CLIMAPÉDIA

Raios, relâmpagos e trovões



A diferença entre raios, relâmpagos e trovões?

Raio

Sempre quando temos uma diferença de potencial muito grande entre nuvens ou entre nuvens e terra, podemos ter uma descarga elétrica. E é justamente essa descarga elétrica que damos o nome de raio.

Dentro das nuvens ocorre as chamadas correntes de convecção (deslocamento de massas de ar devido a diferença de temperatura). Muitas vezes, essas correntes de ar (ventos) são tão fortes que as colisões entre o granizo e os cristais de gelo dentro da nuvem eletrizam os cristais com carga positiva (geralmente na parte superior da nuvem) e o granizo com carga negativa (geralmente na parte inferior da nuvem).

Caso essa eletrização seja muito alta, ocorre a indução de uma carga positiva na superfície da Terra, estabelecendo um campo elétrico. Apenas essa diferença de carga ser tão grande ou o campo elétrico ser tão intenso ao ponto de superar a capacidade dielétrica (ou isolante) do ar atmosférico, que geralmente varia de 10 mil a 30 mil volts por centímetro. Agora sim, com a capacidade dielétrica da atmosfera superada, o ar torna-se um condutor. A enorme diferença de carga elétrica entre nuvens e solo, ligadas por um (agora) condutor, é inevitável que uma imensa descarga elétrica apareça entre nuvens e o solo. Ou seja, temos um raio!

Abaixo, uma ilustração que exemplifica bem a formação de um raio:



Relâmpago

Sempre quando ocorre um raio, boa parte da energia que ele libera, e devido a ionização do ar, é convertida em luz. A parte visível dessa luz, que geralmente toma trajetórias sinuosas e com muitas ramificações, chamaremos de relâmpago. Ou seja, podemos falar que o relâmpago é o que conseguimos enxergar de um raio. É o clarão.

Trovão

Quado o raio é muito forte, temos uma enorme descarga elétrica, algumas vezes, essa descarga é tão intensa que acaba aquecendo de maneira muito brusca os gases por onde o raio passa. Esse aquecimento súbito, seguido da rápida expansão dos gases, funciona como se fosse uma verdadeira explosão, gerando ondas mecânicas. O estrondo que escutamos após enxergarmos um relâmpago chama-se trovão, que nada mais é do que uma consequência direta do aquecimento dos gases da atmosfera quando um forte raio passou por lá.

Curiosidades sobre o raio



1 - O Brasil é o país onde caem mais raios no mundo

Raios são mais comuns em locais de clima tropical. A cidade que mais recebe raios no mundo é Kifuka, na República Democrática do Congo. Mas, dada a extensão territorial do Brasil, é nosso país o campeão mundial na incidência de raios: são cerca de 57,8 milhões de ocorrências por ano. Para piorar, o aquecimento global e a urbanização contribuem para aumentar o fenômeno. Os cientistas do ELAT já verificaram o aumento das ocorrências nas grandes cidades, em relação às últimas décadas.

2 - A temperatura de um raio

A temperatura de um relâmpago chega até 30 mil graus Celsius, enquanto a temperatura da superfície solar é de cerca de 5.800 graus, ou seja, raio equivale a 5 vezes a temperatura solar. É o aquecimento do ar, de uma forma tão abrupta, que gera o barulho dos trovões.

3 - Um raio pode cair mais de uma vez no mesmo lugar

Apesar de a expressão dizer o contrário, os raios de fato caem mais de uma vez no mesmo lugar. Aliás, eles podem até cair repetidas vezes num ponto específico. Duvida? Pois tome como exemplo o Cristo Redentor, no Rio de Janeiro, que todos os anos é atingido por uma média de 6 raios.

4 - Como calcular a distância de um raio

O barulho do trovão demora um tempo para chegar até nós, já que a velocidade da luz é bem maior do que a do som. Para saber mais ou menos a que distância um raio está de você, conte o tempo em segundos, do momento em que ver a luz do relâmpago até quando ouvir o som do trovão. Divida esse número por três e o resultado será aproximadamente a quantos quilômetros o raio caiu.

Exemplo:
Ver o clarão - Ouvir o trovão
Relâmpago - Trovão (distância)

3 segundos - 1 km
6 segundos - 2 km
12 segundos - 4 km
30 segundos - 10 km

5 - Números de Mortes por Raios no Brasil

No Brasil ocorrem em média 132 mortes por ano devido a descargas elétricas atmosféricas, os raios, o que nos coloca na quinta posição de fatalidade entre os países com estatísticas confiáveis.

