Representación 3D de las tres muestras analizadas por CTS. Crédito: Farnell Barqué et al., 2024.
El granizo se forma durante las tormentas, cuando las gotas de lluvia son impulsadas hacia partes muy frías de una nube, donde se congelan. Una vez que las partículas son lo suficientemente pesadas, la gravedad las atrae hacia la Tierra. A medida que caen en picado, se convierten en granizo, que puede causar lesiones a las personas y daños importantes a casas y automóviles.
Los científicos han estado estudiando cómo crecen los granizos desde la década de 1960, pero hacerlo significaba romperlos en el proceso. Para comprender mejor la anatomía y el crecimiento del granizo, investigadores de Cataluña han utilizado tomografías computarizadas (TC) para examinar los granizos gigantes que azotaron el noreste de la Península Ibérica durante una tormenta excepcionalmente fuerte en el verano de 2022.
«Demostramos que la técnica de tomografía computarizada permite observar la estructura interna del granizo sin romper las muestras», afirma Carme Farnell Barqué, investigadora del Servicio Meteorológico de Cataluña y autora principal del estudio publicado en Fronteras en las ciencias ambientales.
«Es la primera vez que tenemos una observación directa de toda la estructura interna del granizo, lo que puede proporcionar pistas para mejorar la previsión de la formación de granizo».
Cazadores de tormentas
Después de que la tormenta azotara Cataluña el 30 de agosto de 2022, los investigadores siguieron la trayectoria de la tormenta con la ayuda de testigos locales y recogieron granizos de los observadores que los habían guardado en sus congeladores. Algunas de las piedras medían hasta 12 cm de diámetro.
Ilustración que ejemplifica el método de análisis CTS. A la izquierda se muestra un volumen 3D, mientras que a la derecha se muestran varias diapositivas que dividen el volumen. Crédito: Farnell Barqué et al., 2024.
De vuelta en el laboratorio, se escanearon tres granizos seleccionados al azar, utilizando el equipo de una clínica dental.
«Queríamos utilizar una técnica que proporcionara más información sobre las capas internas de los granizos, pero sin romper las muestras», dijo el autor principal, el profesor Xavier Úbeda, investigador de la Universidad de Barcelona. «No esperábamos obtener imágenes tan claras como las que obtuvimos».
Mediante una tomografía computarizada, una tecnología que utiliza una máquina de rayos X giratoria para crear imágenes en 3D, los investigadores aprendieron mucho sobre la estructura externa e interna del granizo. 512 imágenes, conocidas como ‘rebanadas’, de cada granizo mostraron la ubicación del núcleo y las diferentes capas.
«Las tomografías computarizadas proporcionan información relacionada con la densidad, lo que nos permite identificar las diferentes capas de piedras asociadas con las etapas de crecimiento de la granizada. También nos ayudan a comprender los procesos que contribuyeron a su formación», explicó el coautor, el profesor Javier Martín. -Vide, investigador de la Universidad de Barcelona.
Trabajo de campo de recogida del granizo. R: piedras de medir. B: Etiquetar cada granizo para su identificación. C: Granizo envasado al vacío para mantener sus mejores características posibles. D: Caja utilizada para transportar el granizo desde el lugar de la tormenta hasta el laboratorio. Crédito: Farnell Barqué et al., 2024.
Anatomía de un granizo
Los investigadores descubrieron que los ejes y los planos pueden ser irregulares en el interior, incluso cuando, desde el exterior, las piedras parecen esferas casi perfectas. Además, los núcleos de las piedras no estaban ubicados en los centros, especialmente en las piedras esféricas.
«Demostramos que el embrión puede localizarse lejos del centro. Este hecho implica que las piedras pueden crecer de forma heterogénea en tres direcciones», señala el coautor Dr. Tomeu Rigo Ribas del Servicio Meteorológico de Cataluña.
También encontraron que diferentes capas tenían diferentes niveles de densidad, y dos de las muestras tenían partes más gruesas, lo que indica que este era el lado de la piedra que miraba hacia abajo mientras caía.
Estos conocimientos sobre el interior del granizo anularon suposiciones anteriores. «Hasta ahora se creía que los granizos muy grandes sólo podían tener formas irregulares. Sin embargo, hemos observado que las formas externas e internas pueden diferir», afirma Farnell Barqué.
«En un caso hemos demostrado que la muestra presentaba un crecimiento heterogéneo pero tenía una forma exterior regular. Por el contrario, las piedras con formas exteriores irregulares mostraban un crecimiento homogéneo».
Sin embargo, realizar tomografías computarizadas es costoso y algunas de las imágenes resultantes muestran anomalías que aún deben comprender, dijeron los investigadores. A medida que se esperan más eventos de granizo gigantes con mayores impactos en la economía y las personas en el futuro, creen que su trabajo puede proporcionar nueva información que pueda ayudar a mitigar el daño a la sociedad.
Más información:
Estructura Interna del Granizo Gigante en un Evento Catastrófico en Cataluña (NE Península Ibérica), Fronteras en las ciencias ambientales (2024). DOI: 10.3389/fenvs.2024.1479824
Citación: Los escaneos en 3D de granizo gigante revelan descubrimientos sorprendentes que podrían ayudar a predecir tormentas futuras (2024, 6 de diciembre) recuperado el 6 de diciembre de 2024 de https://phys.org/news/2024-12-3d-scans-giant-hailstones-reveal. HTML
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