{"id":59011,"date":"2023-07-21T11:41:28","date_gmt":"2023-07-21T09:41:28","guid":{"rendered":"https:\/\/at3w.com\/?p=59011"},"modified":"2023-07-21T11:41:28","modified_gmt":"2023-07-21T09:41:28","slug":"como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/at3w.com\/pt-pt\/blog\/como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia\/","title":{"rendered":"Como se formam os raios: o que diz a ci\u00eancia"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_82_2 counter-flat ez-toc-counter ez-toc-custom ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/at3w.com\/pt-pt\/blog\/como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia\/#Formacao_de_raios_em_nuvens_de_trovoada\" >Forma\u00e7\u00e3o de raios em nuvens de trovoada<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/at3w.com\/pt-pt\/blog\/como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia\/#Ligacao_dos_tracadores_descendentes_e_ascendentes_que_formam_o_raio_nuvem-solo\" >Liga\u00e7\u00e3o dos tra\u00e7adores descendentes e ascendentes que formam o raio nuvem-solo<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/at3w.com\/pt-pt\/blog\/como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia\/#Protecao_inteligente_contra_raios_com_base_cientifica\" >Prote\u00e7\u00e3o inteligente contra raios com base cient\u00edfica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/at3w.com\/pt-pt\/blog\/como-se-formam-os-raios-o-que-diz-a-ciencia\/#Noticias_relacionadas\" >Noticias relacionadas<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p>[vc_row][vc_column][vc_column_text]<strong>O raio \u00e9 uma descarga eletrost\u00e1tica atmosf\u00e9rica causada pela acumula\u00e7\u00e3o de carga el\u00e9trica nas nuvens. Estas descargas ocorrem quando a rutura diel\u00e9trica do ar tem lugar quando um determinado valor de campo el\u00e9trico \u00e9 excedido. Como consequ\u00eancia, \u00e9 gerado um canal ionizado num estado de plasma que facilita a transfer\u00eancia de carga entre dois pontos. O conhecimento cient\u00edfico de como se formam os raios deve ser utilizado para otimizar a prote\u00e7\u00e3o contra os raios.<\/strong><\/p>\n<p>O estudo do raio e dos fen\u00f3menos relacionados envolve diferentes ramos da f\u00edsica, desde a f\u00edsica atmosf\u00e9rica \u00e0 f\u00edsica dos plasmas e \u00e0 eletrodin\u00e2mica qu\u00e2ntica. At\u00e9 \u00e0 data, o mecanismo exato pelo qual os raios s\u00e3o gerados nas nuvens n\u00e3o \u00e9 totalmente compreendido, nem o mecanismo pelo qual os raios atingem um determinado ponto. No entanto, apesar das dificuldades no estudo destas descargas atmosf\u00e9ricas, h\u00e1 cada vez mais informa\u00e7\u00e3o dispon\u00edvel proveniente de observa\u00e7\u00f5es e medi\u00e7\u00f5es [1].<\/p>\n<p>Segue-se um breve resumo do que a ci\u00eancia diz sobre como se formam os raios, focando em particular os raios nuvem-solo devido \u00e0 sua relev\u00e2ncia para a prote\u00e7\u00e3o contra trovoadas.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Formacao_de_raios_em_nuvens_de_trovoada\"><\/span><strong>Forma\u00e7\u00e3o de raios em nuvens de trovoada<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>As nuvens de trovoada s\u00e3o geralmente do tipo cumulonimbus e formam-se quando as condi\u00e7\u00f5es s\u00e3o prop\u00edcias ao crescimento vertical da nuvem. As nuvens cumulonimbus s\u00e3o gigantescos motores t\u00e9rmicos que convertem a energia solar em energia mec\u00e2nica das correntes de ar e na energia el\u00e9trica dos raios [2], [3].