A FISICA DOS RELAMPAGOS E DOS RAIOS

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UNIVERSIDADE 
CATÓLICA DE 
BRASÍLIA 
 
 
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
Curso de Física 
 
 
 
 
 
 
A FÍSICA DOS RELÂMPAGOS E DOS RAIOS 
 
Autor: Elaine dos Santos Silva 
 
Orientador: Prof. Dr. Sérgio Luiz Garavelli 
 
 
 
 
BRASÍLIA 2007 
ELAINE DOS SANTOS SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A FÍSICA DOS RELÂMPAGOS E DOS RAIOS 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Universidade Católica de 
Brasília para obtenção do Grau de 
Licenciado em Física. 
 
Orientador: Dr. Sérgio Luiz Garavelli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BRASÍLIA 
JUNHO DE 2007 
 
 2 
A FÍSICA DOS RELÂMPAGOS E DOS RAIOS 
 
 
RESUMO 
Este trabalho tem como finalidade analisar os aspectos sobre a física envolvida na formação de 
nuvens de tempestades e relâmpagos, fenômenos surpreendentemente complexos e ainda pouco 
conhecidos, que por milhares de anos assustaram a humanidade e com os quais devemos ter alguns 
cuidados. 
Palavras-chave: descargas elétricas, raios, relâmpagos, trovões e nuvens cúmulo-nimbos. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Dos vários fenômenos da natureza, as tempestades com os raios, relâmpagos e 
trovões, são os que despertam maior interesse das pessoas, seja pelo fato de oferecer um 
belo espetáculo ou por simplesmente causar grades destruições. 
Desde os tempos mais remotos, as pessoas tentavam explicar esses fenômenos 
naturais, através de histórias que eram passadas de geração para geração. Um mito 
utilizado nas antigas civilizações, era que a ira e as manifestações negativas dos deuses, 
eram demonstradas através dos raios, relâmpagos e trovões, em noites de grandes 
tempestades. 
Até mesmo hoje é comum vermos em filmes de terror, a relação que é feita com as 
tempestades em cenas que demonstram mistério. 
Foi só a partir do século XVIII, com o experimento realizado pelo cientista norte-
americano Benjamin Franklin (1706-1790), que esses fenômenos passaram a ser explicados 
através de uma visão científica, pois até então pouco ou quase nada se sabia a respeito. 
O raio é uma demonstração natural de energia elétrica. Ele pode destruir construções, 
queimar árvore e matar animais, inclusive pessoas. 
Os raios representam descargas elétricas entre nuvens e o solo. Essa forte descarga 
de energia produz calor, luz (relâmpago) e som (trovão). 
Quando no interior das nuvens de tempestades, também conhecidas como cúmulo-
nimbos, há excesso de cargas elétricas, tem-se a necessidade dessas cargas serem 
liberadas, essa liberação se dá através das conhecidas descargas elétricas. 
 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
As cargas elétricas no interior das nuvens produzem campo elétrico, quando esse 
campo ultrapassa o valor de 3 milhões de volts por metro, que é o valor da intensidade do 
campo elétrico máximo no ar, dizemos que houve a ruptura da rigidez dielétrica do ar, logo o 
isolante tornou-se um condutor e como conseqüência ocorre a descarga elétrica. 
 3 
 Foi em 1752 que o pioneiro Benjamin Franklin conseguiu provar a natureza elétrica do 
relâmpago com o seu famoso experimento realizado com uma pipa (figura 1). 
O experimento foi realizado durante uma tempestade, onde ele empinou uma pipa, na 
qual estava pressa a um fio condutor, próxima a uma nuvem de tempestade. A carga que 
era induzida na pipa percorria o fio e provocava uma pequena descarga entre uma chave 
colocada na extremidade do fio e o seu braço. Na tentativa de reproduzir essa experiência 
muitas pessoas morreram nos anos seguintes. 
 
 
Figura 1: Experimento realizado por Benjamim Franklin em 1752. 
Fonte: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2000/raios/rtt.htm 
 
2.1 Rigidez Dielétrica 
Existem substâncias que têm os seus elétrons fortemente ligados ao núcleo de seus 
átomos e por isso eles não podem deslocar-se livremente pelo material, isso faz com que se 
torne difícil a condução de eletricidade. Estas substâncias são denominadas materiais 
isolantes ou dielétricos. 
Porém quando um campo elétrico é aplicado a uma destas substâncias uma força 
elétrica irá atrair os elétrons na tentativa de arrancá-los dos seus átomos. 
Dependendo da intensidade deste campo elétrico aplicado, o material isolante poderá 
tornar-se um condutor de eletricidade, pois todos os elétrons estariam livres devido ao 
 4 
campo elétrico terem lhes arrancado do núcleo do átomo. Qualquer isolante poderá tornar-
se um condutor de eletricidade, o que irá determinar essa transformação será o valor do 
campo elétrico que será aplicado sobre ele. 
O maior valor do campo elétrico aplicado a um isolante, mas que não o deixe tornar-se 
um condutor é o fenômeno conhecido por rigidez dielétrica. Cada material possui uma 
rigidez diferente e a rigidez vai depender das condições da umidade relativa do ar, em se 
tratando do ar a rigidez dielétrica vale 3 milhões de volts por metro, e se no ar o campo 
elétrico exceder este limite, o material deixará de ser isolante para constituir-se um condutor. 
 Analisando a situação apresentada na figura 2, podemos perceber que há duas 
placas metálicas paralelas e ligadas aos terminais de uma bateria, de uma voltagem muito 
grande. Entre a separação das placas há camada de ar, e à medida que a bateria é ligada 
irá se formar um campo elétrico, que por sua vez ao ultrapassar o valor da rigidez dielétrica 
do ar, os elétrons tornaram-se livres para movimentarem-se e as placas passaram a ser 
condutoras de eletricidade, e uma centelha elétrica saltará de uma placa eletrizada para a 
outra. 
 
 
Figura 2: Centelha elétrica saltando de um corpo eletrizado para outro próximo a ele. 
Fonte: http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2000/raios/rtt.htm 
 
3. FORMAÇÃO DAS NUVENS 
 
As nuvens formam-se a partir da condensação do vapor de água presente em 
correntes de ar que se elevam na atmosfera. Quando pequenas partículas de ar que contém 
vapor são aquecidas próximas à superfície da terra, essa partícula irá se expandir e como 
 5 
conseqüência a densidade diminui e isso fará com que ela suba. À medida que o vapor sobe 
encontra pequenas temperaturas, que faz com que ele se condense. Essa condensação do 
vapor de água, também recebe influência de pequenas partículas existentes no ar, 
principalmente a poeira. O processo de condensação é acompanhado da liberação de calor, 
ou seja, do aumento da densidade, conhecido por calor latente que aquece uma parcela de 
ar contribuindo assim para que ela suba. À medida que aumenta a altura, a temperatura 
varia, é a altura que determina quando a subida irá parar. Pode acontecer deste processo 
continuar até a tropopausa, onde o comportamento da temperatura muda de acordo com a 
altura, impedindo que o processo continue. É justamente aqui que o vapor condensado em 
gotas de água, juntamente com os diferentes tipos de partículas de gelo que se 
transformam, torna-se visível como sendo uma nuvem. 
 
