PARA-RAIOS: Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)

Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) são compostos por dispositivos instalados nos pontos mais altos das edifícios e estruturas, eles proporcionam um caminho com a menor resistência elétrica possível à corrente eléctrica criada pela descarga atmosférica fluir em direção a terra, sem danificar equipamentos ou estruturas, além de proteger as pessoas dentro da instalação.Basicamente o objetivo do SPDA é dissipar para terra essa perigosa corrente elétrica, direcionando a corrente por um caminho mais seguro possível, desta maneira minimizando ou anulando seus impactos.

A utilização do SPDA não impede a incidência de descargas atmosféricas no local, as descargas são fenômenos naturais causados, pelo atrito das nuvens no céu, este atrito gera um efeito de eletrização de grande diferença de potencial; desta forma é impossível anular a indecência das descarregas, mas através dos SPDA´s podemos minimizar os seus efeitos nas instalações, construções e proteger as pessoas nelas abrigadas.

Tipos de Sistema.

Se tratando de métodos de dimensionamento, há 3 modelos normalizados, o que deve ser escolhido levando em consideração os factores e obedecendo o quesito conformidade, segurança e análise de um profissional habilitado:

1 -  O método Franklin, consiste na utilização de mastros com captores de modo que todo volume da edificação a ser protegido fique dentro de uma zona espacial do sistema. Devido as suas limitações em função da altura e nível de protecção, passa a ser recomendado apenas para edifícios de pequeno porte.

2 - O método Gaiola de Faraday se baseia na planta de cobertura da edificação, envolvendo toda a estrutura por malhas e cabos de descida, aterrados convenientemente, espalhados por toda a estrutura de acordo com o espaçamento prescrito pelo nível de protecção.

3 - O método Eletrogeométrico é o mais recente e consiste em fazer rolar uma esfera, com raio definido em função do nível de proteção, por todo o edifício. Os locais onde ela tocar, são os mais expostos às descargas atmosféricas e devem ser protegidos por elementos metálicos (captores Franklin ou condutores metálico. Contudo, existem tambem os chamados para-raios ionizantes e que se tornaram populares devida proteção não passiva dos raios.

Para-raios ionizante.

O para-raios ionizante é também conhecido como para-raios com dispositivo de ionização (PDI). Em comparação com os SPDA tradicionais (sistemas passivos), o para-raios ionizante é um sistema activo. Como principal característica, seu raio de proteção é maior que o de qualquer sistema de proteção antigo. O seu raio de proteção considerável permite proteger os edificicios e áreas abertas, onde a segurança de pessoas e de materiais inflamáveis é essencial. Como sua principal aplicação é a proteção de grandes estruturas e áreas abertas, o custo-benefício deste sistema se tornou mais vantajoso neste tipo de infraestrutura.

O para-raios ionizante baseia seu funcionamento nas características elétricas do fenômeno de raio. Geralmente composto por uma ponta metálica e componentes eletrônicos, o objetivo deste para-raios é detectar e antecipar a formação da descarga atmosférica. Ele é caracterizado por poder antecipar uma descarga atmosférica, e realiza isso através da emissão de um traçador ascendente, o que sobressai em relação aos tradicionais pontas de Franklin.


O funcionamento do para-raios ionizante.

A descarga atmosférica (ou raio) é a consequência de uma diferença de potencial entre a nuvem e a terra. Traduzindo para o nosso caso, a diferença de potencial é a variação entre a voltagem elétrica presente nas nuvens e a voltagem do solo. É essa diferença de potencial que faz as partículas elétricas das nuvens se moverem para o solo na forma de uma corrente elétrica. O raio começa quando a nuvem lança o chamado “traçador descendente”, que propaga essa corrente elétrica em direção ao solo. À medida que o traçador descendente se aproxima do chão, objectos ou pontos altos, como árvores, torres ou para-raios, começam a gerar um campo de ionização elétrica que aumenta naturalmente (o chamado “efeito coroa”). Com a diferença de potencial entre esse campo de ionização da terra e o que vem do céu, uma descarga elétrica ascendente é gerada em direção à nuvem, o chamado “traçador ascendente”. Desta forma os raios são atraidos para o SPDA de forma activa protegendo tanto os edificio como os extruturas externas.

