Raios: o que são e de que são formados

É talvez a mais violenta manifestação da natureza. O raio é uma descarga elétrica luminosa, que se produz entre duas nuvens ou entre uma destas nuvens e o solo. Estas nuvens constituem-se a aproximadamente 2 km de altura da terra e estende-se por até 18 km acima. O choque entre as partículas de gelo dentro da nuvem causa uma separação de cargas elétricas negativas e positivas.


Quando há uma diferença de cargas muito grande, uma carga elétrica negativa, denominada de condutor, deixa a nuvem ziguezagueia entre 30 a 50 m de altitude. Devido à intensidade do campo elétrico formado, as cargas positivas do solo mais perto do raio condutor, chamados de conectantes, saltam até encontrá-lo, assim fechando o circuito elétrico entre a nuvem e o solo. Somente quando as correntes elétricas se encontram é que tudo se ilumina e o raio pode ser visto.

Outro tipo de raio é chamado de positivo e a posição das cargas é invertida. Ocorre uma descarga negativa do solo e outra positiva da nuvem. Nos raios negativos, a descarga se origina do lado inferior da nuvem, enquanto nos positivos a sua origem é na parte alta da mesma. Para a formação destes dois tipos de raios, ocorrem descargas tanto do solo quanto da nuvem, mas a mais comum é de cima para baixo.


O Brasil é o lugar no qual se registra maior incidência de raios em todo o mundo. Uma das explicações para essas ocorrências são as condições de umidade, condutividade, ausência de grandes elevações no seu relevo e ao tamanho do território. No Brasil caem aproximadamente 100 milhões de raios por ano.

Alguns cuidados

- Evite permanecer em lugares abertos, botes, praias, topo de elevações e embaixo de arvores.
- Afaste-se de bons condutores de eletricidade; antenas, água, telefone, utensílios domésticos, etc.
- Não tome banho (caso a descarga seja muito forte, a água pode conduzir a energia da descarga elétrica).

É um dos fenómenos da natureza mais espetaculares!

Muito bom Delong.

Até no tempo de colégio, eu ainda aprendia que o raio só existia de uma direção, debaixo para cima (oq nos gerava surpresa).
Hoje sabemos que ocorrem nos dois sentidos como explicado.

Queria falar um pouco mais sobre raios.
Nós emitimos raios, constantemente, mas são em geral infimos.
Mas as vezes quando tiramos um blusão de lã escutamos uns estalinhos, são nossos raiozinhos.

Outras curiosidades sobre raios.
Um raio em Jupter, é tão grande que atravessaria a Terra inteira.

Também ocorrem raios no Sol que são maiores ainda.

Mas os maiores são os raios que atravessam galáxias inteiras, que chegam até um cumprimento de mais de 300 mil anos luz de distância.

Para-raios a laser é aprovado em seu primeiro teste
Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/01/2023



O laser "captura" também raios vindos de direções para as quais ele não está apontado.
[Imagem: Aurélien Houard et al. - 10.1038/s41566-022-01139-z]


Para-raios a laser

Mais de três séculos depois que Benjamin Franklin inventou o para-raios, em 2021 uma equipe de engenheiros europeus começou a testar na Suíça um novo conceito de para-raios a laser - o sistema é chamado LLR (Laser Lightning Rod).

Os resultados do teste saíram agora e a conclusão da equipe é que o para-raios a laser é viável, "capturando" os raios e ampliando largamente a área de proteção do para-raios, quaisquer que sejam as condições do tempo.

Isto é muito melhor do que o sistema de proteção contra descargas atmosféricas do tipo Franklin, que continua sendo basicamente um mastro pontiagudo e condutor feito de metal conectado ao solo, e que é capaz de proteger uma superfície com um raio mais ou menos igual à sua altura. Assim, uma haste de 10 metros (m) de altura protegerá uma área com um raio de 10 m.

No entanto, como a altura dos mastros não é ilimitada, este não é um sistema ideal para proteger locais sensíveis em uma área ampla, como aeroportos, parques eólicos ou usinas nucleares.

Ao gerar canais de ar ionizado rumo às nuvens, o para-raios a laser pode estender-se virtualmente sem limites, assim como a superfície da área que ele está protegendo - em vez de uma haste metálica, é o canal de ar ionizado gerado, ou plasma, que guia os raios ao longo do feixe de laser, fazendo-os descarregar no solo.

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/imagens/010125230117-laser-substituir-para-raios-2.jpg
Esquema do para-raios a laser.
[Imagem: T. Produit et al. - 10.1051/epjap/2020200243]

Melhor com o laser

Para aferir a eficácia do laser, a equipe instalou seu sistema junto a um para-raios tradicional, e então comparou os resultados com períodos sem o laser.

"O objetivo era ver se havia diferença com ou sem o laser," explica Aurélien Houard, membro da equipe. "Comparamos os dados coletados quando o filamento do laser foi produzido acima da torre e quando a torre foi atingida naturalmente por um raio".

Levou quase um ano para analisar a quantidade colossal de dados coletados. É esta análise que foi publicada agora, mostrando que o para-raios a laser pode guiar raios de forma eficaz.

"Desde o primeiro raio usando o laser, descobrimos que a descarga poderia seguir o feixe por quase 60 metros antes de atingir a torre, o que significa que ele aumentou o raio da superfície de proteção de 120 m para 180 m," disse o professor Jean-Pierre Wolf, membro da equipe.

A análise dos dados também demonstra que o LLR, ao contrário de outros lasers, funciona mesmo em condições climáticas difíceis, como sob neblina, que pode dispersar o feixe de luz.

O próximo passo do consórcio será aumentar ainda mais a altura de ação do laser. O objetivo de longo prazo inclui o uso do LLR para estender a área de proteção de um para-raios de 10 m para 500 m.

Bibliografia:

Artigo: Laser-guided lightning
Autores: Aurélien Houard, Pierre Walch, Thomas Produit, Victor Moreno, Benoit Mahieu, Antonio Sunjerga, Clemens Herkommer, Amirhossein Mostajabi, Ugo Andral, Yves- Bernard André, Magali Lozano, Laurent Bizet, Malte C. Schroeder, Guillaume Schimmel, Michel Moret, Mark Stanley, W. A. Rison, Oliver Maurice, Bruno Esmiller, Knut Michel, Walter Haas, Thomas Metzger, Marcos Rubinstein, Farhad Rachidi, Vernon Cooray, André Mysyrowicz, Jérôme Kasparian, Jean-Pierre Wolf
Revista: Nature Photonics
DOI: 10.1038/s41566-022-01139-z

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=para-raios-laser&id=010125230117&ebol=sim#.Y9OchXbMK1s

INPE: Como funcionam os para-raios



Se você estiver desabrigado em um campo aberto em meio a uma tempestade elétrica, não fique de pé; fique de cócoras e com os pés bem juntos. Assim, você estará bem mais seguro de ser alvejado por um raio e evitará sofrer choques nos pés pelo efeito de tensão de passo, desenvolvida no solo no momento da queda de um raio, mesmo que distante de sua posição.