3.1. Nuvens de tempestades 
“A maior parte dos relâmpagos ocorre em associação com nuvens de tempestades ou 
nuvens cúmulos-nimbos, embora outros tipos de nuvens, tais como estrato-cúmulos ou 
nimbo-estratos, também possam produzir relâmpagos ainda que raramente” (PINTO e IARA, 
1996). 
A diferença de uma nuvem de tempestade para as demais formas de nuvens e o seu 
tamanho, sua grande extensão vertical e por apresentar fortes correntes verticais de ar. Elas 
podem ser classificadas de em dois tipos diferentes: isoladas, conhecidas também como 
convectivas ou locais, em grupos, formando tempestades organizadas. As nuvens de 
tempestades em grupos costumam ser mais intensas, causando fortes chuvas de ventos e 
chuvas de granizo. 
A maneira como as nuvens de tempestades se forma depende de muitos fatores, 
principalmente da umidade do ar e da instabilidade da atmosfera, que é a variação de 
temperatura com a altura. A temperatura na atmosfera, a partir do solo diminui até certa 
altura,denominada como tropopausa. A altura da tropopausa depende principalmente da 
latitude geográfica, próximo ao equador, que está situada a cerca de 16 quilômetros de 
altura, em altas latitudes ela está por volta de 10 quilômetros. À medida que diminui a 
temperatura com a altura, mais estável fica a atmosfera. A atmosfera costuma ser 
considerada como instável quando a diminuição da temperatura que está relacionado com a 
altura for igual ou maior do que 6 graus Celsius por quilômetro. Só que isso depende do 
aquecimento solar, das características do revelo e das frentes frias. 
A nuvem de tempestade isolada tem uma duração média de uma a duas horas. 
Enquanto não há queda de água, ela passa por três fases diferentes, (desenvolvimento, 
maduro e dissipativo), cada uma dessas fases tem uma duração de 20 a 40 minutos. Uma 
nuvem de tempestade isolada tem a sua constituição a partir da união de pequenas nuvens 
 6 
cúmulos (figura 3), que são nuvens brancas que vão se aglomerando até 1 quilômetro de 
altura e com extensão horizontal de poucas centenas de metros. 
 
 
Figura 3: Nuvens cúmulos largamente espalhadas. 
Fonte: http://i54.photobucket.com/.../luzdeluma/73c1d322.jpg 
 
Essa aglomeração de centenas de nuvens cúmulos, tem o seu desenvolvimento 
interrompido, não se transformando em uma nuvem de tempestade e desaparece sem 
apresentar relâmpagos. Mas se isso não acontece, ela continua o seu movimento 
ascendente ultrapassando o nível de congelamento, ou seja, a altura em que a temperatura 
é igual a zero grau Celsius. Temos então uma nuvem de tempestade em fase de 
desenvolvimento, conforme mostra a figura 4. 
 
 
Figura 4: Nuvens cúmulos em estágio avançado de crescimento. 
Fonte: http://www.meteorologia.it/Fotoatlante/foto/cumolini 
 
Neste estágio a nuvem tem um diâmetro que varia entre 3 e 8 quilômetros e apresenta 
irregularidades devido as partículas de gelo. O ar que se movimenta dentro da nuvem é 
ascendente, arrastando gotículas de água e partículas de gelo para cima. 
No estágio maduro (figura 5), a nuvem de tempestade apresenta na parte inferior tanto 
movimentos ascendentes como descendentes. Os movimentos descendentes ocorrem 
devido às gotas de água e as das partículas de gelo que aumenta de tamanho não se 
 7 
sustentarem. Neste estágio, os movimentos chegam a atingir velocidades de até 100 
quilômetros por hora, e o diâmetro da nuvem é de 10 quilômetros, embora possa chegar em 
alguns casos até dezenas de quilômetros. A base da nuvem pode variar de 1 até 4 
quilômetros, que depende da umidade, que costuma ser plana. O topo da nuvem pode 
atingir alturas de 8 a 20 quilômetros, alcançando e até mesmo ultrapassando em alguns 
casos a tropopausa. O topo também pode apresentar uma forma de alargamento em 
relação ao diâmetro da nuvem, por causa da influência dos ventos. 
 
Figura 5: Nuvens cúmulos em estágio maduro 
Fonte: http://www.meteoisere.com/.../cumulonimbus.JPG 
 
 
“É neste estágio que costumam ocorrer chuvas intensas e a maioria dos relâmpagos. 
Os relâmpagos da nuvem para o solo são em geral precedidos por relâmpagos dentro da 
nuvem e podem ocorrer tanto antes quanto depois do início da chuva. Medidas também têm 
mostrado que, quanto mais alto for o topo da nuvem, maior será em geral a freqüência de 
relâmpagos” (PINTO e IARA, 1996). 
No estágio dissipativo o movimento do ar é quase que exclusivamente descendente, 
provocando um esfriamento da nuvem em relação a sua vizinhança. A altura do topo e o 
diâmetro da nuvem de tempestades neste estágio tendem a diminuir até que a nuvem seja 
completamente dissipada. 
As alturas atingidas pelo o topo das nuvens de tempestades nos diferentes estágios 
sofridos por ela, dependem principalmente da latitude geográfica. Em regiões de médias 
para altas latitudes (acima de cerca de 50 graus), o topo da nuvem de tempestade 
dificilmente passa dos 8 quilômetros de altitude, já em regiões de médias para baixas 
 8 
latitudes (abaixo de 45 graus) o topo pode chegar a altitudes de 20 quilômetros ou até mais. 
Por volta de 50% dos casos o topo das nuvens de tempestades pode ultrapassar 15 
quilômetros de altura. 
 
3.2. Estrutura elétrica de uma nuvem de tempestade 
Segundo Pinto e Iara (Relâmpagos, 1996), como a estrutura elétrica de uma nuvem de 
tempestade é bastante complexa, ainda não há consenso sobre o fator responsável pela a 
eletrização das nuvens de tempestades. O que se sabe é que no interior da nuvem ocorrem 
processos tanto microfísicos como macrofísicos. 
Mesmo não havendo informações detalhadas, acredita-se que tanto dentro das nuvens 
isoladas quanto nas nuvens em grupo, a estrutura elétrica seja bem parecida. Com isso as 
cargas que são produzidas no interior das nuvens são as grandes responsáveis pela a 
origem dos relâmpagos, cargas essas que variam até no máximo duas centenas de 
coulombs. 
Em termos macrofísicos, os principais processos estão relacionados com a gravidade 
e a convecção. O processo gravitacional assume que a força da gravidade, influência nas 
diferentes partículas de gelo de diversos tamanhos. Assim partículas maiores tendem a 
permanecer na parte inferior da nuvem de tempestades, enquanto que as partículas 
menores tendem a permanecem na parte superior. Já no processo convectivo as correntes 
de ar ascendentes e descendentes dentro das nuvens são responsáveis por transportar as 
partículas. São as correntes de ar que deixam as partículas menores suspensas na parte 
superior da nuvem. Acredita-se que ambos os processos tenham sua importância no 
transporte de cargas dentro das nuvens de tempestade. 
Em termos microfísicos, o processo mais conhecido e consequentemente mais aceito 
é a teoria colisional. Esta teoria afirma que as colisões de partículas de gelo de diferentes 
tamanhos são responsáveis por haver transferências de cargas. Porém não se sabe sobre a 
importância do campo elétrico e da temperatura ambiente na colisão. Se durante o processo 
de colisão o campo elétrico atmosférico tem um papel fundamental na separação de cargas 
por meio da polarização de partículas grandes (como o granizo), o processo é indutivo. Se o 
campo elétrico é atmosférico descendente, a colisão entre as partículas menores, como 
cristais de gelo, na parte inferior do granizo irão transferir cargas positivas deste para os 
cristais (figura 6). 
 9 
 
Figura 6: Processo indutivo de separação de cargas dentro das nuvens de tempestades. 
Disponível em: Relâmpagos. Ed. Brasiliense. 
 
