Um novo estudo demonstrou a possibilidade de usar feixes de laser para redirecionar o caminho dos raios.
Os raios podem parecer bonitos, mas todos os anos matam milhares de pessoas, causam enormes danos a edifícios e infraestruturas e causam cortes de energia.
A única proteção que temos são os pára-raios, que foram inventados há 300 anos e protegem apenas uma pequena área.
O custo dos danos causados por raios em edifícios é difícil de determinar globalmente, mas os pagamentos das seguradoras para cobrir reparos em residências e empresas foram de aproximadamente US$ 2 bilhões (£ 1,6 bilhão) em 2020 nos EUA. Dados de seguros do Reino Unido sugerem que os custos de cobertura de raios estão aumentando.
É provável que o problema piore, já que a crise climática está provocando um aumento nos incêndios florestais em todo o mundo, o que aumenta o número de raios. Um estudo de 2014 sugeriu que o número de greves aumenta em 12% para cada grau (Celsius) de aquecimento global.
"As hastes de iluminação têm seus usos, mas os cientistas estão procurando uma maneira melhor de controlar onde os raios caem, e os lasers podem ser a solução, de acordo com um novo estudo.
Como eles fizeram isso
Este último experimento foi realizado perto de uma torre de telecomunicações na montanha Säntis, na Suíça, que é frequentemente atingida por raios – cerca de 100 vezes por ano, embora a própria torre seja protegida por um pára-raios.
Os resultados do estudo descobriram que o raio fluiu quase em linha reta perto dos pulsos de laser, mas os raios foram distribuídos de forma mais aleatória quando o laser estava desligado.
Embora este estudo não seja a primeira tentativa de direcionar os caminhos dos raios, é o primeiro a mostrar que isso pode ser feito. Os cientistas atribuíram isso ao laser de alta potência que usaram e à alta altitude. Em altitudes elevadas, o ar é menos denso. Isso facilita a passagem da corrente, o que significa que experimentos futuros no nível do mar exigiriam um laser mais potente.
Para entender como os cientistas usaram a luz para mudar o caminho da eletricidade, você precisa entender o que realmente é um raio: um fluxo de partículas carregadas de um local para outro. As partículas nas nuvens são eletricamente neutras quando se formam, mas acumulam cargas positivas e negativas. A nuvem quer se tornar neutra trocando carga com o solo.
O tipo de iluminação com o qual a maioria das pessoas está familiarizada são os golpes irregulares de luz brilhante vistos entre o solo e as nuvens, mas existem outros tipos. O raio pode viajar entre as nuvens. Também pode se mover das nuvens para cima em direção à atmosfera superior. Isso pode até produzir fios de luminescência vermelha onde a atmosfera mais rarefeita se aquece. Essa energia térmica é então liberada como luz.
À medida que a carga na nuvem aumenta, ela atinge tensões incrivelmente altas (aproximadamente equivalentes a 8 milhões de baterias de carros conectadas) que abrem caminho no ar. A corrente elétrica necessária para separar os componentes do ar geralmente é de cerca de 300 milhões de volts por metro quadrado.
A força de pressão dessa enorme voltagem no ar eletricamente carregado (ionizado) permite que a carga da nuvem flua para baixo e descarregue no solo ou nos edifícios próximos. Este fluxo de corrente seguirá o caminho mais eletricamente condutivo.
É por isso que os para-raios às vezes são usados para proteger edifícios de raios. O metal é mais condutor de eletricidade do que o ar, portanto, se você colocar uma haste grande no chão, o raio terá um caminho mais fácil do que passar pelo ar. Só pode proteger uma pequena área, no entanto.
Muitos pesquisadores acreditam que algumas tempestades com raios podem ser causadas por raios cósmicos (partículas altamente energéticas de fora do sistema solar). Essas partículas passam pela atmosfera e interagem com o ar para criar um caminho ionizado em sua direção de deslocamento. Esta é uma teoria que divide os pesquisadores sobre se isso afeta o número total de relâmpagos em todo o mundo.
Os cientistas usaram um laser poderoso para tentar criar caminhos ionizados de maneira semelhante à teoria dos raios cósmicos. Disparar pulsos energéticos rápidos (1.000 vezes por segundo) com um laser aquece o ar e o ioniza, tornando-o brevemente condutor. O raio terá menos resistência ao longo desse caminho e, portanto, estará mais inclinado a fluir nessa direção.
Se essa tecnologia for aperfeiçoada, poderá um dia ajudar a proteger a infraestrutura, como aeroportos e usinas nucleares. Poderia até ser usado de uma forma mais avançada para proteger casas usando um laser a uma distância segura. No entanto, é improvável que seja implementado perto de você tão cedo, pelo menos por causa dos custos de energia.
Ian WhittakerProfessor Sênior de Física, Universidade Nottingham Trent
Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Creative Commons.
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