Raios, Relâmpagos e Trovões!! E o “poder das pontas”!

       O grande poder e mistério dos raios excedem o espetáculo visual o qual os proporciona. Os raios são a evidência mais autêntica de um fenômeno físico conhecido como eletricidade. Nossa atmosfera é uma gigante “fabrica de eletricidade”, mas o que são os raios? O que é o relâmpago? E o trovão? Bom, vamos começar pelos raios. O ar é isolante, certo! Isolantes são materiais que tem seus elétrons muito “presos” a seus átomos, impedindo-os de vagarem pelo material. Imagine agora que se estabeleça um determinado campo elétrico o qual atue uma força elétrica sobre estes elétrons. Quando estabelecido um determinado valor de campo, esta força se torna suficiente para arrancar os elétrons destes átomos, que livres estão aptos a conduzir eletricidade, ou seja, ultrapassou-se a rigidez dielétrica do material, no caso, do ar.  Mas que é rigidez dielétrica, você deve estar se perguntando. Eis a explicação: Rigidez dielétrica é máximo valor de campo elétrico que pode ser aplicado a um isolante antes que o mesmo passe a conduzir eletricidade. Vez em quando, em sua própria casa, ao por um aparelho na tomada, você já deve ter reparado saltar em centelha elétrica entre o plug e a mesma. A rigidez dielétrica do ar entre estes dois corpos foi ultrapassada. Agora ficou fácil de entender o raio. É exatamente como o exemplo anterior, porém a centelha é muuuiiiito maior, cerca de 30 mil Amperes.

            Em dias de tempestade, verifica-se uma separação entre as cargas, ficando as nuvens mais altas com carga positiva e as mais baixas com carga negativa. Até o momento a comunidade científica não entrou em consenso sobre como as nuvens adquirem esta carga, embora existam algumas explicações bem plausíveis para o assunto, enfim o que se sabe é que as nuvens mais baixas induzem cargas positivas na superfície da terra, estabelecendo assim em campo elétrico entre ambas. Conforme estas cargas vão se avolumando a intensidade deste campo aumenta, ultrapassando a rigidez dielétrica do ar. Quando isso ocorre, uma ENORME centelha elétrica salta de uma nuvem para a outra ou de uma nuvem para a terra. Como não poderia deixar de ser, em sentido contrário ao campo, ou seja, do pólo negativo para o pólo positivo. Por isso é comum dizer que os raios caem, embora possam facilmente subir do solo para as nuvens. Este tipo de raio só ocorre em regiões muito altas, onde o campo elétrico se estabeleça com as nuvens mais elevadas e com carga positiva.

            Quanto ao relâmpago é apenas a luminosidade produzida por um raio no momento em que a eletricidade é lançada de uma nuvem. Os elétrons movem-se tão rapidamente de um lugar para outro que tornam iluminado o ar ao seu redor.  Outra consequência deste efeito é o aquecimento instantâneo deste ar causando uma “explosão” dos gases atmosféricos. A rápida dilatação deste ar resulta em uma violenta onda de choque seguida de compressões e rarefações conhecido como trovão. Então, o raio é a descarga elétrica, o relâmpago a luminosidade e o trovão o som. Nada de susto! Sempre que você ouvir um trovão significa que o perigo já passou. O trovão ocorre sempre depois dos raios, pois a velocidade de propagação do som é muitas vezes menor que a da luz. Esclarecido este fenômeno, é hora de entender o que é o Poder das pontas. Vamos lá! As cargas elétricas distribuem-se uniformemente por toda superfície de um condutor esférico. Em um condutor pontiagudo, as cargas tendem a acumular-se em suas pontas. Sendo assim este tende a descarregar-se sempre que o campo nesta região ultrapassa a rigidez dielétrica do ar. Este é um principio bem importante, é exatamente assim que funcionam os pára-raios. Quando uma nuvem eletrizada passa por um local onde exista um pára-raios instalado, o campo elétrico estabelecido entre a nuvem e a ponta do dispositivo torna-se muito mais intenso que o estabelecido com a terra. Assim, há maior probabilidade de um raio “cair” no pára-raios que em outro local da vizinhança. Costuma-se instalá-lo o mais alto possível, devido ao fato de sua proteção estender-se a uma distancia igual ou ao dobro de sua altura.

            Agora é possível compreender o quanto é perigoso quando se anda num campo aberto durante uma tempestade.  Você se torna uma ponta em relação ao solo, aumentando a probabilidade de ser atingido por um raio. A melhor opção é deitar-se. Ficar perto de árvores? Nem pensar!!! A arvore é ainda mais altas e “tem pontas”. Este é o motivo dos raios atingirem preferencialmente postes altos em cidades que os pára-raios são pouco utilizados. Um raio não cair duas vezes no mesmo lugar! Já era ! Pode ser que o mesmo não, mas outro...

Fonte:

Luz, Antônio Máximo Ribeiro da- Curso de física, Volume 3 / Antônio Máximo_ São Paulo: Scipione, 2005--( Coleção Curso de física )

1.Física ( Ensino médio ) I. Álvares, Beatriz Alvarenga. II. Título. III Série


Por: José Paulo W. da Silveira, Evelin P. Lambertes