Staying Safe in a Lightning Storm

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ERIC: From the Museum of Science Boston, this is Pulsar, a podcast where we answer questions from you, our audience. I'm your host, Eric.

Today, we're talking all about lightning safety. And here to tell us about that is Karen. Karen, thanks so much for joining us today.

KAREN: Happy to be here. My name is Karen. I am one of the many educators at the Museum of Science, and one of my favorite things is to be in our Theater of Electricity and making lightning.

ERIC: So the first step in lightning safety is knowing where a lightning storm is.

And we got a lot of questions about being able to tell how far lightning strike is from your location by counting how long between the lightning and the thunder. So can you explain that a little bit?

KAREN: So that has to do with the fact that the speed of light and the speed of sound are slightly different.

So in general, if you see a flash of lightning and start counting immediately, and get to about five seconds. And then hear the rumble of thunder, that's about one mile away that particular strike of lightning. If you count the ten seconds, two miles, so on and so forth.

And very often, you may see the lightning, and it's so far away, you never actually hear the rumble of thunder.

ERIC: So that might be useful if you are in a dangerous situation in a lightning storm. Doing this timing for consecutive lightning strikes can tell you whether the storm might be moving away from you, or moving towards you.

KAREN: For sure. So if it's moving closer, you definitely wanna find someplace safe to be.

ERIC: And this is one that we cover in pretty much every Theater of Electricity show, but what is the safest place to be during a lightning storm?

KAREN: Yeah, so being outside is not the safest place to be in the middle of a lightning storm.

We do wanna try to protect ourselves from being struck by lightning. So there are a couple of different places you can be. But I would say the best place in the event of a lightning storm is to be safely inside of a building. And this has to do with the fact that even if that lightning bolt were to strike the building you are in, that strike, and the electric charges are much more likely to move through the pipes.

And the wires, and the walls of the structure you are in, and not shoot through the window and hit you. So that's why you are safe inside of a building. But likely, you wanna try to stay away from the metal pipes and metal wires that are directly connected to the walls.

ERIC: So that relates to a question we got from Robin. Is it safe to take a shower during a lightning storm?

KAREN: If you want it to be 100% safe, you would not take a shower during a severe lightning storm. Because if your house, or your apartment building were to be struck, it is quite likely that that electric charge would be moving through the metal pipes, and through the water, and directly into you.

ERIC: And Kayla asks, can lightning start a fire?

KAREN: For sure. So when we have a lightning strike, if we think about electric charge, there are two types of electric charge, positive and negative, and electric charge is in everything. So when we're thinking about those electric charges inside of a thundercloud, they start to collect at the base of the cord.

And as they move through the air, it creates that lightning strike. It makes light, it makes sound, and it heats up the air dramatically. In fact, a natural lightning bolt can be over ten times hotter than the surface of the sun. So certainly, if that lightning bolt strikes something like a tree, or a building, it could cause a fire.

And it's actually one of the things that does cause natural forest fires, and is actually a very normal part of the ecosystem.

ERIC: Now, we've heard about lightning rods that might be able to protect your house. And Danny asks, how does that work?

KAREN: Electric charge is attracted to pointy metal objects.

Most lightning rods are pointing metal objects high up on tops of buildings, and places like that. If the storm is severe enough, and enough difference between the positive and negative charge does build up, that lightning rod is directly connected into the ground. So from the top of the building, all the way down through what we call a grounding wire into a grounding spike, in the ground itself.

So in the yard of your house, perhaps, that will safely carry it down. It will not travel through your metal pipes, and metal wires inside of the walls of your house. It is less likely to cause a fire in that particular building, and keeps all of your electronics safe.

ERIC: Now, we have a demonstration in the Theater of Electricity, where we go inside of a big metal birdcage, and we raise it up to the top of the theater. And then we use our gigantic Van de Graaff generator to strike it with huge lightning bolts. So Cameron wants to know why is the presenter safe?

KAREN: One would think that going inside of a conducting metal object, raising yourself 20 feet in the air, and then striking it with about a million volts of electric current would be incredibly dangerous. But we do this in the theater of electricity to show the visitors to our theater of electricity show why you are actually safe inside of most cars, or trains in the event of a lightning strike.

It's something very interesting and unique about the type of current that we have for a lightning bolt. That when it hits that entirely metal object, you have metal on the top on the sides and the bottom. Because of that type of electric current, the charges are getting pushed only to the outer skin.

So that very outer layer of the metal traveling down, and finishing its journey all the way to the ground, keeping you safe on the inside. This also means that not only are you safe sitting in the middle of the birdcage, or in the middle of most automobiles, you are also safe touching the inside surface.

