O Brasil é campeão mundial na incidência de raios, sendo que o estado mais atingido é o Mato Grosso do Sul. Para a formação dos raios, é necessário que o gás que existe no interior das nuvens seja transformado na quarta matéria, o plasma. São diversos fatores que propiciam a formação de raios.
Relâmpagos e trovões são consequências dos raios e se tratam da luz e do som, respectivamente, da descarga elétrica. O relâmpago costuma ser visto primeiro porque o som se propaga de maneira mais lenta que a luz. Foi somente no século XIX que foram inventados mecanismos para proteger casas e edifícios das descomunais descargas elétricas emanadas pelos céus.
O que são raios?
Raios são uma descarga elétrica atmosférica de grande intensidade em regiões eletricamente carregadas. Os raios podem ocorrer dentro de uma nuvem, entre duas nuvens, entre nuvens e entre nuvens e o solo.
Certamente, os mais perigosos são os raios entre as nuvens e o solo, porque podem atingir mortalmente uma pessoa ou um grupo de pessoas, mesmo que esteja apenas próximo do local de impacto, pois a carga energética é tamanha que pode impactar pessoas e objetos a vários metros de distância da área atingida.
Para se ter uma ideia, as redes de alta tensão encontradas em grandes centros metropolitanos têm cerca de 10 mil watts (W) de potência. Em dias de céu nublado com nuvens fortemente carregadas eletricamente, a potência pode chegar a 1000 gigawatts (GW).
Como se formam os raios?
Certamente, essa é uma pergunta que já deve ter passado na cabeça de muitas pessoas e que continua a despertar curiosidade: como se formam os raios?
Essa curiosidade, sem dúvida, não é recente, pois estudando o comportamento dos povos antigos, nota-se que essa dúvida existe há pelo menos milênios.
A resposta para essa pergunta no passado se valeu de uma dose de imaginação ou crendice, talvez uma mistura dos dois, na medida certa, pois por muito tempo a explicação foi considerada satisfatória.
Os raios foram atribuídos a entidades divinas. A mais famosa com relação direta com raios foi a do mito Grego de Zeus, o deus do Monte Olimpo. Posteriormente, com a ascensão do cristianismo, alguns mitos foram incorporados e adaptados à cultura cristã.
Quem ganhou o controle dos raios na narrativa católica foi São Pedro que, até hoje, costuma ser lembrado e “responsabilizado”, convenientemente, quando alguma cidade é alvo de chuva pesada, inviabilizando qualquer projeto a ser feito em ar livre.
Mas a ciência, com o avançar dos séculos, conseguiu fornecer resposta ancorada em fatos incontestáveis. Sem dúvida, é mais complicada e menos divertida para quem não tem grande interesse em ciência.
Entretanto, vale a pena o esforço para entender como os raios se formam, pois isso pode ser útil para evitar grandes perigos e também tirar da cabeça algumas preocupações que não têm fundamento.
Para facilitar, vamos dividir a explicação em partes. Veja a primeira na sequência.
Os elementos do raio
Para o surgimento de raios, é necessário a união de alguns elementos. Primeiro, a formação de nuvens.
Para que elas ocorram, é preciso que haja condensação do vapor de água existente no ar úmido da atmosfera. Em termos mais simples, “clima de chuva”.
Formação de nuvem. Não se perca.
Dentro da nuvem formada, é preciso que existam três elementos:
- Cristais de gelo;
- Água quase congelada;
- Granizo.
Mas todas as nuvens não têm, obrigatoriamente, esses três elementos?
A questão é esses três elementos dividirem o mesmo espaço, o mesmo “cômodo”, e se chocarem. Isso ocorre (ou não) dependendo da altitude da nuvem.
Mas não só isso. A temperatura tem que estar entre 0 °C e -50 °C.
Nessa faixa de altitude, certamente o ar está revolto no interior da nuvem e provoca o choque dos elementos, que nessas condições se formam no mesmo espaço, os lançando de um lado para o outro e promovendo choques entre eles.
Esses choques resultam na troca de carga elétrica entre esses elementos.
Distribuição de carga negativa e positiva
Os elementos mais pesados com essa interação, como as gotas de chuva e granizo, ficam mais negativos. Eles se acumulam na parte debaixo das nuvens por causa da gravidade.
Os cristais de gelo e a água congelada, como são mais leves, vão para a parte de cima da nuvem e eles concentram carga positiva.
Ou seja, temos dois opostos, positivo e negativo, base superior e inferior, fazendo da nuvem uma grande “pilha”.
Para completar a formação da carga energética há os fatores externos, os raios solares que formam íons negativos ao interagirem com as moléculas de ar, e o solo que por uma série de fatores faz na superfície uma corrente elétrica positiva.
O quarto estado da matéria
Esse é o palco para a entrada da quarta fase da matéria, quando o gás, o ar em volta da nuvem, se transforma em plasma por causa da tensão acumulada de positivos e negativos.
O plasma é um condutor de eletricidade e, como é preciso descarregar um pouco da carga para aliviar a enorme tensão no núcleo, ele acaba criando uma ponte até a superfície.
Conforme se aproxima do solo uma massa de plasma sobe da superfície e acaba se conectando com a concentração energética que desce fechando, assim, o circuito.
A faísca gerada, então, é consequência do aquecimento do ar, enquanto o som do trovão é provocado pela rápida expansão da camada de ar.
Se ouvir um trovão, não se assuste, ou ao menos não muito, porque como dito mais cedo, o trovão só vem depois do relâmpago e da queda do raio. Portanto, o fato de ouvir o trovão é garantia que você escapou da descarga elétrica.
Proteção contra raios
E como se prevenir, se proteger das descargas elétricas conhecidas como raios?
Existem alguns aparelhos de proteção para evitar o impacto de raios em determinados locais.
O mais famoso, e ainda muito utilizado, é o para-raios inventado pelo diplomata, jornalista, escritor, político e inventor Benjamin Franklin.
É um sistema de proteção que usa uma haste metálica e fios condutores isolados em uma estrutura de formato em cone para conduzir os raios até o solo.
Outra proteção contra raios é a gaiola de Faraday. É um conjunto de hastes metálicas que isolam o seu interior. Elas conduzem a carga elétrica para as laterais, fazendo com que ela desça até o solo.
Há também o inibidor de raios, mais frequente em aeroportos, que trabalha para inibir a formação do raio e não necessariamente protege uma estrutura.
