Las sierras de Córdoba, una fábrica natural de granizos gigantes

Un estudio confirmó que el granizo más grande de Sudamérica cayó en la ciudad de Villa Carlos Paz, en febrero de 2018. Se trata del “Coloso Victoria”, un ejemplar de más de 17 centímetros de largo y casi 450 gramos. Fue identificado por el Grupo de Física de la Atmósfera (GFA) “Laura Levi” de la UNC, en un trabajo conjunto con vecinos que colaboraron con el programa “Cosecheros de granizo Córdoba”. Detectaron, además, una gran similitud entre dos tormentas severas de granizos ocurridas en Córdoba en 1988 y 2018. Las características climáticas de la región y las sierras cordobesas son generadores naturales de eventos meteorológicos violentos, con descargas eléctricas, lluvias intensas y caída de granizos gigantes. [10.12.2020]

Por Pablo Carrizo
Redacción UNCiencia
Prosecretaría de Comunicación Institucional – UNC
pablo.carrizo@unc.edu.ar

La provincia de Córdoba se encuentra en una zona de tormentas severas, caracterizadas por un gran desarrollo vertical, con lluvias torrenciales que generan inundaciones repentinas, fuertes vientos, descargas eléctricas y caída de grandes granizos.

Las causas de estos fenómenos climáticos son estudiadas desde hace décadas por diversos equipos de investigación. Uno de ellos es el Grupo de Física de la Atmósfera (GFA) “Laura Levi” de la Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación (Famaf) de la Universidad Nacional de Córdoba.

Este grupo registró el granizo “Coloso Victoria”, caído el 8 de febrero de 2018 en Villa Carlos Paz y confirmado como el ejemplar más grande inscripto hasta la fecha en Sudamérica: midió 17,5 cm y pesó casi 450 gramos. El relevamiento se realizó en el marco del programa “Cosecheros de Granizos Córdoba”, y fue validado a través de un artículo científico publicado en agosto de 2020.

Coloso Victoria

Fotografía del “Coloso Victoria”, gentileza de Lucía Elizabeth Arena.

“Estudiar este tipo de fenómenos, caracterizar las tormentas y explicar su dinámica, permiten en forma inmediata dar información para mejorar los pronósticos y, por lo tanto, dar alertas tempranas”, afirma Lucía Arena, investigadora integrante del GFA.

“Contar con adecuadas estadísticas sobre la frecuencia de caída de granizo en cada región favorece la toma de decisiones. Por ejemplo, es de sumo interés para los productores agropecuarios que podrían evaluar con mayor certeza inversiones en sistemas de protección antigranizo”, completa.

Mediante la recolección de una serie de datos, los investigadores e investigadoras pudieron identificar en Córdoba un tipo de tormentas típicas que incluyen caída de grandes granizos que comienzan a gestarse al sudoeste de la provincia mediterránea, avanzan hacia las sierras y en las Altas Cumbres adquieren un desarrollo vertical que favorece la formación de granizos gigantes.

Formación de tormentas en el centro de Argentina.
Uno de los mecanismos de formación de nubes, en particular los cúmulos de gran desarrollo vertical, es la convección térmica. El aire caliente y húmedo (vapor de agua) asciende a las capas altas de la atmósfera. El descenso de temperatura dispara el proceso de condensación de microgotas.

Estudiar granizos para interpretar la dinámica de las tormentas

El granizo es un conglomerado policristalino de hielo. Su estructura depende de su crecimiento en las nubes y generalmente está estratificada en capas de diferentes transparencias, con diversos cristales y burbujas distribuidos en su interior.

Según explica Arena, se forma en nubes convectivas de importante desarrollo vertical, donde las corrientes ascendentes hacen ingresar sustancias traza, iones solubles en agua y metales provenientes de la superficie.

Corte transversal de "Jorgelina 1Lo", granizo de 7 cm. de diámetro, recolectado en Villa Carlos Paz el 8 de febrero de 2018.Su tamaño y densidad están vinculados a la energía de la tormenta.Su estructura está estratificada en capas que tienen diferentes transparencias, distribución y tamaño.

