Com uma câmera de vídeo ultrarrápida (e a sorte de estar no lugar certo e na hora exata), o físico Marcelo Saba, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), e o meteorologista Diego Rhamon, doutorando em Geofísica Espacial, captaram uma imagem impressionante da descarga de um raio – mostrando detalhes de sua conexão com vários para-raios localizados nas imediações.

Em razão da extrema raridade do registro, ele foi reproduzido na capa da Geophysical Research Letters (GRL), uma das mais importantes revistas científicas da área, onde foi publicado um artigo que descreve o trabalho – que contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

A imagem foi captada em uma noite de verão, em São José dos Campos (SP), quando um raio descendente de carga negativa se aproximava do solo com a velocidade de 370 km/s. 

No instante em que a descarga estava a apenas algumas dezenas de metros do solo, vários para-raios e saliências de edifícios situados na região produziram descargas positivas ascendentes, competindo para conectar-se com o raio que descia. 

Marcelo Saba, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe)

Saba explica que a imagem final anterior à conexão foi obtida 25 milionésimos de segundo antes do impacto do raio sobre um dos prédios. Foi essa captura espetacular que os editores da GRL estamparam na capa da publicação.

Detalhes sobre a captura

Segundo o pesquisador, a câmera captou 40 mil imagens por segundo. Rodado em superslow motion, o vídeo mostra como os para-raios atuam e, também, que os raios podem ser muito perigosos se esses equipamentos de proteção não estiverem corretamente instalados. 

Isso porque, apesar de haver mais de 30 para-raios nas proximidades, o raio não se conectou com nenhum deles, mas, sim, com a chaminé de um forno localizado na cobertura de um dos edifícios. “Uma falha na instalação deixou essa área desprotegida. E o impacto de uma corrente de 30 mil amperes produziu nela um estrago impressionante”, disse Saba.

Em média, 20% dos raios são constituídos por trocas de carga elétrica entre as nuvens e o solo. Os 80% restantes são compostos por descargas elétricas no interior das nuvens. 

Quase todos os que tocam o solo são raios descendentes: começam na nuvem e vêm para o chão. Raios ascendentes também existem, mas são raros. E só acontecem a partir de estruturas altas, como topos de montanhas, arranha-céus, torres e antenas.

A depender da carga que transferem ao solo, os raios podem ser ainda classificados como negativos ou positivos.

Segundo Saba, os raios podem alcançar até 100 km de comprimento e transportar correntes da ordem de 30 mil amperes. “Isso equivale à corrente utilizada por 30 mil lâmpadas de 100 watts funcionando juntas. Em alguns casos, a corrente pode chegar a 300 mil amperes”, disse o cientista, acrescentando que a temperatura de um raio, de 30 mil graus Celsius, é cinco vezes maior do que a temperatura da superfície do Sol.

Como os raios se formam

Tudo começa com a eletrificação das nuvens, decorrente do atrito entre partículas de gelo, gotículas de água e granizo. Esse atrito libera cargas e cria polaridades entre regiões distintas das nuvens, com diferenças de potencial elétrico que variam de 100 milhões a 1 bilhão de volts. 

Imagem: Pedro Turrini Neto – Shutterstock

“É preciso levar em conta que as nuvens de tempestades são estruturas enormes, que têm sua base a 2 ou 3 km do solo e cujo topo pode alcançar até 20 km de altitude”, explica Saba. “Seus diâmetros vão entre 10 e 20 km”.

A forma ramificada dos raios é devida ao fato de que as cargas elétricas buscam o caminho mais fácil, ou seja, que oferece menor resistência, e não o caminho mais curto, que seria a linha reta. 

O caminho mais fácil, geralmente em zigue-zague, é determinado por diferentes características elétricas da atmosfera, que não é homogênea. “Um raio composto de várias descargas pode durar até 2 segundos. No entanto, cada descarga dura apenas frações de milésimos de segundo”, acrescenta Saba.

Segundo ele, o para-raios não atrai nem repele os raios. Também não descarrega as nuvens, como se pensava antigamente. Ele, simplesmente, oferece ao raio um caminho fácil e seguro até o solo.

Como se proteger dos raios

Como nem sempre é possível contar com a proteção de um para-raios, e o verão é a época em que ocorre a maioria das descargas elétricas atmosféricas, convém considerar as recomendações do pesquisador:

Saba diz que uma pessoa atingida por raio pode sobreviver – e as chances aumentam quando a pessoa é prontamente atendida. “A parada cardíaca é a única causa de óbito. Nesse caso, o atendimento recomendado é a ressuscitação cardiopulmonar”, orienta.