So that's sort of our grand finale to that demonstration, is our presenter will actually touch the inside of one of those metal bars right where the lightning is striking. And it looks amazing, and being part of that show just feels amazing. It never gets old, even after 15 years of teaching our lightning presentations.

ERIC: So that kinda shows evidence you're safe inside of a car. Is the same true of a plane? Haley wants to know what happens if a plane gets struck by lightning?

KAREN: So when you're inside of a plane, most commercial and passenger planes are completely surrounded by metal.

On average, your commercial passenger liner or cargo plane does get struck about once a year by lightning. They're much more likely, as they are flying through the clouds that are producing those lightning bolts. But same as you are safe in a giant metal birdcage, if you happen to have one of those in your backyard, or a car, or a bus, or a train, same principle applies inside of an airplane.

Now, it's interesting that as we are trying to be more fuel efficient in our airlines, they are starting to make those shelves out of a carbon fiber material that isn't necessarily a conductor. They're embedding lightweight chicken wire inside of that skin.

So you still have that same skin effect, the metal surrounding the passengers, and the pilots, and the flight attendants, keeping everybody and everything inside of that airplane safe from the occasional lightning strike.

ERIC: Another question comes from Kate. What do you do if you get caught outside in a lightning storm?

KAREN: Lucky for us, more times than not, even if you were outside at the local park, or if you're out doing some shopping, there is a safe building to get inside of.

It's more when we're out doing our longer hikes, or we're doing canoeing, or kayaking, and you're away from civilization, there are no buildings or cars. And in that case, there is not a 100% safe place to be. But the best position you can be in, since lightning does tend to strike tall objects, is you wanna be low to the ground.

But that does not mean that you want to lie flat on the ground, because if lightning strikes the tree nearby, it's gonna move through the tree, through the ground, and right across your heart. And that's of course what we are trying to avoid. As humans, we do not want that electric current moving across our heart.

So the best position to be in is if you could do it, stand on one foot. I don't have that kind of balance. So crouch real low to the ground. Put your feet together. Make sure they're touching, and then put your hands over your head. And again, get as low to the ground as you possibly can be, and stay there until the storm passes.

The other thing, if you're ever out on a mountain ridge, or up on a hillside, and you start feeling your hair on your body tingling, and starting to stand on end, that means that a lightning strike is imminent. And in that case, crouching, that wouldn't be my recommendation.

My recommendation would be to run in any direction you can safely do so, as quickly as you can.

ERIC: So we teach about lightning safety every day. Why do you think it's so important to get this information out there, so people can hear it?

KAREN: Not only is it important for our safety, but lightning is such an amazing, natural phenomenon.

Since I was a young girl, I loved standing at the front window, looking outside, and watching, and listening to this amazing natural fireworks presentation. I love teaching our lightning presentations, because I love lightning. And as long as you know how to be around it safely, that I think is the most important you can enjoy what Earth is showing us in the sky.

But also, make sure that you and your loved ones around you are safe from that electrical energy.

ERIC: Karen, thanks so much for telling us all about lightning safety today.

KAREN: Thanks so much for having me here today, and hopefully some day, we'll see you all visiting the Museum of Science, and our lightning presentation.

ERIC: If you'd like to have one of your questions answered by a visiting expert, or a Museum of Science educator, you can email them to sciencequestions@mos.org. If you enjoyed this episode of Pulsar, don't forget to subscribe on the Apple Podcast app, or on Spotify, as well as leaving a rating or review for us.

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Español

ERIC: Desde el Museo de Ciencias de Boston, esto es Pulsar, un pódcast donde respondemos a las preguntas de nuestra audiencia. Soy su presentador, Eric. Hoy vamos a hablar de la seguridad contra los rayos, y para hablarnos de eso está Karen. Karen, muchas gracias por acompañarnos hoy.

KAREN: Me alegro de estar aquí, Eric. Me llamo Karen. Soy una de los muchos educadores del Museo de Ciencias, y una de mis cosas favoritas es estar en nuestro Teatro de la Electricidad y hacer relámpagos.

ERIC: El primer paso para la seguridad contra los rayos es saber dónde está una tormenta eléctrica.

Nos hacen muchas preguntas sobre a qué distancia está el rayo desde tu ubicación si se cuenta el tiempo entre el rayo y el trueno. ¿Puedes explicarlo un poco?

KAREN: Eso tiene que ver con el hecho de que la velocidad de la luz y la del sonido son un poco diferentes.

