Durante tempestade intensas de raios, as extremidades mais altas de estruturas condutoras de eletricidade, como mastros de navios e torres de telefonia celular, podem apresentar um brilho com aspecto azul, conhecido popularmente como “fogo de santelmo”. O fenômeno despertou o interesse de cientistas do MIT que estudam como descargas elétricas podem afetar aeronaves.

Em pesquisa publicada recentemente na revista Journal of Geophysical Research: Atmospheres, os estudiosos reproduziram o fogo de santelmo em laboratório para alterar as cargas elétricas de um modelo de uma asa de avião. Eles investigam a hipótese que o processo pode diminuir a probabilidade de aeronaves serem atingidas por raios ao atravessarem tempestades.

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Apesar do nome, o fogo de santelmo (ou descarga de corona) não corresponde a um incêndio: trata-se de uma descarga elétrica provocada por um campo suficientemente intenso para promover a ionização do ar. O processo induz a excitação de gases carregados, que emitem fótons responsáveis pelo brilho do fenômeno.

A cor das ‘chamas’ depende do tipo de gás que é ionizado. Uma vez que a atmosfera da Terra contém principalmente nitrogênio e oxigênio, o brilho assume as cores azul ou violeta.

Reprodução

Fogo de santelmo observado de uma cabine de avião. Imagem: Creative Commons

Embora ainda sejam necessários mais estudos para confirmar a suposição dos cientistas, os experimentos indicaram que o fogo de santelmo é eficaz para promover as mudanças nas cargas dos veículos. Além disso, os resultados mostraram que rajadas de ventos afetam de forma diferente o fenômeno em corpos suspensos no ar e estruturas conectadas ao solo.

Procedimento

Desde 2018, a coautora da pesquisa, Carmen Guerra-Garcia trabalha para desenvolver um sistema capaz de ajustar a carga elétrica do avião para reduzir a probabilidade do veículo ser atingido por um raio. A cientista explica que quando a aeronave está no meio de uma tempestade, o avião emana dois canais ionizados, um com carga positiva e outro com carga negativa.

A proposta do novo estudo foi usar o fogo de santelmo para modificar artificialmente as cargas das aeronaves. Eles construíram um modelo de asa de avião de madeira revestido por materiais condutores e posicionaram o objeto em um pedestal isolado. Na sequência, os cientistas geraram uma descarga de corona no protótipo. O processo resultou em uma chama luminosa que emitiu íons positivos.

Em seguida, os pesquisadores expuseram a asa do avião a rajadas de ventos crescentes. O estudo observou que, conforme o aumento da força das rajadas, a intensidade da descarga de corona na asa do avião decai e vice-versa. Trata-se de uma lógica diferente do que acontece com estruturas ligadas ao solo, em que quanto mais forte as rajadas de vento, maior o brilho do fogo de santelmo.

Método Eficaz

Em entrevista ao ArsTechnica, Guerra-Garcia disse que o experimento mostra que, apesar de algumas limitações, é possível carregar um objeto isolado, como uma aeronave, usando descargas de fogo de santelmo. “Para fins práticos, pode haver melhores formas de carregar [um avião], mas este estudo demonstra a ideia de usar a emissão de carga para essa finalidade”, disse a cientista.

Ela afirma ainda que investigar novos meio de proteger aeronaves contra a atividade de descargas elétricas é importante ao passo que ainda há poucas informações sobre os possíveis impactos desses eventos meteorológicos sobre tecnologias recentes de veículos aéreos, desde drones até aeronaves elétricas.

Via: Arstechnica