EL RELÄMPAGO DEL CATATUMBO

22-09-16 23-09-16 Marcías José Martínez.

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El relámpago del Catatumbo es para el Estado Zulia y para todos los zulianos un fenómeno atmosférico que se ha integrado a la nacionalidad a partir del momento en que Abdón Antero Perez Machado mejor conocido como Udón Pérez lo lleva al Himno del Zulia con la expresión:

“La luz, con que el relámpago tenaz del Catatumbo del nauta fija el rumbo cual límpido farol...”

Época en la cual el relámpago era, en efecto, el Faro deMaracaibo, que les servía a los navegantes para marcar el rumbo hacia el río más importante de la zona: el Catatumbo. Posteriormente, al escoger la bandera, también el relámpago formó parte del emblema y siguió representando la zulianidad.

Para nosotros: la gente del gas natural es importante satisfacer la curiosidad que nos invita a buscar el origen y la permanencia histórica del fenómeno natural.  Varios aspectos entran en juego.

A los fines de un artículo de carácter técnico conviene destacar el trabajo realizado por un grupo de profesores de las universidades del Zulia y Carabobo (Ref. 1) que estudiaron el relámpago y dejaron por escrito algunas cualidades que conviene resaltar:

        “Este fenómeno puede ser apreciado a centenares de kilómetros de distancia, en los Andes, en la Ciudad de Maracaibo y desde el Mar Caribe, durante casi todo el año”.  La región de ocurrencia es elParque Nacional Ciénagas de Juan Manuel.

         Las descargas eléctricas de la formación nubosa parecen provenir solamente del interior profundo de la nube y no sobre su periferia o zona límite. La fotografía de la Fig. No 1 muestra los rayos dentro de la nube. 

Fig. No. 1.- Descargas eléctricas dentro de la nube.

        

Se evidencia que las descargas ocurren entre 16 y 40 por minuto, y luego de la observación de los rayos al interior de las nubes, se genera un resplandor fosforescente en el entorno, incrementado en magnitud por el reflejo sobre los espejos lacustres. Todos las descargas son sordas, y son más frecuentes entre la zona interna superior e inferior de la formación.”

Nótese que los rayos del fenómeno atmosférico no son nube-tierra ni tierra-nube, evidencia que parece descartar la presencia de fuentes geotermales, geomagnéticas o radiactivas en el substrato superficial de la región. Las descargas eléctricas de la formación nubosa parecen provenir solamente del interior profundo de la acumulación gaseosa y no sobre su periferia.

Hay ausencia de anomalías en los valores del campo magnético terrestre de la zona de estudio, tampoco se observaron evidencias de fuentes geotermales tales como fumarolas, géiser o temperaturas anormalmente altas en las aguas de las lagunas.

La concentración de metano en la troposfera varía localmente hasta incluso concentraciones del 0,1 %, 1000 ppm, v ( Carman & amp; Vincent, 1999) No se encontró una moda o frecuencia característica en la frecuencia de los destellos (rayos y relámpagos). Se evidencia que las descargas ocurren entre 16 y 40 por minuto, y luego de la observación de los rayos al interior de las nubes, se genera un resplandor (relámpago) fosforescente en el entorno, incrementado en magnitud por el reflejo sobre los espejos lacustres.

Esta última expresión es importante a los efectos del estudio porque evidencian que el relámpago no se produce entre la nube y la tierra sino que se mantiene dentro de la propia nube.

Ahora bien, gracias al hecho de que el fenómeno natural se forme en la parte superior de un pantano cuya superficie es del orden de las 226.000 hectáreas, la generación del metano y su presencia en la nube conducen a pensar en la posibilidad de que los hidratos jueguen un papel importante en la presencia del fenómeno atmosférico.

Estas acumulaciones son cristales de tamaño microscópico que se producen por la interacción del metano y el agua a determinadas condiciones de presión y temperatura. La Fig. No 2 muestra una acumulación de hidratos producida en un laboratorio de una Universidad en Holanda (Delf University).

En la industria del petróleo y del gas natural es normal que los depósitos cristalinas aparezcan en los gasoductos, en razón de lo cual, los operadores deben estar entrenados para verificar las condiciones de presión y temperatura a las cuales se forman para impedir que taponen el sistema.  A tal efecto los investigadores han producido los gráficos que nos permiten evaluar los parámetros de la operación para evitar el taponamiento de las tuberías. Para obtener la respuesta con el empleo de las gráficas se parte del supuesto de que el gas natural contiene agua, con lo cual solo se necesita la presión y la temperatura a la cual se produciría la acumulación de cristales.

