O que é um para-raios
Entenda um pouco sobre para-raios
Se pudéssemos resumir muito a definição de para-raios a melhor seria um ponto alto, passivo, que não oferece resistência e que servirá de melhor caminho para a descarga elétrica produzida pelas nuvens.
A nuvem cumulonimbus que causa descargas elétricas (raios), é representada por um enorme bi polo de altura entre 10 e 20 quilômetros e dimensões de largura variáveis.
Dentro dela há grande deslocamento de massas quentes e geladas, e a temperatura entre sua base e o topo pode variar entre -10º e -80º, de forma que o atrito dessas massas geram cargas elétricas positivas e negativas. As positivas acumulam-se na parte superior da nuvem e as negativas na parte inferior.
Quando o volume de carga é grande, começa a transbordar e isso se dá por um caminho no espaço onde a resistividade à eletricidade é menor, formando-se assim o relâmpago, que nada mais é do que uma descarga elétrica.
Essa descarga se dirige ao solo, atingindo o que se sobressai a ele, como uma árvore, um edifício, um poste e até um ser humano.
O para-raios, não atrai a descarga elétrica, pois instalado em um ponto alto e sem oferecer resistência, apenas servirá como um caminho preferencial para a corrente do raio.
Os Sistemas de Proteção Contra Descarga Atmosférica (SPDA)
No Brasil, a norma adotada para regulamentar as instalações de para-raios, é a NBR-5419/2015 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), que dita as condições mínimas exigíveis para proteção de estruturas comuns utilizadas para fins comerciais, industriais, agrícolas, administrativas e também estruturas especiais.
A norma Brasileira contempla dois tipos de proteção, o sistema de Franklin e o sistema de gaiola de Faraday, tendo ainda um terceiro tipo, chamado modelo eletrogeométrico, mas que somente apresenta uma forma diferente de cálculo da área de proteção, mas acaba utilizando-se da gaiola de Faraday e do próprio captor Franklin para compor o sistema de captação.
O sistema de Franklin, é composto por um captor com quatro pontas, montado sobre um mastro cuja altura deve ser calculada conforme as dimensões da edificação, podendo ser colocado um ou mais captores para proteção de uma determinada área.
O sistema de gaiola de Faraday, consiste em uma malha de captação sobre a edificação, formando módulos retangulares com a utilização de condutores a base de cabo de cobre ou fitas de alumínio, ambos devidamente fixados com seus suportes adequados.
É possível ainda, fazer uma associação dos dois sistemas de proteção, lembrando que as características da edificação é que vão definir qual a melhor solução de proteção e de custo benefício. Vale mencionar que, no sistema de captação, a bitola mínima do condutor de cobre deve ser de 35mm² e para condutor de alumínio é de 70mm².
Ambos os sistemas mencionados, necessitam serem ligados aos aterramentos, e esta ligação se faz através das descidas, que são calculadas levando-se em consideração o tipo de edificação e qual sua utilização, ficando na maioria das edificações uma descida para cada 15 metros de perímetro, ou seja, soma-se o perímetro da edificação e divide-se por 15, tendo assim a quantidade de descidas adequadas aos padrões da norma, para a classe de proteção III.
Os condutores de descida obedecem ao mesmo adotado para o sistema de captação, quanto ao tipo e quanto às bitolas, devendo as descidas serem protegidas próximas do solo com tubos de pvc, normalmente utilizados de 1.1/4” x 3 metros e serem providos de caixas de inspeção e conectores de medição, para futuras medições de resistência Ôhmica.
A importância do aterramento adequado
Vimos até aqui que um sistema de para-raios, tem sua composição básica no sistema de captação, no sistema de descidas e existe ainda o terceiro sistema que considero o mais importante, que é o sistema de aterramento.
Para cada descida a ser executada, deve ser implantado uma tomada de terra, que pode ser composta com hastes de terra, normalmente utilizadas as hastes do tipo Copperweld de 5/8” x 2,40 metros, que são enterradas no solo e ligadas a descida com cabo de cobre nu de 50mm² e com conectores apropriados em latão ou cobre, ou ainda solda exotérmica.
O aterramento adequado, conforme recomendação da norma, deve ter as várias tomadas de terra instaladas, interligadas entre si com uma malha de cabo de cobre nu de 50mm² enterrado no solo a aproximadamente 0,50 metros, possuir caixas de inspeção com tampa removível e ainda estar esta malha geral de terra, ligada ao aterramento de elétrica, telefonia, massas metálicas, aterramentos de equipamentos e outros aterramentos, proporcionando assim uma equalização entre os diversos aterramentos da edificação, que normalmente é feita por meio de uma caixa de equalização chamada BEP (Barramento de Equalização Principal).
A norma não mais menciona a necessidade de se ter nesta malha de terra, um valor de medição ôhmica próximo ou abaixo de 10 ohms, para garantir a dissipação das correntes dos raios sem causar danos e acidentes, mas recomenda uma malha calculada, onde se mede a continuidade entre as descidas e que se faça uma medição de continuidade final, via a caixa de BEP e o sistema de captação, onde esse valor de resistência deve ficar no máximo em 0,2 Ôhms.
É importante lembrar que, todas as estruturas metálicas próximas do sistema de para-raios, como antenas de tv, escadas metálicas, equipamentos de ar condicionado, antenas parabólicas, dutos de exaustão, tubos, guarda-corpos, chaminés e até tubulações de gás, esta última com a obrigatoriedade de usar um centelhador, sejam interligadas ao sistema de proteção, para proporcionar equalização de potenciais e evitar assim faíscamentos perigosos.