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sábado, octubre 04, 2008

LA "BOMBA NUCLEAR" QUE ARRASO A CUBA

Por Daniel Martínez Castro y Carlos A. Pérez Sánchez* (Juventud Rebelde)

El cuadro de desolación dejado a su paso por el huracán de gran intensidad Gustav en la región occidental de Cuba provocó en las autoridades gubernamentales y políticas del país, la asociación del mismo con el panorama de una región destruida por bombas nucleares.

Unos días después, el huracán Ike, aunque de menor categoría, causó similar destrucción a todo lo largo del país, lo que reafirmó la anterior asociación, también en la mente de todos los cubanos.

El compañero Fidel planteó en sus Reflexiones publicadas el miércoles 3 de septiembre: "(...) se afirma que un huracán despliega una enorme energía, tal vez equivalente a miles de bombas nucleares como aquellas que fueron lanzadas sobre las ciudades de Hiroshima y Nagasaki".

Efectivamente, en muchos textos científicos y artículos divulgativos sobre el tema, desde la década del 50 hasta nuestros días se ha mencionado esta comparación cuantitativa en términos energéticos.

Para muchos esta afirmación pudiera parecer metafórica o al menos un tanto exagerada; sin embargo, es correcta desde el punto de vista físico.

Por supuesto que existen diferencias esenciales entre la forma en que actúan las bombas nucleares y un huracán. La más sobresaliente de estas diferencias es que el huracán distribuye su acción destructiva en un área muy extensa y durante varios días, desplazándose continuamente.

Una bomba nuclear hace efectiva su energía destructiva en unos pocos minutos y en un radio relativamente pequeño, provocando una devastación total en la zona inmediata a la explosión, adonde llegan los efectos de la llamada "bola de fuego", y niveles muy altos de destrucción en la zona cercana a la explosión, en la que son efectivas la radiación térmica y los efectos de la onda expansiva, mucho más fuertes que los de un huracán intenso.

La energía destructiva de las bombas nucleares se acostumbra a expresarla en kilotoneladas de TNT equivalente o kilotones, o en megatoneladas de TNT equivalente o megatones, para las bombas más potentes.

Un kilotón es equivalente a 4,2x 1012 joules, que es la unidad de energía que se utiliza en el sistema internacional. Por ejemplo, las bombas lanzadas en Hiroshima y Nagasaki poseían una energía destructiva de 20 kilotones. Para este tipo de bomba, la "bola de fuego" asociada a la explosión alcanzaría casi 400 metros, y la radiación térmica capaz de producir quemaduras de graves a moderadas puede alcanzar hasta 3-4 kilómetros del punto de explosión de la bomba, mientras que la onda expansiva puede destruir total o parcialmente las edificaciones en un entorno similar.

En el caso de una bomba nuclear de 20 megatones, como las que existen actualmente en los arsenales de las potencias nucleares, el área afectada por la "bola de fuego" se extendería hasta un radio de cerca de seis kilómetros, y la de radiación térmica y onda expansiva efectivas se extendería hasta cerca de 50 kilómetros, que sería de todas formas muchas veces menor que el área afectada por un huracán.

El efecto más dañino de las bombas nucleares es la radioactividad asociada a la explosión, que persiste por mucho tiempo y puede extenderse hasta distancias de muchos miles de kilómetros, con sus conocidos efectos destructivos para la vida y la ecología.

HURACÁN COMO SISTEMA FÍSICO

Antes de proceder a dar algunas cifras demostrativas, se impone describir de manera simplificada en qué consiste un ciclón tropical, y en particular un huracán, como sistema físico.

El ciclón tropical, en los niveles de la atmósfera media y baja, es un sistema meteorológico con baja presión atmosférica en su centro, alrededor del cual el aire rota en sentido contrario a las manecillas del reloj, si el mismo está situado en el hemisferio norte, como es el caso de los huracanes que afectan al Caribe.

En tal sistema el aire converge en forma de espiral hacia el centro de mínima presión y al acumularse cerca del mismo, asciende alrededor de este, formando lo que se conoce como la pared de cumulonimbos, o nubes de tormenta, que rodea al centro u ojo del huracán, mientras en el interior del ojo, el aire desciende, como se puede apreciar en el esquema que acompaña a estas líneas, tomado del curso del profesor S. Businger, disponible en internet.

Alrededor del huracán se producen también gran cantidad de nubes que dan lugar a las bandas espirales de lluvia.

Como ha expresado repetidamente el Doctor José Rubiera, jefe del Departamento de Pronósticos del Instituto de Meteorología, en sus presentaciones televisivas, para poder mantener su estabilidad este sistema necesita de una fuente de humedad y calor en su base y de condiciones en la atmósfera alta que permitan la salida divergente de este aire por la parte superior del ciclón, donde los vientos giran en sentido contrario a los de la superficie. Cuanto mayor sea el contraste de temperatura entre la base del ciclón y su parte superior, mayor será la velocidad de rotación de los vientos alrededor del ojo, menor será la presión atmosférica en su centro y más potentes serán las corrientes ascendentes de los cumulonimbos de la pared del ojo y su capacidad de generar lluvia a partir del vapor.

