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Ciência

Fim do para-raios? Cientistas usam canhão de laser que guia raio para longe

Torre de laser foi instalada ao lado da torre de telecomunicações na montanha Säntis, na Suíça - TRUMPF/Martin Stollberg — Torre de laser foi instalada ao lado da torre de telecomunicações na montanha Säntis, na Suíça Imagem: TRUMPF/Martin Stollberg

Simone Machado

Colaboração para Tilt*, em São José do Rio Preto (SP)

17/01/2023 14h31Atualizada em 18/01/2023 09h30

Lançar um laser para o céu pode evitar que raios atinjam um determinado lugar. É o que destaca um estudo feito por uma equipe de cientistas ses que usaram luzes para evitar que esses tipos de descargas elétricas atingissem uma torre de telecomunicações, localizada no topo de uma montanha na Suíça.

A solução, ainda em testes, poderia ajudar no desenvolvimento de proteção contra raios em aeroportos, plataformas de lançamento ou grandes estruturas, por exemplo.

O físico Aurélien Houard, do Laboratório de Óptica Aplicada do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica em Paris, e seus colegas colocaram um equipamento laser para operar nas imediações de uma torre de telecomunicações a mais de oito mil pés (cerca de 2,4 km) de altitude.

O objetivo era analisar a funcionalidade do laser durante tempestades e verificar se ele poderia guiar os raios para longe da infraestrutura - a torre de telecomunicações é atingida por raios cerca de 100 vezes por ano. Os testes foram feitos entre julho e setembro de 2021.

Houard e seus colegas queriam criar uma maneira melhor de se proteger contra raios, combatendo a eletricidade com luz.

"Embora este campo de pesquisa esteja muito ativo há mais de 20 anos, este é o primeiro resultado de campo que demonstra experimentalmente raios guiados por lasers", escreveram os cientistas em um artigo publicado na Nature Photonics.

Até então, a melhor proteção contra raios são os para-raios, haste de metal inventada no século 18 por Benjamin Franklin, cientista que descobriu que raios são descargas elétricas.

Os para-raios se conectam a cabos de metal que descem de edifícios e se ancoram na Terra, trabalhando para dissipar a energia do raio.

Os resultados do estudo

O estudo experimental foi realizado na montanha Säntis, no nordeste da Suíça. Pulsos de laser curtos e intensos foram lançados nas nuvens durante uma série de tempestades e desviaram com sucesso quatro descargas elétricas que atingiriam a ponta da torre.

Outros 12 raios atingiram a torre durante os períodos de tempestade em que o laser estava desligado.

Em uma ocasião, quando o céu estava claro o suficiente para capturar a ação em duas câmeras de alta velocidade, um raio foi registrado seguindo o caminho do laser por 50 metros.

Os sensores da torre de telecomunicações também registraram os campos elétricos e os raios-X gerados para detectar a atividade do raio. A situação foi reconstruída em um vídeo.

"Esses resultados preliminares devem ser confirmados por estudos adicionais com novas configurações", diz o estudo.
Ainda segundo os pesquisadores, foram usados disparos de até mil pulsos por segundo, muito mais rápido do que outros lasers usados em experiências anteriores, permitindo que o feixe verde interceptasse todos os precursores de raios que se formavam acima da torre.

Como o laser funciona?

Houard e seus colegas explicam que o laser lançado no céu muda as propriedades de curvatura da luz do ar, fazendo com que o pulso do laser encolha e se intensifique até começar a ionizar as moléculas de ar. Este processo é chamado de filamentação.

As moléculas de ar são rapidamente aquecidas ao longo do caminho do laser, absorvendo sua energia e depois as expelindo em uma velocidade supersônica. Isso deixa para trás canais de 'vida longa' de ar menos denso que oferecem um caminho para descargas elétricas.

"Em altas taxas de repetição do laser, essas moléculas de oxigênio carregadas de longa duração se acumulam, mantendo uma memória do caminho do laser" para o raio seguir, explicaram os pesquisadores no artigo.

Descargas elétricas de metros de comprimento já haviam sido direcionadas por lasers no laboratório, mas esta é a primeira vez que a técnica funcionou em uma tempestade de verdade.

*Com informações Science Alert