Los anillos corresponden a distintas etapas de crecimiento: están asociados a su paso por distintas sectores de la nube, donde varían la temperatura y el contenido de agua líquida.El granizo es una forma de precipitación sólida, con tamaños superiores a 5 mm. Un granizo ingresa a la categoría de “gigante” cuando supera los 5 centímetros de diámetro. El “Coloso Victoria”, de Villa Carlos Paz (2018), es el más grande de Sudamérica registrado al momento.0.5 cmGranizoGranizo gigante“Coloso Victoria”17,5 cm“Jorgelina 1Lo”7 cm5 cm En las zonas de las nubes donde los granizos crecen en el régimen seco, microgotas de agua sobreenfriadas y cristales de nieve se adhieren a su superficie. Las burbujas de aire atrapadas le dan el color blanquecino a estas capas del granizo.En los sectores de las nubes más cálidos y con mayor contenido de agua líquida, el régimen de crecimiento de los granizos es húmedo: la solidificación es más lenta, no queda atrapado aire y el hielo resulta translúcido.Gira todo el tiempo, por eso pierde agua líquida y de allí su forma irregular.En las zonas más frías de la nube, la temperartura puede descender hasta los -40ºCDurante su formación, el granizo está en constante movimiento. Las corrientes verticales de aire lo hace ascender y descender, alternando entre las zonas más frías de la nube, y los sectores másZona con mayor contenido de agua líquida

El estudio de los granizos caídos aporta precisiones para comprender de manera integral a los fenómenos climáticos y mejorar sus pronósticos. Por un lado, permite cotejar y validar los datos recolectados por grandes instrumentos meteorológicos, como radares y satélites; por otra parte, las piedras analizadas proporcionan información sobre la microfísica del ambiente en donde se formaron.

Para ello, en las cámaras frías del laboratorio del Grupo de Física de la Atmósfera (GFA), donde la temperatura habitual de trabajo oscila ente -10º y -14º, se realizan estudios de los ejemplares de granizos recolectados.

A partir de una serie de técnicas que incluyen cortes con sierras circulares y pulidos o procesos de desbastados, los investigadores e investigadoras analizan su textura y estructura cristalográfica, para identificar las condiciones de formación del ambiente en que se originan.

Para la investigadora, un interrogante que busca responder el estudio cristalográfico es si las gotitas de agua de nube se formaron por el aporte de aire húmedo de una región completamente diferente a la zona en la que la nube precipitó, que podría estar a cientos o miles de kilómetros. “El estudio de los núcleos de condensación de las gotas o los embriones de los granizos puede aportar información sobre ese interrogante”, completa.

Además, los granizos aportan datos sobre la nube que los origina. “El tamaño, la forma general y su densidad están vinculados a la energía de la tormenta. Las capas internas de los granizos, que corresponden a diferentes regímenes de crecimiento, dan información sobre los movimientos de ascenso y descenso en la nube. Cada régimen de crecimiento está asociado a una zona de la nube en la que el granizo crece por el aporte de gotitas de agua; y otra en la que aumenta su tamaño mediante la incorporación de cristales y gotas sobreenfriadas, que se congelan inmediatamente al contacto con el granizo”, explica la científica.

Fotografía tomada en Altas Cumbres por Guadalupe Peñaranda, becaria de SPU en el proyecto RELAMPAGO-CACTI, 2018.

Dos tormentas similares en un lapso de 30 años

Los investigadores e investigadoras del Grupo de Física de la Atmósfera de la UNC realizaron un estudio cristalográfico de los granizos gigantes caídos en dos tormentas acontecidas con tres décadas de diferencia: una que tuvo lugar en Alta Gracia en 1988 y la ocurrida en Villa Carlos Paz en 2018.

A partir del análisis de ambas tormentas graniceras, detectaron grandes similitudes entre ambos acontecimientos meteorológicos, lo que permite inferir que en Córdoba suceden tormentas severas de las mismas características generales, convectivas profundas, que avanzan desde el oeste y refuerzan su tamaño sobre las sierras de Córdoba.

“Si bien este tema requiere de un importante número de registros de datos y debe discutirse mucho aún, consideramos que hay indicios para considerar que la orografía influye. Desde principios básicos, si un viento cálido húmedo que avanza en una determinada dirección se encuentra con un obstáculo, como una montaña, se ve forzado a ascender y por lo tanto se enfría y condensa”, afirman Raúl Comes y Lucía Arena.