<\/p>\n<p>Quando as nuvens de tempestade se formam, o equil\u00edbrio das cargas positivas e negativas na atmosfera \u00e9 quebrado, porque ocorre a polariza\u00e7\u00e3o das cargas el\u00e9tricas. Assim, a parte inferior das nuvens fica carregada negativamente, induzindo uma carga positiva no solo e nos elementos acima dele. Gera-se assim um campo el\u00e9trico de at\u00e9 dezenas de kilovolts<\/p>\n<p>A nuvem adquire carga el\u00e9trica atrav\u00e9s de v\u00e1rios mecanismos de eletrifica\u00e7\u00e3o. Pensa-se que o principal envolve colis\u00f5es entre part\u00edculas milim\u00e9tricas de granizo macio ou graupel e pequenos cristais de gelo na presen\u00e7a de got\u00edculas de \u00e1gua muito fria. A \u00e1gua muito fria caracteriza-se por n\u00e3o congelar apesar de estar a uma temperatura inferior a 0 \u00b0C [1]-[4].<\/p>\n<p>No entanto, ainda n\u00e3o est\u00e3o dispon\u00edveis todos os detalhes dos processos microf\u00edsicos de descarga que geram os tra\u00e7adores e os processos que produzem os campos el\u00e9tricos necess\u00e1rios para gerar raios. Assim, o mecanismo f\u00edsico (ou mecanismos) pelo qual as descargas atmosf\u00e9ricas s\u00e3o iniciadas dentro das nuvens de trovoada ainda n\u00e3o foi resolvido. Isto porque, ap\u00f3s d\u00e9cadas de medi\u00e7\u00e3o do campo el\u00e9trico no interior das nuvens, n\u00e3o foi detetado um campo el\u00e9trico suficiente para provocar descargas, pelo menos de acordo com o atual consenso cient\u00edfico [1].<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Ligacao_dos_tracadores_descendentes_e_ascendentes_que_formam_o_raio_nuvem-solo\"><\/span><strong>Liga\u00e7\u00e3o dos tra\u00e7adores descendentes e ascendentes que formam o raio nuvem-solo<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>Quando o campo el\u00e9trico de ioniza\u00e7\u00e3o do ar \u00e9 ultrapassado, o ar pode passar de um isolador quase perfeito para um meio condutor atrav\u00e9s do qual a carga da nuvem procura o caminho mais direto para o solo. Gera-se ent\u00e3o um tra\u00e7ador ou um l\u00edder descendente que deixa a nuvem transportar parte da sua carga. \u00c9 tamb\u00e9m conhecido como &#8221; stepped leader &#8221; porque avan\u00e7a em passos discretos ou saltos (steps). No trajeto nuvem-solo do raio, o tra\u00e7ador descendente pode dividir-se em v\u00e1rias ramifica\u00e7\u00f5es [2] e propagar-se em qualquer dire\u00e7\u00e3o, mas sempre em saltos que dependem da corrente associada a essa descarga.<\/p>\n<p>Quando o raio se aproxima suficientemente do solo, o campo el\u00e9trico eleva-se at\u00e9 ao n\u00edvel da terra e um ou v\u00e1rios pontos de elementos ligados \u00e0 terra come\u00e7am a lan\u00e7ar descargas corona [2]. S\u00e3o descargas el\u00e9tricas produzidas pela ioniza\u00e7\u00e3o do g\u00e1s que envolve um condutor carregado. A partir delas, s\u00e3o gerados l\u00edderes ou tra\u00e7adores ascendentes. O primeiro tra\u00e7ador ascendente que atinge o tra\u00e7ador descendente cria um trajeto de descarga nuvem-terra. No salto final (final jump) do tra\u00e7ador descendente, a dire\u00e7\u00e3o deixa de ser aleat\u00f3ria e passa a ser determinada pelo tra\u00e7ador ascendente ao seu alcance.<\/p>\n<p>Quando intercetada por um objeto, a corrente procura o caminho mais r\u00e1pido para a terra, gerando um pulso de corrente de energia muito elevada com uma amplitude de dezenas ou centenas de milhares de amperes (descarga de retorno ou return stroke) [2]. Se a nuvem continuar a ser carregada ap\u00f3s a descarga de retorno, podem aparecer novos arcos conhecidos como subsequentes ou subsequent strokes<\/p>\n<p>O recente estudo de observa\u00e7\u00e3o de Saba et al. [5] utilizou uma c\u00e2mara de v\u00eddeo de alta velocidade para analisar a din\u00e2mica dos l\u00edderes num raio nuvem-terra. O v\u00eddeo desta publica\u00e7\u00e3o de acesso aberto est\u00e1 dispon\u00edvel online.