La energía total de un ciclón tropical puede expresarse como la suma de cuatro componentes, de los cuales el primario es el calor liberado al condensarse el vapor de agua contenido en el aire húmedo ascendente, formado por gotas de agua, lo que se conoce como calor latente de condensación. Al librarse este calor, la temperatura del aire del ciclón aumenta inicialmente en su centro, de modo que aumenta la energía térmica del mismo y a la vez el aire se hace más ligero, lo que produce una disminución ulterior de presión y el aumento de la diferencia de presión entre esta zona de aire más ligero y la periferia del ciclón, lo cual acelera los vientos dirigidos hacia el centro. Esta energía, a su vez, se invierte en la aceleración de las corrientes ascendentes en el interior de los cumulonimbos que arrastran consigo las gotas de agua hacia las capas superiores de la atmósfera, de modo que la energía del calor latente se convierte en energía térmica, potencial y cinética.

La potencia involucrada en la liberación de calor latente utilizada como alimento energético de un huracán medio se estima en el orden de 1014 watts (cien billones). No obstante, lo que resulta de interés para estimar los efectos destructivos del huracán es la parte de la energía del mismo que se invierte en interactuar con la superficie terrestre o marítima como resultado de la presión ejercida por los vientos sobre los obstáculos, el rozamiento con el suelo y la interacción con la superficie del mar.

Esta llamada razón de disipación por unidad de área, que simbolizaremos por la letra D, se puede estimar de manera aproximada a partir de la siguiente fórmula obtenida por científicos norteamericanos: D = A V3, donde el coeficiente A depende fundamentalmente del tipo de terreno, plano o montañoso, rural o urbano, tierra o mar, etc., y V es una estimación de la velocidad del viento cerca de la superficie. Evaluando la razón de disipación D en toda el área afectada por el huracán, se puede estimar la potencia destructiva del mismo. Para vientos máximos cercanos a los 220 kilómetros por hora, característicos de un huracán como el Gustav, categoría 4 en la escala Saffir-Simpson, la potencia destructiva obtenida es del orden de 5x1012 watts, o cinco billones de watts.

¿Qué significa esta magnitud? Un watt de potencia simboliza un gasto de energía de un joule por cada segundo, de modo que en un día el huracán habrá utilizado 4,3x1018 joules aproximadamente en su interacción con la superficie. Redondeando la cifra, un huracán categoría 4 posee una energía destructiva del orden de los 5x1018 joules (cinco millones de billones de joules) por cada día de acción. Para que el huracán se mantenga estable, la energía gastada debe compensarse con la entrada de energía por liberación de calor latente.

Como un kilotón es equivalente a 4,2x1012 joules, en un día de acción un huracán como Gustav, que mantenga su intensidad estable, puede provocar una destrucción equivalente, desde el punto de vista energético, a cerca de 50 000 bombas atómicas como la de Hiroshima, o a 50 bombas de 20 megatones, como las que existen actualmente en los arsenales de las potencias nucleares. Debe tomarse en cuenta, sin embargo, que como esta energía está distribuida en una gran área, con características heterogéneas, la destrucción se manifiesta solo en la parte del área que resulta vulnerable, o sea, sobre parte de los terrenos cultivados o las zonas urbanas o con determinados tipos de edificación.

En resumen puede concluirse que un huracán y una bomba nuclear poseen similitudes, pero también diferencias muy importantes. En cuanto a su capacidad total de destrucción, la de un huracán es mucho mayor que la de las más potentes bombas nucleares, pues sus efectos devastadores se extienden a grandes extensiones correspondientes en ocasiones a varios países. No obstante, la destrucción que provoca un huracán no depende solamente de su potencia destructiva, sino también de la vulnerabilidad del territorio afectado por el mismo. Las armas nucleares poseen, sin embargo, una mayor capacidad de destrucción dentro de un radio limitado, en el cual las temperaturas son extremadamente altas y las velocidades del viento local mucho mayores a las de un huracán, agregando a esto los efectos sumamente nocivos de la radioactividad, que perduran mucho tiempo después de la explosión y se pueden extender hasta distancias de muchos miles de kilómetros.

*El Doctor Daniel Martínez Castro es jefe del Centro de Física de la Atmósfera del Instituto de Meteorología; y el licenciado Carlos A. Pérez Sánchez es jefe del Departamento de Física de la Atmósfera del Centro Meteorológico de Camagüey

2 comentarios:

David Carrascosa dijo...

Espero que no sufrierais grades perjuicios. Un abrazo!!

Juan M. Garcia dijo...

Hola David:
Afortunadamente los huracanes no causaron mucho daños en La Habana, pero la situacion de desastre que provoco en el oriente, centro y occidente de Cuba es tremenda. Las imagines son la mejor prueba. Por supuesto, desde el punto de vista economico, toda la isla esta afectada, pues la mayoria de las cosechas se perdieron y ha habido que desviar muchos recursos para los damnificados, que se cuentan en miles, pero poco a poco nos iremos levantando. Lo principal es que se perdieron pocas vidas, algunas muertes fueron por irresponsabilidad de las personas.
Saludos Desde Cuba,
Juan