¿Por qué las nubes flotan en el cielo?

Parecen livianas, como copos de algodón suspendidos en el cielo; sin embargo, las nubes pueden pesar miles de toneladas. Aun así, flotan tranquilamente sobre nuestras cabezas, cambian de forma, se agrupan, se disuelven o se transforman en una niebla que nos envuelve.

Solo las vemos caer cuando llueve, nieva o graniza. ¿Por qué pueden flotar si son más pesadas que el aire? La respuesta está en una delicada combinación de física, temperatura y tamaño microscópico.

Del vapor invisible a la nube

Para entender por qué flotan, primero hay que saber cómo se forman. Todo comienza con algo que no vemos: el vapor de agua. El aire que respiramos siempre contiene cierta cantidad de vapor, que es simplemente agua en estado gaseoso.

En los informes del tiempo, por ejemplo, típicamente se muestra la humedad relativa, que mide la proporción entre el aire seco y el aire con vapor de agua. Un 100% de humedad relativa indica que el ambiente ya se ha saturado y que todo es vapor de agua.

Durante el día, el Sol calienta la superficie terrestre y, con ella, el aire que la rodea. Cuando el aire se calienta, se expande, su densidad disminuye y asciende. Pero a medida que sube, la presión atmosférica disminuye y el aire se enfría.

Ese enfriamiento es la clave del proceso: cuando el aire alcanza lo que se llama su punto de rocío, el vapor de agua que contenía ya no puede mantenerse en forma gaseosa y comienza a condensarse en minúsculas gotas líquidas —o en cristales de hielo, si la temperatura es muy baja—.

Estas gotas se forman alrededor de diminutas partículas en suspensión, llamadas núcleos de condensación, que pueden ser granos de polvo, ceniza volcánica, cristales de sal marina o incluso polen. Millones de estas microgotas, juntas, forman una nube.

El equilibrio en movimiento

Cada gota de nube mide entre 10 y 20 micrómetros de diámetro, unas 100 veces más pequeña que una gota de lluvia. Aunque una nube promedio puede contener más de 500 mil toneladas de agua, sus gotas están tan dispersas y tan pequeñas que la resistencia del aire logra contrarrestar la gravedad.

En otras palabras, cada gota de nube cae tan lentamente —solo unos milímetros por segundo— que las corrientes de aire ascendentes la mantienen suspendida. Ese equilibrio entre el peso de la gota y el empuje del aire es lo que permite que las nubes “floten”.

De hecho, lo que percibimos como una nube sólida es, en realidad, una suspensión de agua y aire, similar a una niebla, solo que a mayor altitud. Por eso, cuando entramos en una nube en la montaña o durante un día de neblina, lo que sentimos no es más que aire húmedo lleno de diminutas gotas de agua.

Cuando la gravedad gana

El equilibrio, sin embargo, no dura para siempre. Si las condiciones cambian —por ejemplo, si el aire sigue enfriándose o hay turbulencias—, las gotas pueden chocar y fusionarse, lo que aumenta su tamaño.

Cuando eso ocurre, el peso de las gotas crece más rápido que la fuerza de rozamiento del aire que las sostiene. Finalmente, la gravedad vence: las gotas comienzan a caer y se transforman en lluvia, nieve o granizo, según la temperatura de las capas de la atmósfera que atraviesen.

Mientras las corrientes ascendentes sean lo bastante fuertes y las gotas lo bastante pequeñas, la nube permanecerá suspendida. Cuando el equilibrio se rompe, comienza la lluvia.

Como es necesario que muchas gotas se agrupen para caer, es común que, antes de la lluvia, caigan grandes goterones, señal de las primeras que se unieron para vencer la fuerza que las mantenía flotando.