En general, si ves un relámpago y empiezas a contar al instante, y llegas a unos cinco segundos, y luego escuchas el sonido del trueno, es porque estás a una milla de distancia de ese rayo en particular. Si cuentas diez segundos, dos millas, etcétera. Muchas veces, puedes ver el relámpago, y si está muy lejos, nunca oirás el sonido del trueno.

ERIC: Eso podría ser útil si estás en una situación peligrosa en una tormenta eléctrica. Hacer esta sincronización con los rayos consecutivos puede decirte si la tormenta se está alejando o acercando.

KAREN: Claro. Si se está acercando, seguramente querrás encontrar un lugar seguro.

ERIC: Y este es uno de los temas que tratamos en casi todas las exhibiciones de electricidad, pero ¿cuál es el lugar más seguro para estar durante una tormenta eléctrica?

KAREN: Estar afuera no es el lugar más seguro para estar en medio de una tormenta eléctrica. Debemos tratar de protegernos de ser alcanzados por un rayo. Hay algunos lugares diferentes en los que puedes estar, pero diría que el mejor lugar en caso de una tormenta eléctrica es estar a salvo dentro de un edificio.

Y esto tiene que ver con el hecho de que incluso si ese rayo impacta en el edificio en el que estás, ese impacto y las cargas eléctricas tienen muchas más probabilidades de irse por las tuberías y los cables, y las paredes de la estructura en la que estás, y no pasar por la ventana y golpearte.

Por eso estás a salvo dentro de un edificio. Puede que debas intentar alejarte de las tuberías y cables metálicos que están directamente conectados a las paredes.

ERIC: Eso tiene relación con una pregunta que nos hizo Robin. ¿Es seguro ducharse cuando hay una tormenta eléctrica?

KAREN: Si quieres estar 100 % a salvo, no deberías ducharte durante una tormenta eléctrica fuerte, porque si tu casa, o edificio de departamentos fuese golpeado, es probable que esa carga eléctrica se conduzca a través de las tuberías de metal, a través del agua y te alcance directamente.

ERIC: Y Kayla pregunta, ¿los relámpagos pueden provocar un incendio?

KAREN: Claro. Cuando nos cae un rayo, si pensamos en la carga eléctrica, encontraremos dos tipos, la positiva y la negativa, y la carga eléctrica está en todo. Cuando pensamos en esas cargas eléctricas dentro de un nubarrón, estas empiezan a acumularse en la base, y a medida que se mueven por el aire, crean ese relámpago.

Se genera luz, sonido y el aire se calienta bruscamente. De hecho, un rayo natural puede tener una temperatura unas diez veces mayor que la superficie del sol. Si ese rayo golpea algo como un árbol, o un edificio, podría causar un incendio. De hecho es una de las cosas que provocan los incendios forestales naturales, y es un aspecto muy habitual del ecosistema.

ERIC: Hemos oído hablar de los pararrayos que pueden proteger tu casa. Y Danny pregunta, ¿cómo funcionan?

KAREN: Los objetos metálicos puntiagudos atraen la carga eléctrica. La mayoría de los pararrayos señalan a los objetos metálicos en lo alto de los edificios, o en lugares parecidos. Si la tormenta es muy fuerte y hay mucha diferencia entre la carga positiva y negativa, ese pararrayos se conecta directamente al suelo desde la parte superior del edificio hacia abajo por lo que se conoce como un cable de conexión a tierra hasta un pico de conexión a tierra, en el mismo suelo, quizás en el patio de tu casa, al que llegará con seguridad, y no viajará por las tuberías y cables de metal que hay en las paredes de tu casa.

Es menos probable que se produzca un incendio en ese edificio y mantiene todos tus aparatos electrónicos a salvo.

ERIC: Tenemos una demostración en el Teatro de la Electricidad, donde nos metemos dentro de una jaula de metal grande, y la levantamos hasta la parte superior del teatro. Y luego usamos nuestro gigantesco generador Van de Graaff para golpearla con enormes rayos.

¿Cameron quiere saber por qué el presentador permanece a salvo?

KAREN: Uno podría pensar que entrar en un objeto metálico conductor, subirlo 20 pies en el aire y luego golpearlo con casi un millón de voltios de corriente eléctrica podría muy peligroso. Pero hacemos esto en el Teatro de la Electricidad para enseñar a los visitantes por qué están realmente seguros dentro de casi todos los autos o trenes en caso de un rayo.

Es algo muy interesante y único sobre el tipo de corriente que hay en un rayo, que cuando golpea completamente ese objeto de metal, tienes metal en la parte superior, en los lados y en el fondo, por ese tipo de corriente eléctrica, las cargas son expulsadas solo a la capa exterior, por lo tanto, esa capa exterior del metal que viaja hacia abajo y termina en el suelo te mantiene a salvo en el interior.

