Por Jorge Paulino
Engenheiro Eletricista
Artigo escrito e publicado em:
http://engenharianodiaadia.blogspot.com/
Desde o período Paleolítico, o hominídeo já temia “as forças da natureza” – principalmente os vulcões e as descargas atmosféricas.
Os primeiros estudos sobre a eletricidade atmosférica, foram realizados no século XIII por Benjamin Franklin, por meio de um experimento que consistia na colocação de uma haste metálica abaixo de uma nuvem de tempestade. No experimento ele faria a aproximação de um corpo aterrado em contato com o solo, na nuvem, sendo a energia descarregada pela haste.
Em maio de 1752, o cientista francês Thomas-François D'Alibard (1703-1799) realizou o experimento proposto por Franklin, levantou uma barra de ferro pontiaguda na direção das nuvens de tempestade, e aproximou desta um fio aterrado, verificando que faíscas saltavam do mastro para o fio, sendo assim comprovou a hipótese de Franklin, se estabelecendo o princípio do funcionamento dos pára-raios.
As Descargas atmosféricas apresentam uma complexidade, no que se refere à natureza física do fenômeno e seus efeitos que, em muitas vezes, são severos para a sociedade pelo seu alto grau destrutivo.
Estima-se que no Brasil, a incidência de descargas, cause perdas econômicas na ordem de milhões de dólares e, anualmente, a morte de mais de cem pessoas.
O raio, é um dos impulsos elétricos de uma descarga atmosférica para a terra, nada pode ser feito para impedir a ocorrência desse fenômeno da natureza. Apenas podemos impedir que a queda de um raio em determinado local ou estrutura, cause danos catastróficos.
A instalação dos Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) é uma exigência do Corpo de Bombeiros, regulamentada pela ABNT segundo a Norma NBR 5419/2001, e tem como objetivo evitar e/ou minimizar o impacto dos efeitos das descargas atmosféricas, que podem ocasionar incêndios, explosões, danos materiais e, até mesmo, risco à vida de pessoas e animais.
Podemos definir o pára-raios como um conjunto de elementos compostos de um sistema de captação aérea (captores); sistema de descida, que liga o captor ao aterramento e sistema de aterramento, por onde a descarga se dissipará.
A “Área de proteção” de um pára-raio não é estática, é previamente definida dependendo dos fatores dinâmicos. Tais como: a forma da estrutura a serem protegidas, as massas metálicas e objetos metálicos na parte externa da edificação, variações térmicas, intensidade do campo elétrico da região a ser protegida etc.
Os principais métodos de proteção são:
Método Franklin
Baseado na proposta feita por Benjamim Franklin, vem sofrendo aperfeiçoamentos durante o tempo. Segundo a norma vigente, os pára-raios do tipo Franklin são instalados para proteger o volume de um cone, onde o captor fica no vértice e ângulo entre a geratriz e o centro do cone, variando de acordo com o nível de proteção e a altura da edificação (NBR5419/2001).
Método Gaiola de Faraday
O método consiste em instalar um sistema de captores formado por condutores horizontais interligados em forma de malha, método muito utilizado na Europa. É baseado na teoria de Faraday, segundo a qual, o campo no interior de uma gaiola é nulo, mesmo quando passa por seus condutores uma corrente de valor elevado, para isto, é necessário que a corrente se distribua uniformemente por toda a superfície. Quanto menor for a distância entre os condutores da malha, melhor será a proteção obtida (NBR 5419/2001).
Método Eletrogeométrico
Modelo Eletrogeométrico também conhecido como esfera rolante, esfera fictícia ou método da bola é uma evolução do método de proteção tipo Franklin, onde a tangente ao invés de ser reta é parabólica. Este método surgiu na década de 70 e foi desenvolvido pela engenharia de linhas de transmissão da Europa com o objetivo de minimizar os danos materiais com desligamentos dessas linhas. Em síntese este modelo consiste, em fazer rolar uma esfera fictícia sobre a edificação, em todos os sentidos, determinando assim os locais de maior probabilidade de serem atingidos por uma descarga atmosférica tendo como preceito que esses locais são locais com potencialidade de gerar lideres ascendentes que deverão se precipitar ao encontro com o líder descendente.
Pode-se também utilizar a combinação desses métodos.
Cuidados na instalação de Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA)
As exigências do uso do sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) pelo Corpo de Bombeiros são em edificação, estabelecimentos industriais ou comerciais com mais de 1500 m2 de área construída, em edificação com mais de 30 metros de altura, em áreas destinadas a depósitos de explosivos e inflamáveis, e em outras edificações a critério do Corpo de Bombeiros, quando a periculosidade se justificar; e devem obedecer a critérios de confiabilidade e de segurança.
Na execução
A execução do sistema começa pela contratação de uma empresa especializada em SPDA. Deve, como em qualquer outra atividade, atender a todos os requisitos (trabalhadores legais, encargos sociais em dia etc.), e que sigam as exigências de segurança no trabalho (treinamento de segurança básico, treinamento específico para trabalho em altura, NR-10 etc.). Os trabalhadores devem ser treinados e utilizar EPIs adequados a cada tarefa. A empresa deve realizar um estudo preliminar de riscos e apresentar medidas preventivas de segurança. Durante a realização dos serviços, deve-se realizar uma fiscalização permanente.
No Controle da qualidade
O controle de qualidade começa pela especificação correta, no projeto, nos materiais com as características previstas em norma. Todos os materiais deverão ser rigorosamente vistoriados e conferidos para evitar retrabalho e problemas legais.
Na Manutenção
Os SPDAs devem passar por inspeções visuais anualmente e inspeções completas (de acordo com o nível de proteção requerido), e nessas inspeções deverão ser identificadas eventuais irregularidades e, no caso, corrigidas imediatamente para garantir e eficiência do sistema.
Não existe uma proteção 100% segura, mas sim a utilização de dispositivos de proteção que diminuam os riscos e a probabilidade de danos aos equipamentos e instalações e/ou estruturas físicas ao serem atingidas.
É imprescindível a divulgação e difusão dos conhecimentos capazes de subsidiar a definição e a adoção de práticas eficientes para minimizar os efeitos destrutivos das descargas.
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