10kmAconcagua 6.9kmTropopausa10km21kmEstratósferaTopósferaChampaquí – 2.9km
En el centro de Argentina, las nubes de gran desarrollo vertical suelen tener entre siete y diez kilómetros de altura. Sin embargo, durante la campaña RELAMPAGO-CACTI se llegó a detectar cúmulos que precipitan (cumulonimbus) de hasta 21 km de altura.

Según los investigadores, para poder realizar afirmaciones categóricas en temas vinculados al clima, se requiere el registro de datos durante muchos años, para conseguir una estadística importante. “Tenemos la esperanza de que el programa ‘Cosecheros de granizo Córdoba’ se convierta, a largo plazo, en la herramienta de registro de las granizadas que permita realizar investigaciones climáticas”, agrega Arena.

Cosecheros de granizo Córdoba: ciencia abierta y ciudadana

El programa “Cosecheros de granizo Córdoba” es una iniciativa de ciencia ciudadana y trabajo colaborativo interinstitucional que tiene como objetivo fortalecer las campañas de registro y recolección de granizos, incorporando la participación de vecinos y vecinas de la provincia mediterránea.

Es impulsado inicialmente por la UNC y el Ministerio de Ciencia y Técnica de la Provincia de Córdoba. Actualmente cuenta con el apoyo del Observatorio Hidrometeorológico Córdoba y, a través de este organismo, de los Ministerios de Servicios Públicos, Seguridad y Agricultura y Ganadería de la Provincia de Córdoba.

Cosecheros de granizo Córdoba: ciencia abierta y ciudadana

Fotografía gentileza del equipo de investigación.

“Cosecheros de granizo Córdoba” cuenta con una aplicación para celulares y otros dispositivos, mediante la cual pueden participar vecinos y vecinas de Córdoba en la construcción de un registro sistemático de granizadas. Es un programa que permite la geolocalización temporal de granizadas a lo largo de todo el territorio de la provincia de Córdoba.

Además, en 2019, la iniciativa tuvo el apoyo de dos proyectos de ciencia ciudadana del programa de Compromiso Social Estudiantil de la UNC.

“Los datos que nos proporcionan los ciudadanos en sus roles de científicos son únicos y esenciales para llevar a cabo el estudio de las tormentas graniceras de nuestra región. La experiencia de interacción con la comunidad, hacer ciencia abierta y ciudadana, fue muy gratificante”, describe Lucía Arena.

El programa involucró a muchas personas desempeñando actividades diversas, desde la promoción y comunicación del proyecto y la problemática de las tormentas severas, la logística para la búsqueda de las piedras de granizo, el desarrollo de la aplicación, el registro y la sistematización de los datos, el estudio experimental en el laboratorio de las muestras de hielo y el procesamiento posterior de las imágenes de radar y satélite.

“Es interesante cómo, a través de la interacción, tanto estudiantes como investigadores aprendemos por ejemplo, del comportamiento de las tormentas a través de los relatos de los vecinos. También los vecinos tienen la oportunidad de aprender tanto en las charlas de divulgación como a través de las acciones propias de la recolección de información y de los hidrometeoros”, concluye Lucía Arena.

Grupo de Física de la Atmósfera (GFA) “Laura Levi”
Facultad de Astronomía, Matemática, Física y Computación (Famaf) de la UNC.
Integrantes: Pastor Achával, Guillermo Aguirre Varela, Lucía E. Arena, Eldo E. Ávila, José Barcelona, Rodrigo Bürgesser, Giorgio Caranti, Nesvit Castellano, Raúl Comes, Anthony Crespo, Carlos Di Prinzio, Esteban Druetta, María Mercedes Grosso, María Laura López, Melina Yasmín Luque, Sergio Masuelli, Olga Nasello, Analía Pedernera, Rodolfo Pereyra, Miguel Ré, Marcelo Scavuzzo, Paolo Sebastianelli, Damián Stoler.
* Imagen de portada: Guadalupe Peñaranda, becaria de SPU en el proyecto RELAMPAGO-CACTI. Altas Cumbres, 2018.