Manutenção do sistema.

A eleboração do programa de manutenção geral do sistema de protecção contra as descargas atmosféricas deve ser antecipado de uma inspeção geral, reparação ou substituição dos componentes principais, e da medição das resistências de aterramento, de maneira a se criar uma base de dados para as intervenções futuras e a melhoria dos problemas identificados. O plano de inspeção deve ser feito com a anuência do cliente e a apresentação de um relatório detalhado do estado dos equipamentos.

Contudo, a inspeção servirá para avaliar a condição dos equipamnetos principais; Se o Mastro não está queimado ou possui a luz piloto; avaliar as condições das hastes, se estão esticadas ou não, e se os isoladores estão bem fixados à estrutura; a limpeza e substituição de cabos e captores em caso de oxidação ou quebra; avaliação dos pontos de aterramento; reaperto de parafusos e porcas soltas, a medição óhmica da sua respectiva resistência, análise de risco, etc.

Portanto, mesmo em casos onde não ocorrem mudanças estruturais ou na rede eléctrica, é recomendado que se realize a medição óhmica dos para-raios anualmente, pois este procedimento permitirá a total segurança e garantia de que o equipamento estará funcionando de forma a utilizar todo o seu potencial de proteção; A medição  é especialmente necessária para locais onde há uma grande incidência de raios.

Para instalações de alto risco de explosão e incêndios, propoe-se que a inspeção do SPDA seja feita conforme as normas internacionais e de acordo ao Decreto Presidencial 63/15 de 9 de Março nos seguintes moldes:

• Identificação do local
• Identificação do risco
• Legislação aplicável
• Constatação com identificação do sistema
• Relatório de não conformidade a norma Angolana
• Plano de acções e recomemdações

Portanto, depois de avaliado, reparado ou instalado, o sistema de Protecção Contra Descarga Atmosférica deve ser inspecionado semestralmente, para verificação das condições gerais do sistema e medição das resistências  de aterramento. Através da medição óhmica, o técnico avalia se a descarga está ocorrendo corretamente. O programa de reparação ou manutenção correctiva será previamento acordado com o cliente antes da sua implementação.

Com sólida experiência no mercado, a Empresa ERM Macedo, Lda garante uma prestação de serviço adequada a necessidade do cliente, usando equipamentos modernos e técnicas adequadas ao tipo de instalação com relatórios especificos para cada instalação, includindo historial de cada localidade com recurso a um software de gestão de dados. Para além dos serviços de manutenção do sistema de descarga eléctrica, oferecemos um serviço de avaliação da instalação do sistema de distribuição eléctrica, com estudos termográficos e avaliação da integridade dos circuitos eléctricos, incluindo as tomadas eléctricas.

Nota que a sobretensão é a maior causa de danos em equipamentos eletrónicos. Geralmente são consequência de descargas atmosfericas directas ou indirectas. Quando a descarga ocorre directamente nas linhas de transmissão ou nas proximidades da instalação eléctrica, a propogação para o sistema eléctrico dos edificios acontece de forma aleatória e com níveis altos de tensão. Os utilizadores de equipamentos eletrónicos, equipamentos de telecomunicações ou sistemas de processamento de dados enfrentam o enorme desafio de os manter em funcionamento em zonas com maior incidência de descargas atmosféricas.

Existem várias razões para este facto, nomeadamente a integração de componentes eletrónicos que os tornam mais vulneráveis, a importância da continuidade de serviço, e o aumento de cobertura das redes de transmissão de dados e voz, aumentado desta forma a sua exposição aos fenómenos de descarga atmosférica. Este fenómeno natural de curta duração (na ordem dos microsegundos) origina correntes muito elevadas e altamente destrutivas, provocando danos colaterais como as sobretensões transitórias, muitas vezes tão destrutivas como a própria descarga. Torna-se assim essencial que, para além da proteção contra os efeitos directos (para-raios), sejam também contemplados mecanismos para os efeitos indiretos, através da aplicação de descarregadores de sobretensão ou dispositivo de proteção contra surtos (DPS).

Nesta conformidade, é importante fazer a manutenção e inspensão do SPDA, incluindo do sistema que proteção contra sobretensão, protegendo desta forma não somente o edificio como também os respectivos equipamentos.