Conocimiento científico y saberes sobre el rayo

Los saberes pueden entenderse como intentos humanos de explicar racionalmente el mundo en un espacio y un tiempo determinados, que vienen de similares intentos anteriores de saber hacer, conocer y saber ser. Esencialmente, son herramientas y construcciones del ser humano a partir de sus capacidades cognitivas, que han permitido la creación, reproducción y conservación de los conocimientos adquiridos a lo largo de su historia y comprobados por su experiencia.

Por su parte, el conocimiento científico es el conjunto de hechos verificables y sustentados en evidencia, recogidos por las teorías y los métodos científicos. Es un conjunto de saberes comprobados y adquiridos de manera sistemática y metódica por medio de la observación, la experimentación y el análisis de hechos. La veracidad del conocimiento científico es variable con el tiempo. Por tanto, la explicación de un fenómeno natural será una certeza temporal, un paradigma que eventualmente podría cambiar.

Muchos investigadores se enorgullecen de poseer conocimiento científico pues, según su concepción, es superior a cualquier otro. Pero es conveniente aclarar que no todo lo que conocemos se ha derivado de la ciencia. Hay una infinidad de fenómenos en la vida cotidiana que se pueden explicar y entender mediante otros saberes.

Mi primera aproximación a la relación entre el conocimiento científico y los demás saberes se dio cuando, motivado por la curiosidad científica, definí el programa de investigación para abordar sistemáticamente el fenómeno electromagnético del rayo con las bases teóricas obtenidas durante mi trabajo de investigación en la Universidad Técnica de Darmstadt (Alemania).

Metodológicamente, el primer paso fue determinar el comportamiento espacial y temporal del fenómeno electromagnético del rayo en Colombia —en Bogotá, Medellín, Cali y una decena de ciudades más, que contaban para la época con mediciones meteorológicas en estaciones sinópticas de superficie—. En estas estaciones varios técnicos observaban las 24 horas del día y los 7 días de la semana variables meteorológicas alrededor de los 360 grados de visibilidad en una torre, generalmente ubicada al final de una pista de despeje-aterrizaje en algún aeropuerto del país, y anotaban los registros en un formato recomendado por la OMM (Organización Meteorológica Mundial) que terminaba por parecer un papiro con jeroglíficos egipcios.

Estos registros, que se debían interpretar de acuerdo con protocolos de la OMM, sirvieron años más tarde para obtener el mapa de niveles ceráunicos (número de días tormentosos/año) de Colombia y compararlo con mapas similares de otras latitudes. Hoy en día estas mediciones no existen más y han sido reemplazadas por redes automatizadas, por ejemplo, de localización de rayos.

“Los saberes pueden entenderse como intentos humanos de explicar racionalmente el mundo en un espacio y un tiempo determinados, que vienen de similares intentos anteriores de saber hacer, conocer y saber ser. Esencialmente, son herramientas y construcciones del ser humano a partir de sus capacidades cognitivas, que han permitido la creación, reproducción y conservación de los conocimientos adquiridos a lo largo de su historia y comprobados por su experiencia.”

Las tormentas por calentamiento convectivo local son características de países tropicales como Colombia donde, a consecuencia de la debilidad habitual de los vientos, los movimientos del aire son esencialmente verticales. En estas regiones las nubes se forman en el curso de la mañana bajo la acción de la radiación solar y ocasionan por la tarde o al anochecer precipitaciones acompañadas de relámpagos y truenos. Lo más normal es que el aire se vea obligado a elevarse por encima del terreno alto, y por tanto sobre el nivel de su temperatura de punto de rocío, lo que impulsa la formación de nubes de tormenta en puntos como los cerros Orientales de la sabana de Bogotá.

Una vez que la parte alta de la nube adopta un aspecto fibroso y color gris oscuro, ha comenzado su congelación y evoluciona hacia una nube de tormenta, tipo cumulonimbos, con una distribución de cargas eléctricas libres positivas y negativas en su interior que generan fuerzas de campos eléctricos. Al superar la rigidez dieléctrica del aire circundante tales fuerzas inician una descarga eléctrica atmosférica o rayo.

Con base en las anteriores consideraciones físicas y los datos meteorológicos procesados se obtuvo un modelo matemático del tipo de los llamados modelos Arima, univariantes de series de tiempo, en los cuales se hace un planteamiento inicial de carácter general y se considera que la serie temporal objeto de estudio ha sido generada por un proceso estocástico como conclusión general para los eventos de la misma clase.

Finalmente se realizó un modelo de correlación entre nivel ceráunico (número de días tomentosos /año) y pluviosidad. En la serie de precipitación se utilizó también un modelo matemático MA, de modo que se cumpliera, al igual que en el de nivel ceráunico, con todas las condiciones estadísticas y de probabilidad.