Este processo foi o mais aceito durante muito tempo, mas tem sofrido sérias críticas 
nos últimos anos, devido a experimentos de laboratório indicar que a intensidade do campo 
elétrico atmosférico não é suficiente para que ele ocorra. Entre os processos não indutivos, 
o mais aceito é de natureza termoelétrica onde afirma que a polaridade da carga transferida 
durante uma colisão vai depender da temperatura local. Se essa temperatura for maior que 
a temperatura de inversão de carga, que está por volta de -15 graus Celsius, o granizo irá 
transferir uma carga negativa para o cristal de gelo, caso contrário, transferirá uma carga 
positiva. No passado vários processos foram sugeridos, entre eles que a separação de 
cargas ocorre devido ao tamanho das gotas de água em queda, ou ainda pode ocorrer 
durante a mudança de estado da água para o gelo. Outra sugestão foi que assumem que as 
cargas dentro das nuvens são geradas pela mera redistribuição das cargas contidas na 
atmosfera, sem a necessidade de considerar um processo microfísico, mas atualmente são 
menos aceitos. 
 
De forma simples essa distribuição pode ser descrita por uma estrutura tripolar conforme mostra a 
figura 7. Basicamente há dois centros principais de carga, um positivo relativamente espalhado na parte 
superior da nuvem e estendendo-se até próximo ao topo, e um negativo concentrado na forma de uma 
camada horizontal na região cuja temperaturaestá em torno de -10 graus Celsius. Há ainda um terceiro 
centro positivo menor próximo à base da nuvem. Não existe, no entanto, consenso sobre a origem deste 
centro positivo menor. Diferentemente dos centros maiores de carga, cuja origem, deve-se a processos 
que ocorrem no interior da nuvem de tempestade, o centro menor pode estar relacionado à captura pela 
nuvem de íons carregados positivamente da atmosfera abaixo dela. A carga elétrica típica dos centros 
principais está entre 20 e 30 coulombs e a carga do centro menor em torno de 7 coulombs. As alturas 
destes centros variam com a latitude geográfica, sendo maiores em regiões de baixas latitudes (PINTO e 
IARA, 1996). 
 
 
 10 
 
Figura 7: Estrutura elétrica de uma nuvem de tempestade. 
Disponível em: Relâmpagos. Ed. Brasiliense. 
 
Além destes centros, em geral há finas camadas de cargas, formadas a partir da 
captura pela nuvem de íons da atmosfera, nas bordas superior e inferior da nuvem, 
denominadas camadas de blindagem. Estas camadas atuam de modo a blindar 
parcialmente a região externa da nuvem contra os campos internos. Dentro de uma nuvem 
tempestade o campo elétrico pode atingir valores tão intensos quanto 1 milhão de volts por 
metro. No solo, apesar de atenuado, este campo é ainda em torno de 1.000 volts por metro, 
o que equivale a dez vezes o valor em regiões sem nuvens. A figura 8 ilustra as linhas de 
campo elétrico na atmosfera devida aos centros principais de carga contidos numa nuvem 
de tempestade. Em um dado ponto, o campo elétrico é tangente a estas linhas. 
Experimentos recentes utilizando balões que penetram as nuvens de tempestade medindo o 
campo elétrico gerado pelas cargas em seu interior têm mostrado, contudo, que estruturas 
elétricas mais complexas que a estrutura tripolar descrita anteriormente podem também 
existir. 
Tem-se verificado que diversos centros de carga podem existir dentro da nuvem de 
tempestade. Também há evidências de que a estrutura elétrica da nuvem possa se alterar 
ao longo de sua vida. Em particular, tem-se verificado que durante a fase dissipativa parte 
da carga negativa contida na nuvem pode ser carregada para fora dela pela chuva, 
alterando a estrutura elétrica da nuvem. Todavia, estas medidas devem ser consideradas 
preliminares, devido à possibilidade de representar condições locais dentro da nuvem não 
necessariamente aplicáveis à nuvem de tempestade como um todo. 
 
 
 
 11 
 
Figura 8: Modelo das linhas de campo elétrico na atmosfera devido aos centros principais de carga contidas 
numa nuvem de tempestade. 
Disponível em: Relâmpagos. Ed. Brasiliense 
 
4. RELÂMPAGOS 
 
De uma forma geral, os relâmpagos consistem de uma descarga elétrica transiente de elevada 
corrente elétrica através da atmosfera. Em geral, essas descargas são conseqüências das cargas 
elétricas acumuladas ( C) nas cúmulo-nimbos e ocorrem quando o campo elétrico excede 
localmente o isolamento dielétrico do ar (>3 milhões de volts por metro ) (MENDES e DOMINGUES, 
2002). 
 
Os relâmpagos não ocorrem apenas nas nuvens de tempestades, eles também 
acontecem nas tempestades de neve, tempestades de areia, e nas erupções vulcânicas. 
Acontecem também na atmosfera, em explosões nucleares, no fundo dos oceanos e nos 
longos cabos condutores levados próximos as nuvens por foguetes ou aviões, porém esses 
relâmpagos são gerados artificialmente. Nesses últimos anos tem-se utilizado bastante este 
processo afim de estudos das características dos relâmpagos, que ajudam a prever o 
instante e o local provável de sua queda. No entanto os resultados obtidos através desse 
processo devem ser visto com bastante cuidado, pois se deve levar em consideração que os 
relâmpagos artificiais podem divergir dos relâmpagos naturais. 
Um relâmpago dura em média um terço do segundo, embora tenha sido notados 
valores variando de um a dois décimos de segundos. Dentro deste intervalo de tempo, a 
corrente elétrica sofre grandes variações, podendo ser atingidos picos de 30 mil ampères 
durante períodos menores que um décimo de milésimos de segundo. O resultado disto é a 
transferência ao longo do canal de uma carga elétrica com uma média de 20 coulombs. Em 
alguns casos, menos de 1% ultrapassa a corrente excede 200 mil ampères. Esta corrente 
passa por um canal com um diâmetro de poucos centímetros e um comprimento em média 
de 3 quilômetros, e a temperatura chega a atingir cerca de 30 mil graus Celsius, com valor 
igual a cinco vezes a temperatura na superfície do Sol, e a pressão, valores de 10 
atmosferas, ou seja dez vezes a pressão atmosférica ao nível do mar. 
 
