Como se formam os raios?

Não é tão simples: é preciso transformar uma nuvem em uma pilha gigante – até ela criar um caminho de plasma no céu. Entenda.

Por Luiz Fujita
Atualizado em 22 fev 2024, 11h35 - Publicado em 3 jun 2009, 19h09

Para que surjam raios, é necessário que, além das gotas de chuva, as nuvens de tempestade tenham em seu interior três ingredientes: cristais de gelo, água quase congelada e granizo. Tais elementos se formam na faixa entre 2 e 10 quilômetros de altitude, onde a temperatura fica entre 0 ºC e -50 ºC. Com o ar revolto no interior da nuvem, esses elementos são lançados pra lá e pra cá, chocando-se uns contra os outros. Com isso, acabam trocando carga elétrica entre si: alguns vão ficando cada vez mais positivos, e outros, mais negativos. Os mais pesados, como o granizo e as gotas de chuva, tendem a ficar negativos.

Por causa da gravidade, o granizo e as gotas de chuva se acumulam na parte de baixo, que vai concentrando carga negativa. Mais leves, os cristais de gelo e a água quase congelada são levados por correntes de ar para cima, deixando o topo mais positivo. Começa a se formar um campo elétrico, como se a nuvem fosse uma grande pilha.

Essa dupla polaridade da nuvem é reforçada ainda por dois fenômenos físicos externos a ela. Acima, na região da ionosfera, os raios solares interagem com moléculas de ar, formando mais íons negativos. No solo, por outro lado, diversos fatores contribuem para que a superfície fique eletricamente positiva. Essa polarização da nuvem cria um campo elétrico descomunal: se as redes de alta tensão têm cerca de 10 mil W (watts) de potência, no céu nublado a coisa chega a 1000 GW (gigawatts)! Tamanha tensão começa a ionizar o ar em volta da nuvem – ou seja, ele passa de gás para plasma, o chamado quarto estado da matéria.

Começa então a se formar um caminho de plasma em direção ao solo. Por ter elétrons livres, o plasma é um bom condutor de eletricidade. Com isso, acaba fazendo a ponte até a superfície para que a tensão da nuvem possa ser descarregada. Enquanto o tronco principal desce rumo ao solo, surgem novos ramos tentando abrir passagem.

Quando um tronco principal está próximo do solo, começa a surgir uma massa de plasma na superfície. Essa massa vai subir até se conectar com o veio que desce e, então, fechar o circuito. É por isso que, se alguém estiver perto de onde o fenômeno está rolando, vai perceber os pelos do corpo se eriçando. Quando o caminho se fecha, rola uma troca de cargas entre a superfície e a nuvem e – zap! – temos o relâmpago. A espetacular faísca é fruto do aquecimento do ar, enquanto o ribombar do trovão vem da rápida expansão da camada de ar. Do surgimento do tronco de plasma até rolar o corisco, se passa apenas cerca de 0,1 segundo.

DÚVIDAS ELETRIZANTES

É verdade que um raio não cai duas vezes no mesmo lugar?

Não, isso é mito. Quando o tronco principal de um raio alcança o solo, todas as suas ramificações tentam usar esse caminho aberto e, às vezes, caem no local exato do primeiro relâmpago. Já foram observadas até 32 descargas no mesmo lugar!

Pessoas com metais no corpo têm mais chances de serem atingidas?

Outra lorota. Os metais que porventura trazemos no corpo – como próteses, pinos e aparelho dentário – são muito pequenos para que o raio os considere como um atalho para o solo. Agora, árvores, sim, são bons atalhos. Ou seja, não fique perto de uma durante um toró!

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É perigoso nadar durante uma tempestade?

Sim, pois a água conduz bem a eletricidade. Se você estiver no mar e um raio cair a menos de 50 metros, você tem grande risco de receber toda a força da descarga. Em piscinas é ainda pior, pois o choque também pode chegar pelas tubulações metálicas

O que acontece quando é alguém é atingido?

Se o raio cair exatamente em cima do sujeito, é quase certo que ele seja reduzido a um toquinho carbonizado: o corisco gera um aquecimento de quase 30 mil graus Celsius! Caso ele caia a até 50 metros de distância, é grande o risco de rolar parada cardíaca e queimaduras.

É perigoso falar ao telefone durante um temporal?

Se for um telefone com fio, é. Assim como um raio pode atingir um poste e se propagar pela fiação elétrica da casa, queimando eletrodomésticos, ele pode viajar pela linha telefônica até fritar a orelha da pessoa. Telefones sem fio e celulares não correm esse risco.