Los resultados de investigación graficados y los modelos matemáticos mostraban que la mayor actividad de rayos en Bogotá se daba en la dirección Este-Noreste (E-NE), en la región conocida como humedales de Torca, con un comportamiento multianual estadístico de dos temporadas al año: la primera en marzo-abril y la segunda en octubre-noviembre (figura 1c).

Con el orgullo de los resultados obtenidos sistemáticamente, verificables, sustentados en evidencias, teorías y métodos científicos apuntalados en la observación, la experimentación y el análisis de hechos, se los presente a mi padre, un autodidacta, con gran identidad cultural y sentimiento de pertenencia por su terruño, Bogotá. Al preguntarle si sabía dónde impactaban más rayos en Bogotá, su respuesta fue inmediata y certera: al Este-Noreste (E-NE), en Torca, zona que nuestros indígenas desde tiempos ancestrales llamaban Cielo Roto.

Entonces busqué bibliografía sobre el tema de Torca y encontré una narración recogida por la antropóloga María Teresa Carrillo en su obra Los caminos del agua: tradición oral de los raizales de la sabana de Bogotá:

“Cuando se nublaba el cerro, decían que era que el Moján se había puesto bravo, llovía seguido, seguido. Y, como en El Abra, el uno es el Majuy y el otro es la Majuya (hija). Entonces cuando se ve que la Majuya está despejado y el Majuy nublado, decían que el Moján se estaba encontrando con el Moján de Cielo Roto, el de enfrente (Fusca, La Caro [llamada también Torca, Pan de Azúcar, La Vieja]). A veces se decía que uno iba para allá y el otro venía para acá. […] Con La Vieja se comunicaban ese par de Mojanes, y entonces eche a llover de un lado y del otro (…) cuando se comunicaban eche agua. Se estaban juntos. Todavía La Vieja existe, cuando dice que echar agua… ¡echa! Antes llovía mucho, cuando existían era zanjas a lado y lado, y se llenaba tanto que se derramaban en el camino. Llovía más en algunas épocas. En marzo llovía más todo el mes. Había granizadas, creciente. Todo se daba y era buena sementera. En marzo era el Moján”. Viaje Majuy-Fusca. Don Macedonio Romero, Cota. (2012, énfasis en el original)

Estos resultados de nuestra investigación y de los saberes ancestrales sobre el fenómeno del rayo y la precipitación en la sabana de Bogotá han permitido que, bajo nuestra asesoría y liderazgo, el Concejo de Bogotá aprobara y el alcalde de Bogotá firmara el Acuerdo 567 de 2014, “por el cual se establecen lineamientos para la gestión del riesgo por tormentas eléctricas en el Distrito Capital”. Asimismo, hemos podido advertir a través de los medios de comunicación que eventos al aire libre (estadios y parques) —como el famoso Festival Estéreo Picnic, que reúne a miles de personas en la zona más tormentosa de la sabana de Bogotá (humedal de Torca, Cielo Roto, ver figura 1a) en la primera temporada de mayor actividad de rayos (marzo, ver figura 1c) y a la hora de mayor actividad (1 a 4 p. m., ver figura 1b)—, se protejan adecuadamente contra la actividad de rayos y así evitar tragedias. Para ello lideramos el desarrollo y la publicación de la Norma Técnica Colombiana NTC 4552 y el libro explicativo Protección contra rayos, del Icontec (Instituto Colombiano de Normas Técnicas), que establece los lineamientos para estos eventos en Colombia.

Como complemento, en el centro interactivo Maloka, en Bogotá, se adelantó una iniciativa de apropiación social del conocimiento sobre cómo protegerse de los rayos, el módulo de alta tensión denominado Jaula de Faraday, la cual está basada en la segunda ley del electromagnetismo de Maxwell. El campo eléctrico en el interior del conductor viene dado por el gradiente del potencial E=-ΔV=0, de modo que es nulo. Es una consecuencia de la ley de Gauss, que dice que dentro de un conductor hueco el campo es nulo. Quien esté dentro de la jaula estará protegido contra impactos de rayos.

La gravedad de la lesión por rayo depende de la cantidad de corriente en amperios y el tiempo de exposición, es decir, de la energía. Asumiendo 800 Ω como el valor medio de la resistencia a lo largo del camino entre la cabeza y los pies de un ser humano promedio (este valor varía entre 400 Ω y 1200 Ω) y W_R = 30 julios como la energía media crítica, entonces la energía específica media W (es un parámetro característico del rayo: significa la cantidad de energía disipada cuando la corriente del rayo fluye por una resistencia de 1 Ω) que puede causar la muerte está representada por la expresión: W[A2s]R[Ω]=W_R[J].