Fig. No. 2.- Muestra de formación de hidratos.

La Fig. No. 3, del Dr. Donald Katz, se utiliza de manera rutinaria para predecir y evitar los taponamientos.  A los fines de este trabajo se utilizaría la curva correspondiente al comportamiento del metano debido a la condición específica donde se aplica. La observación importante está es el hecho de que, en la industria petrolera y del gas natural, se trabaja con valores por encima de la presión atmosférica y, en este caso específico la nube está en condiciones sub atmosféricas.

Los investigadores (Ref 1) reportaron los parámetros que prevalecen en la nube donde se forma el relámpago, con lo cual se extrapoló la línea de formación de hidratos del metano para llegar a la conclusión final (Ver Fig. No. 4).

Fig. No. 3.- Curvas para predecir la formación de hidratos.

Presión: 48,1 KPa (6.976 lpca o psia)

Temperatura: -33ºC (-27,4ºF)

La respuesta es evidente: la presencia de metano en la nube a las condiciones de presión y temperatura a la cual se encuentra genera los hidratos que históricamente se han mantenido en el sitio.

Estas acumulaciones cristalinas trabajan como espejos planos que reflejan el rayo en forma consecutiva cada vez que se produce el destello.

Es conveniente recordar que el metano, de peso molecular 16,043 y el agua, de peso molecular 18,0153 tendrían la tendencia, a estabilizar su ascenso a la misma altura con lo cual se favorece la cristalización, debido a que se encuentran juntos en la condición ideal de presión y temperatura a la cual se forman. 

También es importante hacer notar que en el caso de la industria petrolera el gas contiene poca agua (Ej. 0,1%) y en el ejemplo de la nube del Catatumbo, el vapor de agua contiene el 0,1% de metano, lo cual nos indica que la formación de los hidratos obliga a la presencia de ambos componentes a las condiciones propicias para que el sistema cristalice.

Fig. No. 4.- Extrapolación de línea de formación de hidratos del metano.

Ahora bien, cómo destruimos estos tapones después que se producen.  Es común en la industria del petróleo que, al formarse hidratos, se utilice metanol para disolverlos.   Dado que los autores del trabajo científico señalan la presencia del radical metilo, en la nubes donde se genera el relámpago, es factible pensar que la presencia de este radical pudiera ser la causa por la cual el relámpago está desapareciendo, porque, al combinarse con los hidratos, éstos se disuelven y regresan a su condición primaria, en estado gaseoso. 

Es decir, el pantano generó los componentes que originan los hidratos y ahora, por descomposición de la materia orgánica, empieza

a generar el alcohol metílico que los destruye.

         Al autor del artículo le llamó la atención que estas partículas sólidas se mantuvieran suspendidas en el espacio.  Para entender la razón debemos recordar que, en este caso, se trata de partículas sólidas de una millonésima de milímetro. Es más difícil que eso ocurra con formaciones de granizo suspendidas en la nube, el cual es más pesado y de mayor tamaño. No obstante, alguna vez visité una isla en el lago de Maracaibo, donde hay médanos como los que existen en el estado Falcón y que – lamentablemente no se aprovechan para fomentar el turismo.

Para despejar las interrogantes le pregunté a los profesores de la escuela de Geodesia de La Universidad del Zulia: ¿De dónde viene esa arena que decanta sobre la isla en el Lago de Maracaibo? Y me respondieron: del estado Falcón, pero la que forma los médanos de Coro, viene del Sahara. Es obvio que si los sólidos visibles se pueden mantener suspendidos en la nube, con mucho más razón los hidratos porque son partículas microscópicas.

(Ref. 1) Falcón, Nelson. (1) ; Peter, Williams. (2) ; Muñoz, Angel. (2) ; Nader, Dia. (3) .

1 Universidad de Carabobo. FACYT. Dpto. Física. Apdo. Postal 129 Valencia 2001.

2 La Universidad del Zulia. Facultad de Ciencias. Dpto. de Física.

3 La Universidad del Zulia, Facultad de Ingeniería. Dpto. de Física.