de rayos en las regiones centro y norte del país, utilizando datos recopilados durante una década. El análisis se dividió en nueve subregiones para obtener una visión más detallada y precisa de los patrones de actividad y sus características.

Patrones de actividad y características de los rayos

El estudio revela una significativa variabilidad en la actividad de rayos, tanto en el tiempo como en el espacio. En las regiones del norte de Colombia, se observa una distribución más uniforme de los rayos a lo largo del mes, con un solo pico de actividad. En contraste, las regiones del centro y sur presentan un patrón bimodal con dos picos anuales, uno en abril y otro en noviembre. La mayoría de los rayos se registraron durante las horas de la tarde y la noche, lo que sugiere una clara relación con las condiciones meteorológicas y la dinámica atmosférica de estas regiones.

Colombia tiene ciertas características geográficas, orográficas y meteorológicas que la hacen única a nivel mundial en relación con la actividad eléctrica atmosférica (Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics; C. Younes)

Un hallazgo notable del estudio es la concentración de actividad de rayos nube-tierra en cuatro subregiones de baja altitud, principalmente ubicadas en el centro-norte del país. Estas áreas no solo presentan una alta densidad de rayos, sino que también son zonas con alta población y actividad económica, lo que aumenta su vulnerabilidad a los daños causados por rayos. 

Durante el período analizado (2007-2016), se identificó un aumento de la actividad en 2012 y una tendencia decreciente a partir de 2013 hasta 2016. Esta tendencia sugiere que la actividad de rayos puede variar considerablemente de un año a otro, lo que plantea desafíos para la planificación y las medidas de protección.

En cuanto a las características individuales de los rayos, el estudio muestra que los rayos negativos son predominantes sobre los positivos. La corriente pico de los rayos negativos es medianamente más baja en comparación con los rayos positivos. Sin embargo, los valores medios para los rayos positivos en Colombia son menores que los reportados en otros estudios internacionales, lo que podría estar relacionado con el desempeño del sistema de localización de rayos utilizado para el análisis. Las mediciones experimentales continuas podrían aclarar estas diferencias y proporcionar una mejor comprensión de los parámetros asociados con los rayos en Colombia.

La densidad de descarga a tierra, un indicador crucial de la actividad de rayos, muestra grandes variaciones a lo largo del país, con algunas regiones alcanzando más de 30 rayos por kilómetro cuadrado al año. En particular, las regiones del valle del Magdalena, el Valle del Cauca y Córdoba presentan las densidades más altas, con valores promedio entre 20 y 40 rayos por kilómetro cuadrado al año. Estas áreas, caracterizadas por su topografía de gran altitud y alta densidad poblacional, enfrentan un riesgo elevado debido a la alta actividad de rayos. 

La relación entre la altitud y la densidad de rayos no sigue un patrón uniforme; en algunas regiones, la densidad de rayos aumenta con la altitud, lo que indica la necesidad de considerar la variabilidad local en los análisis.


El estudio revela una significativa variabilidad en la actividad de rayos, tanto en el tiempo como en el espacio, dependiendo de la región, a lo largo del periodo estudiado (2007-2016)  (Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics)

Implicaciones y necesidad de estudios futuros

Los hallazgos del estudio subrayan la importancia de realizar análisis detallados para capturar las variaciones específicas de las áreas más pequeñas, evitando que estas diferencias queden ocultas al utilizar grandes áreas para la caracterización de rayos. Esta información es esencial para el diseño y la implementación de sistemas de protección adecuados, especialmente en un país como Colombia, con sus características geográficas y climatológicas únicas.

La alta densidad de rayos en regiones como el valle del Magdalena y el valle del Cauca, junto con su población densa y sus infraestructuras críticas, subraya la necesidad de medidas de protección más robustas y específicas. Las variaciones temporales en la actividad de rayos también sugieren la importancia de adaptar las estrategias de protección a los cambios estacionales y anuales.


Además, el estudio sugiere que futuros análisis deben considerar fenómenos climáticos como la zona de convergencia intertropical (ZCIT) y los eventos de El Niño y La Niña, ya que estos fenómenos pueden influir significativamente en la actividad de rayos. La incorporación de datos de múltiples fuentes y la realización de estudios adicionales con un período de observación más prolongado permitirán obtener conclusiones más precisas sobre la actividad de rayos en Colombia.

Datos del artículo científico

Título: Time variation of cloud-to-ground lightning activity in several geographical regions of Colombia: A comparative analysis with different latitudes

Publicación: Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 262, September 2024 (ISSN 1364-6826, Elsevier)

DOI: 10.1016/j.jastp.2024.106302 (acceso vía SINAB con credenciales institucionales UNAL)

Autores (en itálicas y negritas los vinculados a la UNAL): Javier Herrera-Murcia, J. Montaña, J. Suarique-Agudelo, C. Younes, L.F. Porras

Disponible en línea desde el 24 de julio de 2024

Citación completa: 

Javier Herrera-Murcia, J. Montaña, J. Suarique-Agudelo, C. Younes, L.F. Porras, "Time variation of cloud-to-ground lightning activity in several geographical regions of Colombia: A comparative analysis with different latitudes", Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 262, 2024, 106302, ISSN 1364-6826, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2024.106302. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364682624001305)

[Boletín SIUN 687, 1/2 de agosto de 2024]