A ionização do ar - Como ele propaga um relâmpago.

O forte campo elétrico "quebra" o ar ao redor da nuvem, permitindo que a corrente flua numa tentativa de neutralizar a separação de carga. A "quebra" do ar cria um caminho que provoca um curto-circuito na nuvem/terra como se houvesse uma longa vara de metal conectando-as. Veja como a "quebra" funciona.

Quando o campo elétrico se torna muito forte (na casa das dezenas de milhares de volts por centímetro), as condições são perfeitas para o início da "quebra" do ar. O campo elétrico faz com que o ar ao seu redor se separe em íons positivos e elétrons, assim o ar fica ionizado. Tenha em mente que a ionização não significa que há mais carga negativa (elétrons) ou positiva (núcleos atômicos positivos/íons positivos) do que antes. Essa ionização só significa que os elétrons e os íons positivos estão mais afastados do que estavam em sua estrutura molecular ou atômica original. Essencialmente, os elétrons foram retirados da estrutura molecular do ar não ionizado.

A importância dessa separação/retirada é que os elétrons agora estão livres para se mover muito mais facilmente do que podiam antes da separação; então, esse ar ionizado (também conhecido como plasma) é muito mais condutivo do que o ar (anteriormente) não ionizado. A capacidade ou liberdade de movimentação dos elétrons é o que faz que qualquer material seja um bom condutor de eletricidade. Muitas vezes os metais são citados como núcleos atômicos positivos cercados por uma nuvem de elétrons, o que faz de muitos deles bons condutores de eletricidade.

Esses elétrons têm uma mobilidade excelente, o que permite que a corrente elétrica flua. A ionização do ar ou do gás cria plasma com propriedades condutivas parecidas com as dos metais. O plasma é a ferramenta que a natureza tem para neutralizar a separação da carga em um campo elétrico. Os leitores familiarizados com a reação química do fogo se lembrarão de que a oxidação tem um importante papel.

A oxidação é o processo pelo qual um átomo ou uma mólecula perde um elétron ao se unir com o oxigênio. Resumindo, o átomo ou a molécula é modificado de um potencial positivo mais baixo para um mais alto. Bastante interessante, o processo de ionização (que cria o plasma) também acontece por meio da perda de elétrons. Com essa comparação, podemos ver o processo de ionização como a "marcação de um caminho" através do ar para que o relâmpago siga, parecido com cavar um túnel dentro de uma montanha para que um trem passe.

Depois do processo de ionização, o caminho entre a nuvem e o solo começa a se formar. A seguir, aprenda sobre "líderes escalonados", ou seja, canais (caminhos) de ar ionizado.

Líderes escalonados



Uma vez iniciado o processo de ionização o plasma se forma e o caminho não é criado instantaneamente. Na realidade, há muitos caminhos separados de ar ionizado se originando na nuvem. Eles são chamados de "líderes escalonados".

Os líderes escalonados se propagam em direção à Terra em etapas, que não têm que resultar numa linha reta. O ar pode não se ionizar igualmente em todas as direções. Poeira ou impurezas (qualquer objeto) no ar podem fazer com que o ar se "quebre" mais facilmente em uma direção, dando melhores condições para o líder escalonado alcançar a Terra mais rapidamente naquela direção. O formato do campo elétrico também pode afetar muito o caminho de ionização. Esse formato depende da localização das partículas carregadas, que, nesse caso, estão localizadas na parte inferior da nuvem e na superfície do solo. Se a nuvem for paralela à superfície da Terra e a área for pequena o bastante para que a curvatura da Terra seja insignificante, as posições das duas cargas se comportarão como duas placas paralelas carregadas. As linhas de força (fluxo elétrico) geradas pela separação de cargas serão perpendiculares à nuvem e à Terra.

Linhas de fluxo sempre irradiam perpendicularmente da superfície da carga antes de se movimentar em direção a seu destino (localização da carga oposta). Sabendo disso, podemos dizer que, se a superfície inferior da nuvem não for reta, as linhas de fluxo não serão uniformes. Tente o seguinte: desenhe dois pontos nas extremidades opostas de uma bola de basquete. Em seguida, desenhe, na bola, uma linha que conecte os dois pontos. A curvatura da linha é parecida com as linhas de fluxo de um campo elétrico não uniforme. A falta da força uniforme pode fazer com que os líderes escalonados sigam um caminho que não seja uma linha reta até o solo.

Considerando essas possibilidades, fica óbvio que existem vários fatores que afetam a direção do líder escalonado. Ensinaram-nos que a menor distância entre dois pontos é uma linha reta, mas, no caso dos campos elétricos, as linhas de força (linhas de fluxo) podem não seguir a distância mais curta, uma vez que a distância mais curta nem sempre representa o caminho de menor resistência.

Agora temos uma nuvem eletricamente carregada com líderes escalonados sempre crescendo, que se esticam, em estágios, em direção à Terra. Eles são fracamente iluminados por um brilho púrpuro, e podem surgir outros líderes em áreas onde os líderes originais se dobram ou viram. Uma vez iniciado, o líder continuará até que a corrente flua, não interessando se o líder original vai chegar antes no chão ou não. O líder tem, basicamente, duas possibilidades: continuar crescendo em etapas de plasma crescente ou esperar pacientemente em sua atual condição de plasma até que outro líder atinja um alvo.

O líder que atingir o solo primeiro colhe as recompensas da jornada, formando um caminho condutivo entre a nuvem e o solo. Esse líder não é a descarga do relâmpago; ele apenas mapeia o caminho que aquela descarga seguirá. A descarga é o fluxo da corrente elétrica bem forte e repentino, que se move da nuvem para o solo.

Bibliografia: www.hsw.uol.com

Autor da Postagem: Amanda Areia Alves de Souza.