 
 
 12 
 4.1. Trovão 
 
Muita gente acha que o trovão é o barulho causado pelo choque entre nuvens. Esta idéia é 
errada e muito antiga. Lucrécio (98-55 a.C.) acreditava que tanto o raio como o trovão eram produzidos 
por colisões entre nuvens. Na verdade é o rápido aquecimento do ar pela corrente elétrica do raio que 
produz o trovão. Assim como uma corrente elétrica aquece a resistência de nossos aquecedores, a 
corrente do raio, ao passar pelo ar (que é um péssimo condutor), aquece-o e ele se expande com 
violência, produzindo um som intenso e grave. Nos primeiros metros a expansão ocorre com velocidade 
supersônica. Um trovão intenso pode chegar a 120 decibéis, ou seja, uma intensidade comparável à que 
ouve uma pessoa nas primeiras fileiras de um show de rock. (SABA, 2001). 
 
O estrondo produzido por descargas de eletricidade atmosférica, popularmente 
conhecida como trovão, é a onda sonora que apresenta uma energia máxima em freqüência 
por volta de 100 Hz. Grande parte da energia do relâmpago, em torno de 75%, é convertida 
em energia acústica e térmica. O trovão tem uma intensidade que depende da variação da 
corrente elétrica ao longo do canal, e o som ocorre mais próximo ao solo, por ser onde a 
corrente elétrica tem uma maior variação com o tempo. O tempo que dura o trovão, pode 
indicar o comprimento que tem o canal do relâmpago. Mesmo não sendo muito comum pode 
acontecer relâmpago que não venham acompanhados por trovoes, quando isto ocorre, 
acredita-se que seja devido à corrente elétrica do relâmpago não ser tão intensa e estar 
variando lentamente, de modo que o trovão, a onda sonora, não chega a ser formada. 
 A uma distancia de 5 a 10 quilômetros do local onde se deu o relâmpago, o trovão 
pode ser escutado, contudo a distância superior a 20 quilômetros, se torna bem mais difícil 
escutar o trovão, pois se deve levar em consideração que alguns fatores como a 
temperatura do ar, o relevo do solo e os ventos podem influenciar. Geralmente o trovão que 
se origina dos relâmpagos e que se dirige para o solo atinge distancias bem menores. 
 A diminuição da temperatura do ar com relação à altura contribui para que a trajetória 
do trovão siga uma curva voltada para cima, o que dificulta que ele seja escutado a grandes 
distâncias. Essa curvatura tende a diferir-se em direção oposta a do vento. 
 
4.2. Tipos de relâmpagos 
A figura 9 mostra os diferentes tipos de relâmpagos existentes, que tem sua 
classificação determinada em função do local onde eles se originam e até onde terminam. 
Eles ocorrem da nuvem para o solo (parte a), do solo para a nuvem (parte b), dentro da 
nuvem (parte c), da nuvem para qualquer ponto da na atmosfera (parte d), denominados 
descargas no ar, entre as nuvens (parte e) e da nuvem para cima (parte f). 
 
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Figura 9: Diferentes tipos de relâmpagos. 
Disponível em: Relâmpagos. Ed. Brasiliense 
 
Dos diferentes tipos de relâmpagos mostrados na figura 9, os relâmpagos dentro das 
nuvens são os que ocorrem com mais freqüentes, isso se deve ao fato de a capacidade 
isolante do ar diminuir com a altura. Esses relâmpagos representam cerca de 80% da 
quantidade total de relâmpagos que ocorrem. Esta quantidade muda com a latitude 
geográfica da região, em torno de 90% acontece em regiões de baixaslatitudes, próximas 
ao equador geográfico, e em torno de 50% em regiões de altas latitudes, perto dos pólos 
geográficos. Podem ser que ocorra essa mudança, devido ao fato que para baixas latitudes 
as cargas existentes no interior da nuvem estão em regiões mais altas. A quantidade de 
ocorrência de relâmpagos dentro das nuvens dependem também da umidade do local, pois 
quanto menor a umidade, maior será a altura da base das nuvens de tempestades, e 
consequentemente maior também será a quantidade de relâmpagos no interior das nuvens. 
Porém, como as nuvens não são tão transparentes, não é possível serem visto pelo o olho 
humano, a maioria dos relâmpagos que ocorrem dentro delas. 
Em casos muitos raros, alguns dos relâmpagos dentro da nuvem saem da mesma, 
mas logo em seguida entram novamente, permitindo rapidamente serem vistos. 
Dos outros tipos de relâmpago o que ocorre com mais freqüência é o relâmpago da 
nuvem para o solo (figura 10), os demais tipos são considerados raros. Os relâmpagos da 
nuvem para cima são pouco freqüentes, mas pesquisas recentes afirmam que não é tão 
raro o quanto se imaginava até poucos anos atrás. Eles costumam ser bastante ramificado, 
e só foram identificados sem nenhuma dúvida quanto a sua existência, nos últimos anos 
 14 
através de observações feitas com ônibus espaciais e aviões. Pesquisadores acreditam que 
estes relâmpagos possam, em alguns casos, atingir a região altamente condutora que está 
localizada a 80 quilômetros de altura, que é a camada inferior da ionosfera. 
 
Figura 10: Relâmpago da nuvem para o solo. 
Fonte: www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif 
 
 
Já os relâmpagos para um ponto qualquer da atmosfera também são bastante 
ramificados, conforme mostra a figura 11, ele tem uma característica que é percorrer 
grandes distâncias na atmosfera, chegando a ser centenas de quilômetros, inclusive no 
período de grandes tempestades. A figura 12 mostra um relâmpago do solo para a nuvem, 
eles geralmente ocorrem de grandes alturas com prédios e torres, e sua ramificação é em 
sentido oposto a sua trajetória. 
 
 Figura 11: Relâmpago da nuvem para a atmosfera. 
Fonte : www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif 
 15 
 
Figura 12: Relâmpago do solo para a nuvem. 
Fonte: www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif 
 
 
As ramificações independentes do tipo de relâmpago, sempre têm a mesma forma, 
que se parece com uma linha torta formada por um grande número de pequenos (50 metros 
de comprimento) segmentos retos. Em média, dois segmentos adjacentes formam um 
ângulo entre 10 e 20 graus. 
 
5. RAIOS 
 
“Raio é o caminho luminoso da descarga atmosférica, às vezes utilizada, mais 
formalmente, para designar uma descarga para o solo” (MENDES e DOMINGUES, 2002). 
A energia eletromagnética produzida pelo raio, está numa faixa de freqüência que vai 
de algumas dezenas de hertz até o visível, sua intensidade máxima está por volta de 5 
quilohertz. Mesmo sendo um valor pequeno, essa radiação é grande o suficiente para 
produzir vários fenômenos. Por exemplo, na faixa de algumas centenas de quilohertz até 
algumas centenas de megahertz, estas ondas acabam dando interferências em alguns 
aparelhos, principalmente em radio e televisão. A emissão de radiação na faixa do visível, 
de uma região de até 1 metro de diâmetro ao redor do canal, tem energia luminosa 
suficiente que daria para iluminar por volta de um minuto, uma cidade com uma população 
de aproximadamente 200 mil habitantes. 
 
