Estudo dos raios II

Boa dia à todos.

Vamos continuar hoje nossas discussões sobre os raios. Conforme prometido anteriormente, neste post vamos discutir o sentido de movimento dos raios e também a questão da segurança dos para-raios.

Apenas recapitulando os conceitos físicos abordados no post "Estudo dos raios I", carga elétrica é uma propriedade das partículas. Existem dois tipos de cargas elétricas, as positivas (um próton é carregado positivamente) e as negativas (um elétron é carregado negativamente). Também sabemos que as cargas elétricas opostas se atraem e as cargas elétricas iguais se repelem, sendo que as cargas que se movem são SEMPRE as negativas, ou seja, os elétrons. Ainda discutimos que, à esse movimento de cargas é associada uma grandeza chamada corrente elétrica.

Depois deste rápido resumo, vamos à questão principal deste post: Qual o sentido de deslocamento dos raios? Se você pensa que os raios "sobem" da terra para a nuvem, você está correto, contudo, se você pensa que os raios "descem" da nuvem para a terra, você está igualmente correto.

Tudo depende do sinal das cargas elétricas que se acumulam nos aglomerados de água no estado líquido que se formam na nuvem. Se a carga acumulada é positiva, a nuvem "puxa" as cargas negativas da terra para a nuvem, e nesse caso, o raio "sobe". Se a carga acumulada é negativa, é vantajoso para a nuvem "expulsar" elétrons, deste modo, o raio "desce" e descarrega a nuvem, deixando os elétrons no solo.

Ainda existe um terceiro sentido de movimento dos raios. Sabemos que uma nuvem é muito grande, desta forma, tem algumas regiões que podem ficar com cargas positivas acumuladas, enquanto outras regiões da nuvem, podem ser acumulada carga negativa. Desta forma, a carga que está nas regiões negativas desloca-se para a região com carga positiva, ou seja, um raio é formado dentro da nuvem. É muito difícil determinar se um raio "sobe para a nuvem" ou "desce dela", contudo, é muito fácil observar os raios entre nuvens durante uma tempestade, pois ele faz com que a nuvem "se ilumine". Na verdade, o que ocorre é que o raio dentro da nuvem causa essa luminosidade.

O link abaixo é uma filmagem, postada no youtube, de uma tempestade de raios em Tókio  Japão, no dia 31 de maio de 2007. Repare nos raios entre as nuvens, e também na altura das nuvens.

Raios em Tokio (http://www.youtube.com/watch?v=Y4L-Hv9-DQs)

Mas calma, ainda não acabou, ainda falta discutirmos sobre os para-raios. Essas estruturas são responsável pela segurança de cidades durante uma tempestade, uma vez que um raio pode ser destrutivo se atingir lugares como postos de gasolina, transformadores, depósitos de gás, etc.

Um para-raio é composto essencialmente de uma haste metálica, colocada num ponto alto da cidade, como no topo de prédios, torres, etc. Se vocês perguntar para alguma pessoa que conheça, provavelmente ela te dirá que um para-raio "puxa" os raios. O que pouca gente sabe é que os para-raios na realidade aumentam o número de raios provocados numa tempestade.

É exatamente o que você leu: os para-raios não diminuem a quantidade de raios, e sim, aumenta-a, porém, a   periculosidade desses raios é reduzida, como se explica à seguir.

Se você assistiu o vídeo e reparou na altura das nuvens, você deve ter percebido que as nuvens que causa as tempestades são muito "baixas". É fácil saber porque, se pensarmos que o raios tem que "atravessar o ar". Pense que você tem que, impreterivelmente, caminhar da sua casa para a sua escola. Naturalmente, salvo situações especiais, escolhemos o caminho mais curto para fazer isso. O raio tem exatamente o mesmo princípio, ele escolhe o caminho mais curto entre dois pontos, ou seja, o caminho com menos ar. Por esse motivo, as nuvens mais altas só tem raios entre nuvens e não entre nuvem e solo.

A função do para-raio é exatamente encurtar o caminho entre os raios e o solo. Desta forma, é mais fácil para o raio que está numa nuvem chegar no para-raios do que no solo. A corrente elétrica que chega no para-raio é então descarregada no solo, através de um fio condutor, conforme mostra a figura abaixo.

Por esse motivo, o para-raio, embora aumente a quantidade de raios formados numa tempestade, é muito importante no combate à periculosidade desse raios.

Os raios podem são aproximadamente cilíndricos, com diâmetro de, no máximo 5 cm, podem conduzir uma corrente elétrica de 80 mil amperes, e a temperatura no interior de um raio é de aproximadamente 20000 ºC, quase três vezes maior que a temperatura da superfície do Sol. O tempo estimado de uma descarga elétrica em forma de raio é 5 micro segundos, ou seja, 0,000005 segundos. (fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Raio_(meteorologia)).