Cuando la corriente inyectada alcanza los 1000 amperios, la caída de potencial entre la cabeza y los pies llega a ser de 1000 kV, y entonces ocurre un flameo alrededor del cuerpo. Una vez se presenta el arco, la diferencia de potencial en torno al cuerpo de la víctima cesa alrededor de los 4 kV y la corriente cae a 4 A y continúa unas cuantas décimas de milisegundos. En el centro interactivo Maloka se simula un rayo de 5000 amperios y por veinticinco años, desde que abrió sus puertas, miles de personas que han estado dentro de la Jaula de Faraday han evidenciado la efectiva protección contra rayos.

"Adicionalmente, la tradición oral permite comprobar que los nombres originales de cerros, ciudades, ríos y regiones tienen relación con el saber que los antepasados tuvieron del comportamiento de la naturaleza. Uno de los rasgos más esenciales del ser humano es su capacidad para expresar sus pensamientos, ideas y emociones por medio de signos orales; es decir, mediante el lenguaje articulado."

Para mi sorpresa, el saber ancestral de mi padre no terminó allí pues me aseguró que el lugar de la sabana donde se presentaba la menor actividad de rayos y lluvia era el suroccidente (SW) de Bogotá, y continuó narrando que la región se conocía con el nombre de Techo (terrenos que originalmente pertenecieron a la Compañía de Jesús, conocidos como la Hacienda Techo, posteriormente Ciudad Kennedy) pues para los que allí vivían y sus antepasados parecía que hubiera uno por su baja pluviosidad. En efecto, los resultados de nuestra investigación confirmaron esas afirmaciones.

Esta fue mi primera relación con los saberes ancestrales, similar al comparar los resultados temporales de mi investigación sobre el rayo con el refrán de la tradición oral de nuestros antepasados: “Abril, aguas mil” y la leyenda del “Cordonazo de San Francisco”, según la cual los rayos tenían que ver con el cumpleaños del santo católico de Asís, el 4 de octubre. Durante esos días, según los saberes ancestrales, el santo se defendía del mal y castigaba a los pecadores fustigando el aire con el cordón que llevaba atado a su cintura, lo que provocaba en el cielo fuertes tormentas, rayos y truenos. Con los resultados temporales de nuestra investigación se verificó, mediante conocimiento científico, que septiembre-octubre es la segunda temporada de rayos en la sabana de Bogotá y la zona andina.

Adicionalmente, la tradición oral permite comprobar que los nombres originales de cerros, ciudades, ríos y regiones tienen relación con el saber que los antepasados tuvieron del comportamiento de la naturaleza. Uno de los rasgos más esenciales del ser humano es su capacidad para expresar sus pensamientos, ideas y emociones por medio de signos orales; es decir, mediante el lenguaje articulado. El estudio del origen y significado de los nombres que atribuimos a lugares se conoce como toponimia. Muchos lugares en Colombia y el mundo cristiano tienen el nombre de la patrona de los rayos, Santa Bárbara. Ese es el caso del barrio Santa Bárbara, en el centro de Bogotá, donde, según cronistas de la época, impactó el primer rayo en la recién fundada ciudad de Santafé.

“Mi primera conclusión, a partir de estas experiencias, es que los saberes diferentes al conocimiento científico también poseen valor cognitivo y son útiles para resolver problemas de la existencia, el saber hacer y el saber ser. Allí reside su gran valor. “

Según el historiador Pedro María Ibáñez, el 27 de agosto de 1565 la ciudad de Santafé de Bogotá conoció la primera muerte por rayo en su historia. Hubo una gran tempestad de lluvia y rayos, uno de los cuales cayó en la finca del encomendero Lope de Céspedes. La casa adjunta se incendió y murió una esclava de nombre Cornelia. Por este motivo, Lope de Céspedes hizo construir una capilla en el mismo sitio que ocupaba la casa consumida por el fuego y la dedicó a la gloriosa Santa Bárbara, invocada en todos los pueblos católicos para evitar el peligro de los rayos.

Mi primera conclusión, a partir de estas experiencias, es que los saberes diferentes al conocimiento científico también poseen valor cognitivo y son útiles para resolver problemas de la existencia, el saber hacer y el saber ser. Allí reside su gran valor. En segundo lugar, que lo explicado por medio del método científico también puede ser comprendido o interpretado por otros saberes. Además, que los saberes pueden ser una gran ayuda cuando se pretende investigar un fenómeno sistemáticamente apelando a métodos científicos.