 5.1. Voltagem, corrente e energia de um raio. 
Uma das características do raio é que em pouco tempo, por volta de 2 segundos, ele 
pode emitir várias descargas elétricas. Se várias descargas ocorrem em um curto período 
 16 
de tempo, logo o tempo de duração de uma única descarga é muito menor, chegando a ser 
frações de milésimos de segundos. 
Um raio tem uma voltagem de 100 milhões a 1 bilhão de volts, já a sua corrente é 
suficientemente para fazer com que 30 mil lâmpadas de 100 W funcionem ao mesmo tempo, 
e em alguns casos a corrente do raio chega até 30 mil ampères. 
De toda a energia produzida pelo raio, apenas uma pequena parte dela é 
transformada em energia elétrica, a grande maioria desta energia é destinada para a luz que 
é emitida, no som e no calor produzido por ele. Mesmo o raio tendo valores elevados de 
corrente e voltagem, a sua duração é muito pequena, sendo assim a energia elétrica gasta 
por ele e em torno de 300 kWh, energia suficiente para apenas alimentar uma lâmpada de 
100W por um período de 4 meses. 
 
5.2. É possível utilizar a energia de um raio? 
Muitas pessoas acreditam que a energia elétrica produzida por um raio, poderia ser 
utilizada pelo o homem, porém essa crença é enganosa, pois grande parte da energia de 
um raio é transformada em energia térmica e em energia acústica. 
Ainda não se é possível aproveitar a energia de um raio, não existe nenhuma técnica 
para isso, pois se deve levar em consideração que não se tem certeza de onde eles irão 
cair, e para tentar capturá-los seria um gasto que não traria nenhum retorno, considerando 
que necessitaria de uma construção com grandes torres para capturá-los e armazenar essa 
energia. 
Como capturar e armazenar essa energia ainda não é possível, anda em estudos a 
possibilidade de tentar sugar a eletricidade das nuvens de tempestades através de raios 
laser, para um local onde fosse possível guardar essa energia. 
 
5.3. Fases de um raio 
Um raio começa com pequenas descargas dentro da nuvem. Estas descargas liberam os elétrons 
que começarão seu caminho de descida em direção ao solo. Esse caminho de descida é tortuoso e 
truncado em passos de 50 metros, como que buscando o caminho mais fácil. Esta busca de uma conexão 
com a terra é muito rápida (3x
810 m/s) e pouco luminosa para ser visto a olho nu (SABA, 2001). 
 
 17 
 
Figura 13: Fases de um raio. 
Fonte: www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif 
 
A figura 13 mostra uma descarga elétrica liberada por uma nuvem de tempestade que 
é conhecida como líder escalonado. Quando o líder escalonado está a certa altura do solo, 
ele atrai uma outra descarga elétrica de carga oposta, chamada de descarga conectante. A 
união dessas duas cargas dá origem ao canal do raio, caminho esse que por ser ionizado é 
altamente condutor. A descarga de retorno, neste mesmo instante, dá-se então origem a 
uma grande potencia onde muita luz é liberada, temos então um raio. 
 
5.4. Raio bola 
Como o próprio nome diz este raio tem forma de bola, com um tamanho que chega 
próximo de uma bola de ping-pong até de o de uma bola de praia. Ele tem uma cor 
amarelada que se aproxima do laranjado, sua intensidade luminosa é inferior a de uma 
lâmpada de 100 W, e tem um tempo de duração em torno de 15 segundos (figura 14). 
 
 
Figura 14: Raio bola. 
Fonte: www.conspiracyarchive.com/.../ball-lightning.jpg 
 18 
 
Embora haja indícios de que milhares de pessoas já tenham o visto, ele não costuma 
ocorrer com muita freqüência. Segundo relatos ele flutua no ar, a poucos centímetros do 
chão, e sua trajetória não seque exatamente a direção do vento, e ao final da exibição pode 
desaparecer de forma silenciosa ou com um estrondo de uma explosão. 
Até hoje não se tem medidas suficientes para comprovar as demasiadas teorias 
atribuídas para o raio bola, só se sabe até então que é um misterioso raio ainda não 
explicado pela ciência. 
 
5.5. Acidentes com os raios 
Das mortes causadas por fenômenos naturais os relâmpagos são um dos principais, 
perdendo apenas para as enchentes. Mesmo não tendo um número preciso, estima-se que 
mais de mil pessoas no mundo sejam vítimas de relâmpagos por ano. 
A pessoa que é atingida por um relâmpagoou tem um contato direto com o objeto 
atingido, fica exposta a uma tensão de milhões de volts, e tem uma morte rápida devido ao 
choque elétrico e às queimaduras causadas pela corrente elétrica que passa por ela. Mas 
estes casos são raros, geralmente pessoas e animais são atingidos indiretamente, por 
estarem a uma distância menor que 100 metros, isto é, próximo ao local onde houve a 
queda do raio. 
Existem três formas indiretas das pessoas serem atingidas pelos os raios, através da 
descarga lateral, do potencial de passos e do potencial de toque. 
No caso da descarga lateral a pessoa pode ser atingida, mesmo não tendo contato 
com o objeto, pois estando próximo e devido à diferença de potencial a partir do objeto, a 
pessoa também receberá a descarga elétrica. 
O potencial de passo acontece por causa da corrente elétrica que circula devido ao 
potencial formado ao redor do local da queda do raio. Ocorre por causa do contato dos pés 
com o solo, e este solo, por sua vez terá diferentes potenciais elétricos devido à proximidade 
ao local da descarga. Logo quanto maior a distância entre os pés de uma pessoa, maior 
será a corrente elétrica que irá passar pelo corpo, o mesmo ocorre com os animais, porém 
em virtude da distância das patas dianteiras e traseiras, no caso de vacas, a corrente é 
maior causando a morte, pois a corrente elétrica passa pelo o coração. 
A pessoa que tem um contato direto com um objeto no instante que ele é atingido pelo 
o raio, não é submetida exatamente à descarga, mas por várias partes do corpo passará 
diferentes tensões elétricas, fenômeno conhecido por potencial de toque. 
O choque elétrico pode causar a morte através de uma parada cardíaca e pulmonar. 
Só que em alguns casos a morte é aparente e se a pessoa for atendida em questão de 
poucos minutos pode sobreviver. Se a vítima não está respirando, mas tem batimento 
 19 
cardíaco, deve ser feita à respiração artificial boca-a-boca ministrada de dez a vinte minutos. 
Porém se o coração não está batendo deve-se precionar o peito da vítima com as mãos, 
uma vez a cada segundo ou até mais rápido. Caso não haja batimento cardíaco nem 
respiração, os dois processos têm que ser feitos de forma alternada. A pessoa que presta 
socorro não deve se preocupar com a carga elétrica, uma vez que não irão permanecer na 
pessoa atingida. 
Estima-se que todos os anos centenas de pessoas sobrevivem depois de serem 
atingidos indiretamente por raios, contudo em alguns casos ficam seqüelas graves como 
paralisia muscular, alterações mentais e problemas cardíacos. 
Estudos dos efeitos produzidos por radiações eletromagnéticas sobre o homem têm 
apontado que há evidências relacionando as radiações produzidas por linhas de 
transmissão com doenças como a leucemia, distúrbio no sistema nervoso e no sistema 
linfático. Porém estudos recentes do mesmo tipo realizado na Europa, não encontraram 
nenhuma evidência. Eles acreditam que os campos elétricos induzido no tecido humano são 
fortemente atenuados, devido à alta condutividade do tecido humano, pois os campos 
externos são muito inferiores aos existentes no tecido humano. Ainda não se tem um 
consenso sobre este assunto. 
 