Entre (2000 e 2009) no Brasil, morreram 1.321 pessoas atingidas por raios, número muito acima das estimativas disponíveis antes do estudo (as menos conservadoras indicavam cerca de 100 mortes).

O Sudeste, no Brasil, foi a região onde mais pessoas morreram (29% do total), seguido pelas demais regiões praticamente empatadas: Centro-Oeste (19%), Norte (18%), Nordeste (18%) e Sul (17%).

Outros dois dados que chamam a atenção são: o índice de 20% de mortes devido à circunstância "telefone" (telefone com fio ou celular conectado ao carregador).

O Brasil é um dos poucos países que dispõe de um mapeamento detalhado das circunstâncias das mortes por descargas elétricas atmosféricas, o que pode contribuir significativamente para aperfeiçoar as regras nacionais de proteção contra o fenômeno.

Esses são alguns dos resultados do levantamento de mortes por raios da década – dados de 2000 a 2009 – elaborado pelo Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).


6 - Como sobreviver à uma tempestade de raios

A maior parte das mortes causadas por raios não acontece quando o dito cujo atinge a cabeça da pessoa, mas sim em decorrência da potência da descarga elétrica. Em locais abertos, você estará muito exposto. O raio costuma cair num ponto mais alto, onde as cargas positivas tendem a se acumular. No meio de um descampado, o ponto mais alto é você. Ficar dentro (ou perto) d’água, no mar ou piscina, durante uma tempestade, também é a pior das ideias. A água é condutora de eletricidade e com isso as suas chances de ser atingido e morrer são grandes. Uma simples tenda ou árvore pode até te proteger da chuva, mas certamente não vai te proteger dos raios. Com isso, evite ficar embaixo de uma árvore, porque além dela correr mais risco de ser atingida, ela também pode cair por conta da chuva e vento.

Os lugares mais seguros são dentro de casa ou de um prédio, desde que você fique longe das janelas ou portas, e também de condutores de energia, como telefones com fio (celular é seguro), canos e metais em geral, além de equipamentos eletrodomésticos, como TV ou ar condicionado, ligados. Durante uma tempestade, tire os aparelhos da tomada e fique longe do perigo até passar.

Segundo o ELAT, 15% das mortes decorrentes de raios ocorrem com as pessoas dentro de casa.

Ficar dentro do carro também é uma opção segura. Isso porque a estrutura metálica do carro serve como isolante elétrico para quem está dentro. Mas se você estiver do lado de fora de um carro ou perto de uma moto, a situação fica bem perigosa.

7 - Números de raios no Brasil

A incidência média de raios por ano no Brasil na última década foi de cerca de 57 milhões. O estado do Amazonas registrou o maior valor, com cerca de 11 milhões de raios. São Paulo registrou cerca de 2,3 milhões de raios por ano.

Principais características do relâmpago



1) A temperatura é superior a cinco vezes a temperatura da superfície solar, ou seja, a 30.000 graus Celsius. Quando um raio atinge e penetra solos arenosos a sua alta temperatura derrete a areia, transformando-a em uma espécie de tubo de vidro chamado fulgurito.

2) O raio pode ter até 100km de comprimento.

3) A voltagem de um raio encontra-se entre 100 milhões a 1 bilhão de Volts. A corrente é da ordem de 30 mil Ampères, ou seja, a corrente utilizada por 30 mil lâmpadas de 100W juntas. Em alguns raios a corrente pode chegar a 300 mil Ampères.

4) Um trovão dificilmente pode ser ouvido se o raio acontecer a uma distância maior do que 25 quilômetros.

Muita gente acha que o trovão é o barulho causado pelo choque entre nuvens. Esta ideia é errada e muito antiga. Lucrécio (98-55 a.C.) acreditava que tanto o raio como o trovão eram produzidos por colisões entre nuvens. Na verdade é o rápido aquecimento do ar pela corrente elétrica do raio que produz o trovão.

Assim como uma corrente elétrica aquece a resistência de nossos aquecedores, a corrente do raio, ao passar pelo ar (que é um péssimo condutor), aquece-o e ele se expande com violência, produzindo um som intenso e grave. Nos primeiros metros a expansão ocorre com velocidade supersônica. Um trovão intenso pode chegar a 120 decibéis.

Fonte: CNPq/CPTEC/INPE/ OpenBrasil.org / Info Enem
Foto: A/D - Arquivo OpenBrasil.org

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