Esto también quiere decir que no solo estás seguro sentado dentro de la jaula, o dentro de la mayoría de los autos, sino que también estás seguro al tocar la parte interior. Este es nuestro gran final para esta exhibición, nuestro presentador tocará dentro de una de esas barras de metal justo donde está cayendo el rayo.

Y es increíble, y hacer parte de esta demostración es absolutamente fantástico, nunca pasa de moda, incluso 15 años después de hacer nuestras primeras presentaciones de rayos.

ERIC: Eso demuestra que estás a salvo dentro de un auto. ¿Es igual en un avión? Haley quiere saber qué pasa si un avión es alcanzado por un rayo.

KAREN: Cuando estás dentro de un avión, la mayoría de los aviones comerciales y de pasajeros están completamente cubiertos de metal. En promedio, a un avión comercial de pasajeros o de mercancías le cae un rayo una vez al año. Es mucho más probable, ya que están volando por las nubes que están produciendo esos rayos.

Pero así como estás a salvo en una gran jaula de metal, si ocurre una tormenta de estas en tu patio trasero, o en un auto, o en un autobús, o en un tren, lo mismo ocurre dentro de un avión. Es interesante que mientras intentamos ser más eficientes en el consumo de combustible en nuestras aerolíneas, están empezando a hacer esas capas de un material de fibra de carbono que no es exactamente conductor.

Están metiendo una tela metálica ligera dentro de esta superficie, así que permanece el mismo efecto en la superficie del metal que rodea a los pasajeros y a los pilotos, y a los auxiliares de vuelo, manteniendo a todo el mundo y todo lo que hay dentro del avión a salvo de los ocasionales rayos.

ERIC: Otra pregunta de Kate. ¿Qué haces si te quedas atrapado fuera en una tormenta eléctrica?

KAREN: Por suerte, casi siempre, si has estado fuera en el el parque o haciendo algunas compras, hay un edificio seguro para resguardarte. Es más cuando estamos fuera dando una buena caminata o estamos haciendo piragüismo, o kayak, y estás lejos de la civilización, y no hay edificios o autos, en este caso, no hay un lugar 100 % seguro donde estar.

Pero la mejor posición en la que puedes estar, ya que los relámpagos tienden a golpear objetos altos, es por el suelo. Pero eso no significa que tengas que acostarte en el suelo, porque si un rayo cae en un árbol cercano, pasará del árbol al suelo y del suelo a tu corazón.

Y eso es lo que intentaremos evitar. Como humanos, no queremos que esa corriente eléctrica llegue a nuestro corazón, por eso la mejor posición es quedarte de pie en un solo pie. No tengo ese tipo de equilibrio, agáchate bien al suelo, junta los pies, asegúrate de que se tocan, y luego pon las manos en la cabeza, repito, baja al suelo lo más que puedas y quédate ahí hasta que pase la tormenta.

Otra cosa, si alguna vez estás en la cima de una montaña, o en la ladera de una colina y empiezas a sentir hormigueo en el vello y empieza a ponerse de punta, eso significa que va a caer un rayo inmediatamente. En ese caso, agacharse no sería mi recomendación.

Yo recomiendo correr hacia donde puedas hacerlo con seguridad, tan rápido como puedas.

ERIC: Enseñamos sobre la seguridad contra los rayos todos los días. ¿Por qué crees que es tan importante difundir esta información para que la gente la oiga?

KAREN: No solo es importante para nuestra seguridad, sino que los relámpagos son un fenómeno natural sorprendente.

Desde que era niña me encantaba estar enfrente de la ventana, mirando afuera y observando y escuchando esa increíble exhibición de fuegos artificiales naturales. Me encanta enseñar nuestras exposiciones de relámpagos, porque me encantan los relámpagos. Y mientras sepas cómo estar a salvo, creo que es la cosa más impactante que puedas disfrutar que la Tierra nos muestra en el cielo.

Pero también, asegúrate de que tú y los tuyos estén a salvo de esa energía eléctrica.

ERIC: Karen, muchas gracias por contarnos todo sobre la seguridad contra los rayos.

KAREN: Muchas gracias por invitarme aquí hoy, y espero que algún día los vea en el Museo de Ciencias y en nuestra presentación de relámpagos.

ERIC: Si quieres que responda a una de tus preguntas un invitado experto o un educador del Museo de Ciencias, puedes enviarles un correo electrónico a sciencequestions@mos.org. Si te ha gustado el episodio de Pulsar, no olvides suscribirte en la aplicación Apple Podcast o en Spotify, así como dejarnos una calificación o reseña.

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