5.6. Incidência de Raios no Brasil 
O Brasil é o maior país localizado em região tropical. Segundo o geofísico Osmar Pinto 
Júnior esse é o motivo por termos tantas tempestades com raios, e devido o aquecimento 
global o número de descargas atmosféricas pode ser ainda maior. 
Na última semana de março deste ano o Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do 
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), divulgaram o novo ranking dos municípios 
brasileiros com a incidência de raios entre os anos de 2005 e 2006. Neste trabalho foram 
incluídos os estados do sul, sudeste, além do Mato Grosso do Sul e Goiás. A previsão é que 
o próximo trabalho seja divulgado em 2009, e eles esperam incluir os demais estados do 
centro-oeste e alguns estados do norte e do nordeste. 
Os dados abaixo mostram alguns municípios com maior incidência de descargas 
atmosféricas para cada estado onde a cobertura da rede brasileira de detecção atmosférica 
foi precisa segundo o ELAT. 
 
 
 
 
 
 
 20 
Tabela 1: Incidência de Raios no Brasil 
 
 
ESTADOS 
 
MUNICÍPIOS 
 
N° DE RAIOS 
 
DENSIDADE 
(raios/Km².ano) 
 
 
ÁREA TOTAL 
(Km²) 
 
Goiás 
 
 
Nova Aurora 
 
1.171 
 
2.579 
 
302.6 
 
Goiás 
 
 
Caçu 
 
8.378 
 
2.481 
 
2251.1 
 
Goiás 
 
 
Lagoa Santa 
 
1.885 
 
2.738 
 
458.8 
 
Goiás 
 
 
Paranaigura 
 
4.281 
 
2.473 
 
1153.7 
Mato Grosso do 
Sul 
 
Porto Murtinho 
 
222.435 
 
8.361 
 
17734.9 
Mato Grosso do 
Sul 
 
Miranda 
 
67.525 
 
8.216 
 
5478.6 
Mato Grosso do 
Sul 
 
Aquidauana 
 
187.267 
 
7.361 
 
16958.5 
Mato Grosso do 
Sul 
 
Corguinho 
 
27.584 
 
6.963 
 
2640.8 
Mato Grosso do 
Sul 
 
Rio Negro 
 
3.349 
 
3.701 
 
1807.6 
Rio Grande do 
Sul 
 
Unistalda 
 
10.471 
 
11.588 
 
602.3 
Rio Grande do 
Sul 
Santo Antonio 
das Missões 
 
22.195 
 
8.631 
 
1714.2 
Rio Grande do 
Sul 
 
Itacurubi 
 
15.972 
 
9.524 
 
1118.0 
Rio Grande do 
Sul 
 
Bossoroca 
 
21.227 
 
8.865 
 
1596.2 
 
Santa Catarina 
 
 
Guaraciaba 
 
1.324 
 
2.532 
 
330.6 
 
Santa Catarina 
 
 
Pomerode 
 
2.176 
 
6.719 
 
215.9 
 
Santa Catarina 
 
 
São Martinho 
 
2.560 
 
7.601 
 
224.5 
 
Santa Catarina 
 
 
Pedras Grandes 
 
1.821 
 
7.065 
 
171.8 
 
Paraná 
 
São Carlos do 
Ivaí 
 
2.160 
 
6.397 
 
225.0 
 
Paraná 
 
Iracema do 
Oeste 
 
808 
 
6.606 
 
81.5 
 
Paraná 
Santa Terezinha 
de Itaipu 
 
2.525 
 
6.592 
 
259.3 
 
Paraná 
 
 
Ubiratã 
 
5.919 
 
6.046 
 
652.5 
 
Minas Gerais 
 
 
Lamim 
 
988 
 
5.574 
 
118.1 
 
Minas Gerais 
 
 
Alto Rio doce 
 
4.358 
 
5.598 
 
518.9 
 
Minas Gerais 
 
Ewbank da 
Camara 
 
930 
 
5.970 
 
103.8 
 
Minas Gerais 
Desterro do 
melo 
 
1.274 
 
5.962 
 
142.4 
 
Rio de Janeiro 
 
Porto Real 
 
645 
 
8.500 
 
50.5 
 21 
 
Rio de Janeiro 
 
 
Pinheiral 
 
833 
 
7.231 
 
76.7 
 
Rio de Janeiro 
São José do 
Calçado 
 
500 
 
1.222 
 
272.7 
 
Rio de Janeiro 
 
Guaçuí 
 
 
 
956 
 
 
1.362 
 
 
467.7 
 
 
Rio de Janeiro 
 
 
Mimoso do Sul 
 
1.480 
 
1.137 
 
867.2 
 
Rio de Janeiro 
Divino de São 
Lourenço 
 
283 
 
1.073 
 
175.7 
 
São Paulo 
São Caetano do 
Sul 
 
280 
 
12.152 
 
15.3 
Fonte: Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) 
 
5.7. Como se proteger dos raios 
Geralmente os raios só atingem locais altos como antenas, mastros, morros, 
montanhas, torres, árvore e até mesmo pessoas que estiverem em pé em locais abertos 
como praias, fazendas, campos de golfe ou de futebol. Caso a pessoa esteja em um lugar 
descampado sem poder abrigar-se em uma casa ou dentro de um automóvel, o 
recomendado é ficar agachado e com a cabeça entre os joelhos até que passe a 
tempestade. Jamais se deite ou fique descalço, mantenha os pés juntos isso impede que 
uma corrente elétrica circule por suas pernas. Se estiver com algum objeto metálico 
pontiagudo como uma vara de pesca, taco de golfe, enxada, procure livrar-se dele, como 
também evite ficar embaixo de árvores. A maior parte de mortes em locais abertos ocorrem 
com pessoas que estão embaixo de árvores. Por mais que a pessoa não esteja em contato 
com a árvore, poderá ser atingida por descargas laterais caso esta árvore seja atingida por 
um raio, pois madeira tem uma condutividade baixa. O tipo de árvore e solo influencia na 
ocorrência de descargas laterais, quanto maior a umidade existente na árvore, maior 
também será a sua condutividade e menor a probabilidade de ocorrência de descargas. 
Ficar dentro de carros não conversíveis também é recomendado, pois são seguros 
devido à carroceria levar a descarga até o solo através do ar ou dos pneus,que não 
conseguem isolar a corrente elétrica. Não se deve tocar em nenhuma parte metálica, nem 
no rádio e se possível deixar motor desligado e manter as janelas totalmente fechadas. 
Para quem está dentro de casa deve-se afastar das paredes, não ir até a janela, não 
falar ao telefone e evitar banhos de chuveiro elétrico. Se um raio cair na antena de televisão, 
a corrente elétrica irá se espalhar por toda a instalação elétrica da casa, tornando perigoso o 
contato com os equipamentos elétricos, sendo assim ao iniciar uma tempestade desligue 
todos os aparelhos das tomadas. É aconselhável evitar o toque em torneiras, pois a corrente 
pode se propagar nos canos de água, principalmente se ela for metálica. Se uma pessoa 
estiver em banhos de mar ou rio, deve sair, pois a água é boa condutora e faz com que a 
 22 
corrente do raio atinja grandes distâncias, mesmo que o raio caia na água a alguns 
quilômetros pode ser fatal. 
Para quem estar dentro de um avião também pode ser considerar protegida, pois a 
descarga elétrica tende a correr nas partes metálicas externas, não entrando no avião, 
seguindo o seu percurso na atmosfera. Geralmente o raio que cai sobre o avião percorre um 
caminho do nariz até à cauda ou de uma asa para outra. 
A fabricação de aviões sem o uso de materiais metálicos pode ser perigosa, pois o 
metal tende a blindar o interior do avião contra os campos eletromagnéticos gerados pelo o 
raio. Esses campos podem afetar a parte eletrônica mais sensível do avião, causando panes 
parciais nos instrumentos. 
A situação pode ser diferente para quem está em um barco, o mastro que tem nos 
barcos, é em geral o ponto mais alto em relação a sua vizinhança, sendo mais fácil de ser 
atingido por um raio. Um barco atingido por um raio pode afundar ou até mesmo sofrer um 
incêndio destruindo-o completamente. Para evitar esses incidentes ou pelo menos diminuir a 
probabilidade desses acontecimentos, pode-se usar o mastro metálico como um pára-raios, 
conectando-o à água através de um cabo condutor isolado a estrutura do barco. O mastro 
tem que ter uma altura de no mínimo um quarto do comprimento do barco, o cabo se 
possível deve seguir caminho reto até uma placa metálica em contato direto com a água. 
Caso haja no barco objetos metálicos grandes, devem ser conectados ao cabo evitando que 
ocorram descargas laterais. Mas se o mastro for de madeira ou fibra, um fio de cobre com 
uma espessura razoável deve ser colocado ao longo do seu comprimento e ligado a um 
cabo conectado a água. O mais recomendado, mesmo tomando todos os cuidados é ficar 
dentro da cabine do barco durante a tempestade. Porém os barcos são bem menos 
atingidos do que os aviões, já que poucos raios ocorrem nos oceanos. 
 
