Comprender por qué las bombas nucleares producen nubes de hongo

Es posible que ya haya notado que las explosiones nucleares a menudo resultan en columnas de humo de una forma muy específica, tanto que se llaman "nubes de hongo". Pero, ¿alguna vez te has preguntado por qué sucede esto?

Hoy descubrí que el fenómeno puede explicarse fácilmente desde el concepto de convección. Si repasas las clases de física, recordarás que existe una relación entre la temperatura y la densidad del fluido, lo que hace que se muevan en el espacio.

En el caso de las bombas nucleares, la explosión desencadena una gran nube de fuego. Esta bola de gases calientes se acelera en todas las direcciones. Y debido a que la bola acelerada es más cálida, y por lo tanto menos densa, que el aire circundante, comienza a elevarse extremadamente rápido, y esto es lo que dará forma a lo que vemos como el sombrero de hongo. A medida que la bola de fuego se eleva, calienta el aire y atrae todo el humo y los gases circundantes, formando lo que entendemos como el tallo del hongo.

La impresión que tenemos de que el sombrero de hongo se mueve desde afuera hacia adentro es el resultado de la diferencia de temperatura entre el centro y el borde de la estructura. A medida que el centro es más cálido, se eleva más rápido y las partes externas del sombrero que se mueven lentamente se convierten en parte de la barra.

Una vez que la nube alcanza un cierto punto en la atmósfera donde la densidad de la nube de gas es igual a la densidad del aire circundante, se extiende y forma un gran sombrero.

En algunos casos, también se observa que las explosiones dan lugar a un anillo que se coloca alrededor del hongo. Esta estructura se forma debido al área de baja presión que se crea a partir de la fase negativa de la onda de choque. Esto da como resultado una caída de la temperatura que, junto con una baja presión, puede reducir suficientemente el punto de densidad para que se forme una nube temporalmente.

Como curiosidad, este halo que se forma alrededor de la explosión se conoce como la "nube de Wilson" y lleva el nombre del físico escocés Charles Wilson.

* Publicado originalmente el 20/11/2013.

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