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FÍSICA
Raios, relâmpagos e trovões
TARSO PAULO RODRIGUES
ESPECIAL PARA A FOLHA
Em 1752, o cientista americano
Benjamin Franklin conseguiu,
ao usar uma pipa de papel durante uma tempestade, captar a eletricidade desenvolvida nas nuvens para alguns aparelhos de seu
laboratório. O sucesso de sua famosa e perigosa experiência permitiu que essa poderosa descarga
elétrica, o raio, começasse a ser
mais bem compreendida.
Pesquisas recentes mostram
que as nuvens que causam fortes
tempestades são denominadas
cúmulos-nimbos. Elas têm extensão vertical de alguns quilômetros, com a base situada entre um
e dois quilômetros acima do solo
e o topo atingindo até 20 quilômetros. Devido às correntes de convecção e aos ventos muito fortes,
que sobem pelo centro e descem
pelas extremidades, ocorrem colisões entre o granizo e os cristais
de gelo dentro da nuvem. O atrito
gerado eletriza os cristais com
carga positiva geralmente na parte superior da nuvem e o granizo
com carga negativa na parte inferior dela. Dessa forma, ocorre a
indução de uma carga positiva na
superfície da Terra, estabelecendo
um campo elétrico.
À medida que as cargas se vão
avolumando, o campo elétrico vai
se tornando cada vez mais intenso. Quando supera o limite da capacidade dielétrica (ou isolante)
do ar atmosférico, que geralmente varia de 10 mil a 30 mil volts por
centímetro, o ar torna-se condutor e uma enorme descarga elétrica ruma ao solo, ou melhor, preferencialmente ao ponto mais alto
do solo (árvores, pára-raios, torres de transmissão de eletricidade
e, eventualmente, pessoas).
O tempo de duração de um raio
é aproximadamente meio segundo e são transferidos 1020 elétrons
da base da nuvem para a Terra.
Esse número equivale à potência
de 100 milhões de lâmpadas comuns! Uma nuvem cúmulo-nimbo típica produz de um a três
raios por minuto, o que permite
imaginar a enorme quantidade de
energia liberada por um conjunto
de nuvens durante uma tempestade. A luz que acompanha o raio
resulta da ionização do ar, constituindo o relâmpago.
Com o súbito aquecimento (entre 15.000C e 30.000C), ao longo
da descarga elétrica, o ar sofre
uma expansão violenta, criando
assim as fortes ondas sonoras, conhecidas como trovão.
Estudos mostram que o Brasil é
um dos campeões mundiais desse
fenômeno. São 100 milhões de
raios a cada ano. Vale lembrar que
não é recomendável proteger-se
embaixo de uma árvore, num
descampado, durante uma tempestade.
Tarso Paulo Rodrigues é professor e
coordenador de física do Colégio Augusto Laranja
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