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fenmeno eltrico

Raios ascendentes registrados pela primeira vez no Brasil

Elton Alisson - Agncia FAPESP - 29/03/2012

Um tipo de raio que, em vez de descer das nuvens e atingir o solo - como ocorre com a maioria das descargas atmosfricas -, parte de algo na superfcie e se propaga em direo nuvem comeou a chamar a ateno nos ltimos anos em pases como os Estados Unidos e o Japo, em funo dos prejuzos que pode causar para o funcionamento de estruturas altas, como geradores de energia elica.

Pesquisadores do Grupo de Eletricidade Atmosfrica (Elat) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) registraram pela primeira vez a ocorrncia desse tipo de raio no Brasil.

Utilizando cmeras normais e de alta velocidade, eles observaram e gravaram no fim de janeiro e incio de maro a ocorrncia de raios ascendentes no Pico do Jaragu - o ponto culminante da cidade de So Paulo, a 1.135 metros acima do nvel do mar.

Conhecidas como raios ascendentes, essas descargas atmosfricas so originadas por estruturas elevadas, como torres de telecomunicao ou para-raios de edifcios altos.

Em funo de suas altitudes, essas estruturas podem concentrar em seus topos uma grande quantidade de carga eltrica induzida e de sinal oposto carga da base de uma nuvem de tempestade que passa sobre ela. Com isso, durante uma tempestade, inicia-se uma descarga na estrutura que se propaga em direo nuvem.

"Normalmente so nuvens com carga negativa em sua base que atraem esses raios que saem do solo, geralmente de lugares altos", disse Marcelo Fares Magalhes Saba, pesquisador do Elat e coordenador do projeto, Agncia FAPESP.

Para determinar o local com maior probabilidade de ocorrncia desse tipo de raio no Estado de So Paulo, os pesquisadores utilizaram um sistema de deteco de descargas atmosfricas implementado pelo Inpe com apoio da FAPESP. O sistema indicou que no Pico do Jaragu ocorre, praticamente, trs vezes mais raios do que no restante da cidade.

Por meio de uma cmera de alta velocidade, capaz de registrar 4 mil quadros por segundo, os pesquisadores gravaram no fim de janeiro, durante uma tempestade, a formao de trs raios ascendentes, partindo de uma torre de transmisso de 130 metros no Pico do Jaragu, em um intervalo de apenas 6 minutos.

No incio de maro, voltaram a registrar a ocorrncia de mais trs raios ascendentes, originados do mesmo ponto da primeira observao, em apenas 7 minutos, o que considerado um nmero muito alto, principalmente quando considerado o pequeno intervalo de tempo. No Empire State Building, em Nova York, por exemplo, com 410 metros de altura, ocorrem em mdia 26 raios ascendentes por ano.

"Para que um prdio alto seja atingido por trs raios ascendentes talvez seja necessrio um perodo de 10 ou 20 anos", estimou Saba.

Os pesquisadores ainda no conseguem explicar a razo pela qual o Pico do Jaragu registra um nmero to elevado de raios ascendentes. Eles tambm pretendem investigar se a intensidade desses raios maior do que a dos descendentes e estimar qual a altura mnima de uma estrutura para promover tal descarga, entre outras questes que pretendem estudar e obter respostas nos prximos anos.

O grupo j observou que enquanto o impacto de um raio descendente mais distribudo - metade das descargas toca pontos diferentes do solo -, o dos raios ascendentes acaba sendo sempre em um mesmo ponto, o de partida.

"Em geral, h muito mais raios descendentes do que ascendentes. Porm, os primeiros tocam pontos diferentes no solo e os ascendentes sempre saem do mesmo lugar, gerando um estresse muito grande em cima desse ponto, que pode ser uma torre de televiso ou de celular, por exemplo", disse Saba.

REVER NORMAS DE PROTEO
Segundo Saba, as observaes sobre raios ascendentes realizadas pelo grupo podem contribuir para aperfeioar as normas de proteo contra raios no Brasil, que so baseadas em raios descendentes.

Com a tendncia de se construir torres e empreendimentos cada vez mais altos em cidades como So Paulo, na avaliao do pesquisador ser preciso rever as normas de proteo contra raios para essas novas edificaes. "Quanto maior a altura, tambm maior a probabilidade de uma estrutura originar raios ascendentes", disse.

Saba conta que em pases como os Estados Unidos e Japo se busca aumentar o conhecimento sobre a fsica e as caractersticas dos raios ascendentes para proteger turbinas de gerao de energia elica, que podem atingir mais de 150 metros de altura e podem ser destrudas quando originam raios ascendentes.

Como esse tipo de gerao de energia vem sendo utilizada e expandida no Brasil, o pesquisador avalia que importante intensificar os estudos sobre esse tipo de raio tambm no pas, que apresenta a maior incidncia de raios no mundo.

Por meio das cmeras de alta velocidade e do sistema de deteco de descargas atmosfricas implantado em So Paulo, os pesquisadores pretendem visualizar a trajetria dos raios ascendentes em trs dimenses. Com isso, querem estimar frequncia e condies para que o fenmeno ocorra, alm de analisar com maior grau de acurcia a velocidade e como se propaga a descarga eltrica.

A pesquisa tambm poder contribuir para aprimorar os sistemas de deteco de descargas atmosfricas que monitoram a incidncia de raios no Brasil.

"Se sabemos de onde exatamente esses raios ascendentes saem, isso pode ajudar a conferir com maior preciso a localizao de raios por esses sistemas de deteco", disse Saba.

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