O que é?

É um Sistema de Proteção contra Descargas Elétricas, popularmente chamado de para-raios.

A instalação dos Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) é uma exigência do Corpo de Bombeiros, regulamentada pela ABNT segundo a Norma NBR 5419/2005, 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.

Estes equipamentos necessitam estarem em perfeito estado para que a sua função técnica ocorra em conformidade.

Em edifícios residenciais a NBR-5419 solicita uma revisão completa a cada cinco anos.

Instalações industriais esse tempo não deve ultrapassar a 12 meses, com medição de resistência ôhmica em todas as descidas.

Caso haja uma alteração na cobertura da edificação, o sistema de pára-raios deverá ser reavaliado e regularizado em função da nova situação.

Se constatada a ocorrência de queda de raio na edificação, o sistema de pára-raios também deverá ser revisado.

História

O para-raios, o SPDA mais popularmente conhecido, foi inventado por Benjamin Franklin em 1752, quando fez uma perigosa experiência utilizando um fio de metal para empinar uma pipa de papel e observou que a carga elétrica dos raios descia pelo dispositivo. Provou também que hastes de metal, quando em contato com a superfície terrestre poderiam servir como condutores elétricos, inventando assim, o para-raios.

Como funciona?

O potencial elétrico entre o solo e as nuvens cresce através do permanente escoamento de cargas elétricas para a terra. O sistema de proteção de descarga atmosférica (SPDA) oferece um caminho preferencial para as descargas elétricas que cai próxima, diminuindo o perigo de acidente envolvendo descarga elétrica. Existem dois métodos de dimensionamento:

• Método gaiola de Faraday;
• Método de Franklin (para-raios);

 

Pára-Raios – contra descargas atmosféricas

O sistema de pára-raios funciona escoando ao solo, o máximo da corrente elétrica presente em uma descarga atmosférica. Quanto maior for o percentual de corrente elétrica conduzida ao solo, melhor será a eficiência do sistema de pára-raios, apesar de que nenhuma instalação de pára-raios consegue conduzir 100% da descarga atmosférica que atinge um pára-raios (SPDA). O sistema de pára-raios irá equalizar tensão da nuvem com a do solo, ou seja, se a nuvem tem uma corrente elétrica muito alta, quando esta passar por cima da instalação do pára-raios um raio caindo ou raio subindo atingirá a instalação de pára-raios, será um grande curto circuito, gerando um enorme raio ou relâmpago.

 

Gaiola de Faraday – contra descargas atmosféricas

A Gaiola de Faraday nada mais é que um conjunto de hastes captoras e emalhados de condutores ligados à terra para, isolar eletricamente o seu interior. As Gaiolas de Faraday deverão ser dimensionadas e executadas de acordo com a norma Europeia EN 62305. É uma proteção muito eficiente e largamente utilizada. Consiste em cobrir a edificação com essa grade metálica que está devidamente aterrada. O raio bate na grade, escoa para a periferia da grade e desce pelos cabos de descida. O lado maior deve ser 1,5 a 2 vezes o lado menor.

A malha pode ocupar 4 posições:

• Ficar suspensa a certa altura da cobertura, tipo varal.
• Ficar suspensa a 20 cm da cobertura.
• Ficar depositada sobre a cobertura.
• Ficar embutida na própria laje de cobertura.

 

Modelos

Um SPDA é composto essencialmente por três componentes, o elemento captor, os condutores de baixada e o sistema de terra. Atualmente existem três modelos de pára-raios: o captor do tipo de Franklin, o captor de avanço à ignição (ionizantes) e a gaiola de Faraday.

Captor do tipo de Franklin

O captador “Franklin” é constituído por uma haste metálica , sendo a extremidade superior é pontiaguda para tem uma maior poder de acúmulo de cargas. Este sistema é o mais barato mas o menos eficiente.

Captor de avanço à Ignição

O captor de avanço à Ignição consiste na capacidade do pára-raios antecipar a descarga atmosférica e definir o percurso do raio. Este sistema é barato e apresenta elevada eficiência, embora decresça com o aumento da distância do captor.

Gaiola de Faraday

A gaiola de Faraday é um sistema de vários receptores colocados de modo a envolver o topo da estrutura e várias baixadas. A gaiola apresenta a elevada eficiência, contudo, é de difícil implementação e elevados custos.

