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O que é um raio? | As descargas elétricas atmosféricas

Por| Editado por Luciana Zaramela | 21 de Novembro de 2023 às 15h50

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ivankmit/envato
ivankmit/envato

Os raios são um dos fenômenos atmosféricos mais comuns, já que acompanham as tempestades e tendem a ser recorrentes no verão brasileiro — ocasionalmente, também podem ocorrer em outras estações. De forma simples, o raio pode ser explicado como uma descarga elétrica atmosférica que parte de uma nuvem e atinge o solo. Este processo é acompanhado por emissão de luz e um forte estrondo.

O Brasil é um dos países com a maior incidência de raios por ano. Segundo o Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), são 78 milhões de descargas elétricas atmosféricas anuais. Em média, os raios são responsáveis diretamente pela morte de 110 pessoas, por ano, e provocam prejuízos financeiros na casa dos bilhões.

O que é um raio?

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Para entender o que são raios, vale voltar algumas casas antes da ocorrência desse fenômeno atmosférico em si. Quando os raios solares atingem a superfície terrestre, parte da água evapora e se transforma em nuvens. Analisando a composição de uma nuvem, é possível observar que ela é formada por partículas minúsculas de cristais de gelo e gotículas de água.

Dependendo de alguns fatores climáticos, como a ocorrência de ventos intensos, as nuvens passam a ocupar uma grande extensão vertical. Nesses casos, elas recebem o nome de cúmulo-nimbo (cumulonimbus), ou seja, nuvens de tempestades, com base mais escura.

Neste tipo de nuvem, há o atrito constante entre os cristais e as gotículas suspensas. Devido às colisões, essas partículas adquirem diferentes cargas elétricas, negativas ou positivas. É a eletrificação da nuvem que irá gerar uma tempestade em breve.

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Normalmente, os cristais de gelo mais pesados e as gotas, com carga positiva, se acumulam na parte inferior da nuvem. Enquanto isso, as partículas de água mais leves, com carga positiva, vão para a parte superior. Neste momento, a nuvem pode ser comparada com uma grande pilha, já que tem um polo negativo e outro positivo.

Se a concentração de carga nesses centros crescer muito, o ar que os circunda perde a sua capacidade de agir como um isolante. Com isso, ocorrem descargas elétricas entre as duas regiões — para a sorte de quem habita a superfície, a maioria das descargas elétricas ficam restritas dentro da própria nuvem.

Porém, as cargas elétricas da nuvem também induzem cargas opostas na terra. Dessa forma, a descarga pode se direcionar para o solo, gerando um raio como conhecemos tradicionalmente. Às vezes, podem desencadear até incêndios florestais.

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Tipos de raios

Aqui, é importante destacar que existem três grandes tipos de raios:

  • Raios descendentes: estes ocorrem quando a descarga elétrica sai da nuvem e atinge o solo. Para ser mais preciso, é quando a carga elétrica da nuvem encontra a sua carga oposta no solo e vai ao seu encontro;
  • Raios descendentes ou invertidos: o raio é iniciado a partir da ponta de uma torre alta ou de um para-raio, após um raio descendente. Então, a carga do solo encontra a sua carga oposta na nuvem. Dessa forma, a ramificação é voltada para cima;
  • Raios que não interagem com o solo: nesse último bloco, são considerados os raios que ocorrem dentro de uma mesma nuvem, de uma nuvem para o ar ou ainda de uma nuvem para outra nuvem.

Se ficou curioso com a ocorrência de um raio invertido, veja como ele se forma, em registro raro feito no Brasil:

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Relâmpago e trovão

O aquecimento do ar provocado pelo raio gera um clarão, o relâmpago. Enquanto isso, o deslocamento do ar gerado pelo aquecimento provoca uma onda sonora conhecida como trovão. O relâmpago e o trovão são gerados ao mesmo tempo, só que a luz viaja mais rapidamente que o som, então, é vista mais cedo.

Descarga elétrica de raios

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Em média, a intensidade típica de um raio é de 30 mil amperes. Isso significa dizer que é cinco mil vezes a intensidade de um chuveiro elétrico comum. Toda essa descarga elétrica pode percorrer distâncias de aproximadamente 5 km.

No limite, um raio pode durar até dois segundos. Só que a duração média é bem menor, estimada em cerca de meio a um terço de segundo. Pensando exclusivamente na descarga elétrica, ela dura ainda menos, algo como frações de milésimos de segundo.