<\/p>\n<p>O impacto avaliado foi registado a 30 de mar\u00e7o de 2021 e, a partir das imagens de v\u00eddeo obtidas, foram encontrados 31 l\u00edderes ascendentes desde os edif\u00edcios circundantes na dire\u00e7\u00e3o dos l\u00edderes descendentes. Os l\u00edderes ascendentes caracterizavam-se por uma propaga\u00e7\u00e3o reta e sem ramifica\u00e7\u00f5es, enquanto os l\u00edderes descendentes se caracterizavam por ramifica\u00e7\u00f5es. O l\u00edder ascendente que se ligou ao l\u00edder descendente foi tr\u00eas vezes mais r\u00e1pido do que os restantes 31 l\u00edderes detetados.<\/p>\n<p>Numa publica\u00e7\u00e3o posterior, tamb\u00e9m de natureza observacional, Saba et al [6] analisaram um impacto anterior (1 de fevereiro de 2017) intercetado por um para-raios de um edif\u00edcio residencial. Foram efetuadas medi\u00e7\u00f5es de campo el\u00e9trico, corrente e velocidade dos impulsos ascendentes utilizando c\u00e2maras de v\u00eddeo de alta velocidade, um sensor de campo el\u00e9trico e sensores de corrente instalados nos para-raios.<\/p>\n<p>Os autores observaram que os l\u00edderes ascendentes respondiam \u00e0s diferentes ramifica\u00e7\u00f5es do l\u00edder descendente, alternando a sua propaga\u00e7\u00e3o e intensidade. Este padr\u00e3o intermitente cessou imediatamente antes da liga\u00e7\u00e3o dos l\u00edderes, quando todos os tra\u00e7adores descendentes se intensificaram e, consequentemente, os l\u00edderes ascendentes ficaram sincronizados nos seus pulsos de corrente [6].<\/p>\n<p>Os l\u00edderes ascendentes induzidos pelos tra\u00e7adores descendentes propagavam-se a uma velocidade mais ou menos constante. O l\u00edder ascendente que se liga ao l\u00edder descendente foi o mais r\u00e1pido de todos os gerados, seguido pelo l\u00edder ascendente mais pr\u00f3ximo do \u00faltimo salto ou final jump. Por outro lado, o l\u00edder ascendente que se liga ao l\u00edder descendente registou um aumento de velocidade imediatamente antes da ocorr\u00eancia do final jump, estimado em pelo menos 45 vezes mais do que a velocidade m\u00e9dia do l\u00edder ascendente. A corrente cont\u00ednua mais elevada foi medida no l\u00edder ascendente que se liga ao tra\u00e7ador descendente [6].<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Protecao_inteligente_contra_raios_com_base_cientifica\"><\/span>Prote\u00e7\u00e3o inteligente contra raios com base cient\u00edfica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p>O conhecimento cient\u00edfico do fen\u00f3meno do raio \u00e9 crucial para a otimiza\u00e7\u00e3o dos sistemas de prote\u00e7\u00e3o contra o raio. Os dispositivos de prote\u00e7\u00e3o contra o raio com ioniza\u00e7\u00e3o (PDI) baseiam-se na emiss\u00e3o cont\u00ednua do tra\u00e7ador ascendente antes de qualquer outro objeto dentro do seu raio de prote\u00e7\u00e3o. Em vez de ser um processo aleat\u00f3rio como no caso da prote\u00e7\u00e3o convencional, os PDI caracterizam-se por controlar a emiss\u00e3o do tra\u00e7ador, ajustando-o no momento certo e permitindo assim uma maior \u00e1rea de cobertura.<\/p>\n<p>O para-raios inteligente DAT CONTROLER\u00ae REMOTE destaca-se no mercado dos PDI, sendo capaz de fazer a sua autoavalia\u00e7\u00e3o e comunicar diagn\u00f3sticos di\u00e1rios atrav\u00e9s da conetividade IoT. Este PDI n\u00e3o s\u00f3 cumpre os testes regulamentares, realizados consecutivamente na mesma amostra, como \u00e9 certificado al\u00e9m dos requisitos regulamentares para operar em condi\u00e7\u00f5es adversas de chuva forte, atmosferas explosivas, etc.