6. Pára-raios 
Se o sistema elétrico de uma casa é atingido por um raio, as voltagens induzidas são 
suficientemente grandes provocando faíscas nas tomadas. Essas faíscas podem provocar 
incêndios e destruir toda a casa. A descarga induz uma força magnética capaz de arrancar 
os fios da parede, principalmente os estão próximos aos cantos. 
As pessoas que vivem na zona urbana se sentem mais seguras, devido à presença 
dos pára-raios. O pára-raios é uma haste condutora que tem na ponta um material metálico 
resistente ao calor, conhecido por captor, ele é colocado na parte mais alta do local que se 
quer proteger. O captor pode ser feito de bronze, latão, aço inoxidável ou ferro e possui 
diversas pontas a fim de distribuir o impacto da descarga elétrica. Para aumentar na 
extremidade, o campo elétrico pelas cargas existentes no interior da nuvem, a haste tem 
forma pontiaguda, assim a resistência elétrica do ar é rompida neste ponto o que facilita a 
 23 
queda do raio sobre ela. A haste tem sua outra ponta ligada por cabos condutores 
metálicos, a barras também metálicas que são enterradas no solo formando o aterramento. 
A intenção do uso do pára-raios é dar início a uma descarga conectante, toda vez que 
o raio chegar próximo (algumas dezenas de metros) criando assim um caminho de baixa 
resistência, para que o relâmpago ao vir da nuvem percorra este trajeto e siga em direção 
ao solo. O método do sistema de aterramento impede que o potencial atinja grandes 
valores, que podem causar descargas laterais. Este método de proteção é conhecido por 
método de Franklin, (figura15) já que foi Benjamin Franklin em 1755 que sugeriu este tipo de 
pára-raios. Os pára-raios utilizando o método Franklin são muitos usados na maioria de 
prédios residenciais e comerciais no Brasil, e são instalados também nos mastros de muitos 
navios. 
 
 
Figura 15: Pára-raios método de Franklin. 
Fonte: http://www.widesoft.com.br/users/denis/Pararaio/tipos.htm 
 
 
Um pára-raios jamais pode ser considerado totalmente seguro, o do tipo Franklin é 
definido em termos da sua eficiência em captar e conduzir os raios até o solo. De uma forma 
geral pode-se dizer que a eficiência de proteção de um pára-raios está por volta de 90% 
para uma região circular definida a partir da extremidade da haste, linha que formam um 
ângulo de 45° com a haste. Já o raio considerado com 98% de eficiência de proteção tem 
um ângulo correspondente a 25°. Esses valores de eficiência serão válidos para hastes com 
altura inferior a 20 metros. Alturas acima de 30 metros a eficiência diminui sendo 
recomendado à utilização de outros métodos de proteção. 
Existe também o pára-raios radioativo (figura16), basicamente igual ao pára-raios de 
Franklin, com a utilização de elemento radioativo que são colocados na ponta da haste com 
 24 
a intenção de ionizar o ar que estar ao seu redor, o que facilita o caminho do raio em sua 
direção. 
 
 
Figura 16: pára-raios radioativos. 
Fonte: www.layoutindustrial.com.br/para_raio_radioat. 
 
Em geral é utilizado o elemento radioativo amerício 241 ou o rádio 266. A ionização 
que é produzida pelo elemento radioativo é muito superior à radioatividade natural do ar em 
região pequena com em volta do pára-raios o que não produz o efeito esperado. Desde 
1988 os pára-raios radioativos estão proibidos no Brasil, mas ainda há muitos deles 
instalados em grandes cidades do país, 30% deles estão na cidade de São Paulo. 
Um outro método utilizado, em prédios industriais considerados sensíveis a danos 
produzidos por raios em conseqüência a existência de grande quantidade de equipamentos, 
é a gaiola de Faraday (figura17). Este método recebeu este nome em homenagem ao físico 
inglês Michael Faraday (1791-1867), que foi quem o inventou. Ele consiste na criação de 
uma gaiola com estrutura de metal, que atua como uma blindagem contra os raios, isso faz 
com que o que está no seu interior seja protegido. Um exemplo deste método é a proteção 
que tem a pessoa que está em carro ou avião. 
 
 
Figura 17: Pára-raios gaiola de Faraday. 
Fonte: http://www.widesoft.com.br/users/denis/Pararaio/tipos.htm 
 