O dimensionamento de um sistema de protecção contra descargas atmosféricas deve considerar o modelo adotado e considerar as Normas em vigor. Para os pára-raios de avanço à ignição vigora a Norma NP4426 enquanto para gaiolas de Faraday e pontas de Franklin a Norma IEC62305.

Vantagens

• Melhor eficiência e proteção
• Menor impacto estético
• Minimiza o campo elétrico dentro da edificação
• Menor manutenção preventiva

 

Desvantagens

Sem utilizar o SPDA temos riscos altíssimos a integridade das pessoas.

• Incêndios: que podem iniciar na rede elétrica, principalmente se for instalação
  antiga;
• Perda de eletrônicos: o impacto de uma descarga atmosférica pode danificar
  não apenas o sistema elétrico, como também transformadores, computadores,
  aparelhos de televisão e outros dispositivos,
• Explosões: dependendo do tipo de armazenamento realizado em uma
  edificação, como produtos químicos e inflamáveis, ao receber uma descarga
  elétrica, é possível que ocorram explosões.

 

No Brasil

O Brasil é um dos países de maior ocorrência de relâmpagos no mundo por ter grande extensão territorial e estar próximo do equador geográfico. Estima-se, com base em dados de satélite, que cerca de 50 milhões de relâmpagos nuvem-solo atinjam o solo brasileiro por ano – ou dois relâmpagos por segundo. Isto equivale a uma média de aproximadamente 7 relâmpagos por km2 por ano.

Estudos recentes têm mostrado que a ocorrência de relâmpagos tem aumentado significativamente sobre grandes áreas urbanas em relação às áreas vizinhas. Acredita-se que este efeito esteja relacionado ao maior grau de poluição sobre essas regiões e ao fenômeno conhecido como “ilha de calor”, aquecimento provocado pela alteração do tipo de solo e a presença de prédios e elementos que alteram a temperatura local.

Quando então falamos em proteger pessoas e imóveis dos efeitos adversos dos raios, estamos falando em SPDA (Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas). Eles protegem edificações, instalações elétrica, equipamentos industriais e de telecomunicações.

No livro “SPDA- sistemas de proteção contra descargas atmosféricas, teoria, prática e legislação” os autores definem a função deste em duas partes:

1ª – Neutralizar não só o poder de atração das pontas, mas também o crescimento do gradiente de potencial elétrico entre solo e a nuvem por meio do permanente escoamento de cargas elétricas da atmosfera para a terra.

2ª – Oferecer um caminho preferencial, de baixa impedância, reduzindo os riscos decorrentes de sua incidência.

Para cada tipo de estrutura e cada tipo de área é necessário um tipo particular de proteção e para todos esses casos é necessária a assistência de um engenheiro qualificado para realizar o estudo e desenvolver um projeto que melhor atenda a cada caso.

Curiosidades

1) O SPDA não atrai o raio, não para o raio e nem evita que ele caia.

2) O SPDA tem como objetivo de encaminhar a energia do raio, desde o ponto que ele atinge a edificação até o aterramento, de maneira rápida e mais segura possível.

3) O objetivo do SPDA é proteger seu patrimônio e o que tem dentro dele

4) Os raios podem ser ascendentes e descendentes

5) Um raio pode cair sim mais de uma vez no mesmo local, segundo o INPE o Cristo redentor é atingido em média por seis raios ao longo de um ano.

6) Arvores, espelhos e cercas não atraem raio

7) O fato de seu prédio ser menor que do seu vizinho não garante que o raio não caia no seu prédio

8) O Brasil é o maior país da zona tropical do planeta e seu clima favorece a formação de tempestades, consequentemente é o país com maior incidência de raios no mundo.

9) A intensidade típica de um raio é de 30 mil Ampères, cerca de mil vezes a intensidade de um chuveiro elétrico. (informações do instituto INPE)

10) A descarga percorre distâncias da ordem de 5 km. (informações do instituto INPE)

 

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Bibliografia:

http://www.michelonengenharia.com.br/servicos-eletricos,5#4

https://www.montal.com.br/blog/28-o-que-%C3%A9-spda.html

http://www.portaleletricista.com.br/sistema-contra-descarga-atmosferica/

https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-spda-sistema-de-protecao-contra-descargas-atmosfericas/

http://piniweb17.pini.com.br/construcao/noticias/para-raios-sistemas-de-protecao-contra-descargas-atmosfericas-spda-85293-1.aspx

Você sabia que o Brasil é um dos países com maior incidência de Raios? Você sabe o que é SPDA?