<\/p>\n<p>No AT Research Center dispomos do laborat\u00f3rio com melhor equipamento da Europa para o desenvolvimento e valida\u00e7\u00e3o da nossa linha de solu\u00e7\u00f5es de seguran\u00e7a contra tempestades el\u00e9tricas. A equipa do AT Research Center \u00e9 formada por especialistas de m\u00faltiplas disciplinas com ampla experi\u00eancia em diferentes setores para apoiar a qualidade dos nossos servi\u00e7os e produtos da gama Smart Lightning com a vanguarda do conhecimento. Por isso, na Aplicaciones Tecnol\u00f3gicas S.A. estamos sempre atualizados com os avan\u00e7os na compreens\u00e3o do fen\u00f3meno do raio, mantendo-nos na vanguarda do desenvolvimento tecnol\u00f3gico no campo da seguran\u00e7a contra as trovoadas el\u00e9tricas.<\/p>\n<p>Se desejar contactar os nossos especialistas para saber mais sobre a f\u00edsica do raio e as solu\u00e7\u00f5es de prote\u00e7\u00e3o mais avan\u00e7adas, como o DAT CONTROLER\u00ae REMOTE, pode faz\u00ea-lo seguindo este link. Tamb\u00e9m pode assistir a qualquer uma das nossas forma\u00e7\u00f5es online gratuitas na p\u00e1gina de webinars.<\/p>\n<p><strong>Refer\u00eancias<\/strong><\/p>\n<p>[1]\u00a0\u00a0\u00a0 J. R. Dwyer and M. A. Uman, \u2018The physics of lightning\u2019, <em>Phys. Rep.<\/em>, vol. 534, no. 4, pp. 147\u2013241, 2014.<\/p>\n<p>[2]\u00a0\u00a0\u00a0 V. Cooray, <em>An Introduction to Lightning<\/em>. Springer Netherlands, 2015.<\/p>\n<p>[3]\u00a0\u00a0\u00a0 C. Gomes, Ed., <em>Lightning<\/em>, vol. 780. Springer Singapore, 2021.<\/p>\n<p>[4]\u00a0\u00a0\u00a0 M. A. Cooper and R. L. Holle, <em>Reducing Lightning Injuries Worldwide<\/em>. 2019.<\/p>\n<p>[5]\u00a0\u00a0\u00a0 M. M. F. Saba, D. R. R. da Silva, J. G. Pantuso, and C. L. da Silva, \u2018Close view of the lightning attachment process unveils the streamer zone fine structure\u2019, <em>Geophys. Res. Lett.<\/em>, vol. 49, no. 24, Dec. 2022.<\/p>\n<p>[6]\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 M. M. F. Saba, P. B. Lauria, C. Schumann, J. C. de O. Silva, and F. de L. Mantovani, \u2018Upward leaders initiated from instrumented lightning rods during the approach of a downward leader in a cloud\u2010to\u2010ground flash\u2019, <em>J. Geophys. <\/em><em>Res.<\/em>, vol. 128, no. 8, Apr. 2023.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column]<div id=\"ultimate-heading-648369e76a746b449\" class=\"uvc-heading ult-adjust-bottom-margin ultimate-heading-648369e76a746b449 uvc-9051 \" data-hspacer=\"line_only\"  data-halign=\"center\" style=\"text-align:center\"><div class=\"uvc-main-heading ult-responsive\"  data-ultimate-target='.uvc-heading.ultimate-heading-648369e76a746b449 h2'  data-responsive-json-new='{\"font-size\":\"desktop:26px;\",\"line-height\":\"\"}' ><h2 style=\"font-family:&#039;Montserrat&#039;;font-weight:800;color:#000000;\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Noticias_relacionadas\"><\/span>Noticias relacionadas<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><\/div><div class=\"uvc-heading-spacer line_only\" style=\"margin-top:1em;margin-bottom:1.3em;height:4px;\"><span class=\"uvc-headings-line\" style=\"border-style:solid;border-bottom-width:4px;border-color:#f7a800;width:60px;\"><\/span><\/div><\/div>[vc_basic_grid post_type=&#8221;post&#8221; max_items=&#8221;3&#8243; item=&#8221;43456&#8243; grid_id=&#8221;vc_gid:1689929902778-6ce95326-3034-1&#8243;][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>O raio \u00e9 uma descarga eletrost\u00e1tica atmosf\u00e9rica causada pela acumula\u00e7\u00e3o de carga el\u00e9trica nas nuvens. 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