Otro ejemplo de la relación entre conocimiento científico y saberes ancestrales lo encontré cuando revisaba la interpretación de las antiguas culturas sobre el fenómeno electromagnético del rayo para mi libro El rayo en el trópico: certezas temporales de investigación sobre el fenómeno del rayo.

La riqueza mitológica del fenómeno del rayo en las culturas indígenas precolombinas está representada ejemplarmente en el Popol Vuh, el libro sagrado de los mayas, traducido al español de la lengua autóctona de los indios quichés de Guatemala por el padre dominico Francisco Ximénez a principios del siglo XVIII. El Popol Vuh constituye una plena realidad viva en el que se encuentran todas las tradiciones milenarias de los quichés.

Los dioses de la lluvia en la cultura maya eran los Chaacs, del maya yucateco “lluvia”, y se conocían como “los Regadores”. Eran ellos quienes producían los relámpagos, los rayos, las tempestades, las tormentas y la lluvia. Cuando iban a llevar las lluvias se reunían en su morada, que se llamaba “Al Pie del Cielo”, desde donde salían por una puerta llamada “Trueno” que empezaba en la capa de las nubes. Con su jefe al frente atravesaban los cielos, cada uno con una calabaza de agua en una mano y en la otra algo parecido a un hacha de piedra bien pulida, la cual una vez lanzada sobre la tierra producía los rayos y los truenos, estos últimos originados por los gritos o los diálogos entre ellos. Los Chaacs iban en las cuatro direcciones.

Un análisis del significado de las invocaciones mayas para la lluvia muestra el saber que ya tenían sobre la diferencia que actualmente, en lenguaje científico, se establece entre rayos nube-tierra y rayos entre nubes, así como las correlaciones no directas que hoy en día conocemos entre número de días con rayos (nivel ceráunico) y número de días con lluvia. Había meses y días especiales en que invocaban a los Chaacs para la lluvia, y en estas invocaciones utilizaban ciertos términos cuyo significado estaba relacionado con algunas particularidades. Por ejemplo: Lelemcaanchaac, “el dios de la lluvia látigo relampagueante”; Mizencaanchaac, “rayo que barre el cielo”, y Lelencaanil, “tormenta de muchas nubes y poca agua”.

Respecto a la creación de la vida, resulta asombroso comparar y encontrar una misma interpretación, en lenguajes diferentes, entre la creencia mítica de la cultura maya y el resultado científico llevado a cabo en la Universidad de Cornell (Estados Unidos), según la cual el rayo es el detonante de la vida en el universo:

El Rey, la Serpiente y el Corazón del Cielo, a quien también se dice Juracán, dispusieron en las tinieblas la creación de la vida.

Caculjá Juracán, que quiere decir “relámpago”, Chipi Caculjá, cuyo significado es “rayo pequeño”, y Raxá Caculjá, sinónimo de “trueno”, constituyen la trinidad del Corazón del Cielo o Juracán […]

Se hicieron los valles. Y al instante brotaron los cipresales y pinares para la alegría y beneplácito de Gucumatz, quien dijo:

—!Qué buena ha sido la presencia del relámpago, el rayo pequeño y el trueno!

Ellos respondieron:

—!Nuestra creación, nuestra obra será terminada!

En efecto, se dividieron las corrientes de agua, los arroyos fluyeron alegremente entre los cerros y las aguas quedaron separadas ante la presencia de las montañas y las cumbres.

De esta manera se perfeccionó la Obra. (Anónimo)

El origen de la vida es descrito por Carl Sagan en su libro Cosmos, en el lenguaje científico moderno, así:

En mi laboratorio de la Universidad de Cornell mezclamos y sometimos a chispas los gases de la Tierra primitiva: hidrógeno, agua, amoniaco, metano, sulfuro de hidrógeno. Las chispas correspondían a los relámpagos, presentes también en la Tierra antigua y en el actual Júpiter. Al cabo de diez minutos de chispas aparece una colección muy rica de moléculas orgánicas complejas, incluyendo a las partes constitutivas de proteínas y ácidos nucleicos. (2010)

Este es un claro ejemplo de un conocimiento científico que se oculta en nuestro pasado, en un bello y expresivo lenguaje del saber ancestral. Dos lenguajes diferentes que dan respuesta al fenómeno natural del origen de la vida: el rayo.

Referencias[T1]

Anónimo. (2016). Popol Vuh. Las antiguas historias del Quiché. México: FCE.

Carrillo, M. T. (2012). Los caminos del agua. En M. T. Carrillo, Los caminos del agua: tradición oral de los raizales de la sabana de Bogotá. México. Recuperado de http://www.luguiva.net/invitados/detalle1.aspx?id=114&i=28

Sagan, Carl. (2010). Cosmos. Barcelona: Planeta.