 
 25 
7. A importância dos raios na natureza 
O nitrogênio, o oxigênio, pequenas quantidades de dióxido de carbono e elementos 
raros, consiste basicamente na formação da atmosfera da Terra. Devido a sua grande 
intensidade, quando ocorre o relâmpago, ele quebra as moléculas de oxigênio e nitrogênio 
do ar dentro do canal. Os átomos provenientes reúnem-se as outras moléculas ou agrupam-
se a novas moléculas, modificando a química da atmosfera em torno da região do canal. Há, 
no entanto três processos importantes. 
 O primeiro relaciona-se na formação do composto aminoácido que teria ocorrido do 
início da evolução da atmosfera terrestre, a três bilhões de anos. Os aminoácidos teriam 
surgido através de moléculas de amônia, metano, hidrogênio e vapor de água abundante, 
quebradas por relâmpagos, que são estruturas básicas para a formação de proteínas que 
não podem faltar para as várias formas de vida no planeta. Tal processo pode ser possível, 
é o que mostra experimentos realizados em laboratóriosutilizando descargas induzidas em 
mistura de metano, hidrogênio e amônia, mas há incertezas relacionadas aos estágios 
inicias da evolução da atmosfera terrestre. 
A quebra de moléculas do gás nitrogênio ocasionado pelos os relâmpagos, torna 
possível que os átomos deste elemento unam-se a outros elementos, este é o segundo 
processo. Os átomos de nitrogênio e o átomo de oxigênio fixam-se formando o oxido de 
nitrogênio (NO). O oxido é levado pelas nuvens ao solo, tornando-o fértil. Cada relâmpago 
produz cerca de um quilograma de NO, e por volta de 100 milhões de toneladas de NO, são 
levados ao solo convertidos em ácidos nítricos. Já no solo as raízes das plantas absorvem-
nos, ajudando na formação de grãos e frutas que servem de alimentos para homens e 
animais. Não só o oxido de nitrogênio, mas também outros elementos contendo nitrogênio 
são criados através do metabolismo de organismos no solo e na água e por processos 
industriais, chamados de fertilizantes industriais. Mesmo não sendo a principal fonte, óxido 
de nitrogênio produzido por relâmpagos é muito importante em termos globais, 
principalmente para a agricultura. 
O terceiro processo também se relaciona à produção de óxidos de nitrogênio a partir 
de átomos de nitrogênio e oxigênio durante relâmpagos. Enquanto estes óxidos estão na 
atmosfera, através de reações químicas, podem alterar a concentração de ozônio. Os 
relâmpagos modificam o equilibro da atmosfera em volta dos locais onde eles ocorrem, 
quebrando as moléculas do ar, essas moléculas por sua vez se recombinam dando origem a 
novos elementos que modificam o equilíbrio da atmosfera, afetando de importantes 
elementos como o ozônio. Essa concentração é muito importante para a vida, uma vez que 
ela funciona como um escudo natural à radiação ultravioleta do Sol, possibilitando que 
apenas uma parte dela chegue ao solo. Se essa radiação for muito elevada pode ser 
prejudicial à saúde, causando várias doenças entre elas o câncer de pele. Estima-se que a 
 26 
variação da concentração de ozônio na atmosfera provocada por relâmpagos é pequena, o 
que indica que os relâmpagos é um fator secundário no que diz respeito à concentração 
total de ozônio. É bem possível que no Brasil como em qualquer região tropical, os 
relâmpagos afetem de forma significativa a concentração de ozônio. 
Através de incêndios os relâmpagos atuam de forma indireta na química da atmosfera 
e do solo. Uma grande quantidade de gás carbônico e outros tipos de gases são levados do 
solo para cima durante os incêndios, porém ainda não se sabe se este processo influência 
na química da atmosfera. O que se sabe com certeza é que os incêndios produzidos por 
relâmpagos podem produzir uma reciclagem de nutrientes do solo, o que favorece a 
perpetuação não só de espécies vegetais como também animais. 
Levando em consideração a complexidade envolvida na química da atmosfera 
terrestre, é lógico pensarmos que os relâmpagos têm um papel importante no equilíbrio 
químico da atmosfera. 
 
7.1. Mitos sobre os raios 
Atualmente mesmo depois de muitos avanços nos estudos relacionados a raios, ainda 
há varias crenças, que são conservadas ao longo das gerações. Entre os diversos mitos, o 
que mais se escuta é que um raio não cai duas vezes no mesmo lugar, porém não é 
verdade, raios costumam cair várias vezes no mesmo lugar, um exemplo claro é o mastro 
de bandeira que há em Brasília na Praça dos 3 Poderes, ele já foi atingido várias vezes e 
por sorte sempre resistiu. 
Uma outra crendice, durante a Idade Média, era que durante as tempestades os sinos 
das igrejas deveriam ser tocados, pois sendo assim os espíritos maus seriam afastados. Por 
causa desta crença muitos sineiros morreram atingidos por raios. 
A fim de evitar que alguém seja atingido por um raio, algumas lendas recomendam que 
durante as tempestades todos os espelhos da casa devem ser cobertos ou virados para a 
parede, ascender velas, rezar e queimar palmas bentas ajuda a afastar os raios, ou ainda 
encolher-se sob a mesa ou deitar-se debaixo da cama. 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Os relâmpagos causam muitos prejuízos desde a degradação do meio ambiente até a 
morte dos seres vivos em geral. Porém, pesquisas podem trazer benefícios para a 
sociedade, desde a oferta de áreas para novos profissionais a desenvolvimento de novas 
tecnologias. 
“Várias áreas de pesquisas (como a Física, as Ciências Espaciais, a Meteorologia, a 
Engenharia Aplicada, etc.) têm desenvolvido novos planos de investigação, pois esse 
fenômeno, que se acreditava algo bem conhecido, tem revelado aspectos inusitados. 
 27 
Aumentaram, assim, as motivações para pesquisas de detecção conjuntas com radares, 
satélites, monitoramento observacional de superfície, etc.” (MENDES e MARGARETE, 
2002). 
Os relâmpagos são importantes na natureza, e têm sua parcela de contribuição para o 
ser humano, ajudando nas pesquisas sobre o circuito elétrico atmosférico global e nas 
atividades elétricas das nuvens cúmulo-nimbos. A energia das descargas elétricas e os 
efeitos eletromagnéticos causam muitas destruições, logo os mecanismos elétricos são 
assuntos de muitos estudos, a fim de elaborar métodos de segurança. 
Por o Brasil estar localizado próximo ao equador e por apresentar uma grande 
extensão territorial, isso propicia a ocorrência de vários relâmpagos, facilitando assim para 
os futuros pesquisadores. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
A vida em sociedade é indispensável e por esse motivo considero tola a pessoa que 
acha que pode realizar algo sozinha. 
Com algumas poucas palavras quero agradecer a Deus por ser minha fonte de 
inspiração e confiança. 
Aos meus pais que mesmo estando distantes, em nenhum momento deixaram de 
acreditar em mim, apoiando o meu progresso durante toda a vida estudantil. 
A todos os professores, que contribuíram, com seus conhecimentos, para a minha 
formação. Em especial ao professor orientador, Dr. Sérgio Luiz Garavelli, pela contribuição 
no desenvolvimento deste trabalho de conclusão de curso, e por ser um dos principais 
responsáveis do meu ingresso nesta instituição. 
A Universidade Católica de Brasília, por ter sido local de desenvolvimento pessoal e 
ponto de encontro com verdadeiros amigos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 28 
BIBLIOGRAFIA 
Figura1. Disponível em: <http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2000/raios/rtt.htm>. Acesso: em 
17 de abril de 2007. 
Figura2. Disponível em: <http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2000/raios/rtt.htm>. Acesso: em 
17 de abril de 2007. 
 
Figura3. Disponível em: <http://i54.photobucket.com/.../luzdeluma/73c1d322.jpg.htm> 
 
Figura4. Disponível em: <http://www.meteorologia.it/Fotoatlante/foto/cumolini.htm> 
 
Figura5. Disponível em: < http://www.meteoisere.com/.../cumulonimbus.JPG.htm> 
 
Figura10. Disponível em: < http:// www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif> 
 
Figura11. Disponível em: < http:// www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif> 
 
Figura12. Disponível em: < http:// www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif> 
 
Figura13. Disponível em: < http:// www.ghcc.msfc.nasa.gov/images/lightning.gif> 
 
Figura14. Disponível em: < http:// www.conspiracyarchive.com/.../ball-lightning.jpg> 
 
Figura15. Disponível em: < http:// www.widesoft.com.br/users/denis/Pararaio/tipos.htm> 
 
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