O que é o raio?

Raio ou descarga elétrica atmosférica (DEA) é uma descarga elétrica de grande intensidade que ocorre na atmosfera, entre regiões eletricamente carregadas, e pode dar-se tanto no interior de uma nuvem (intranuvem), como entre nuvens (internuvens) ou entre uma nuvem e a terra (nuvem-solo).

Como se formam os raios

As nuvens são formadas de átomos, através de atritos (com ar, outras nuvens, entre outras situações) carregam a nuvem com carga positiva ou negativa, sendo assim elas atraíram as cargas contrárias a elas para o solo, por exemplo se a nuvem estiver carregada negativamente o solo ficaria carregado positivamente. O raio irá ocorrer com o deslocamento das cargas negativas, nesse caso para o solo, para as positivas, entretanto para isso é necessária uma quantidade enorme de carga para que o ar se transforme em um condutor, devido a isso os raios têm sempre uma quantidade enorme de carga (potência alta) e corrente, além de não ser possível mensurar os mesmos.

Normatização

A norma vigente para a proteção de equipamentos e edificações contra raios é a NBR 5419 que teve sua última atualização no ano de 2015.

A nova atualização visa demonstrar todo o conceito do sistema de proteção contra descargas atmosféricas, desde o estudo de solo, cálculos, projeto, instalação até a verificação dos sistemas (laudos e medições).

Estratificação de solo

Inicialmente para os projetos a estratificação do solo é fundamental pois é a divisão do solo em camadas para a determinação de suas resistividades e profundidades. Raramente será encontrado um terreno aonde o solo é homogêneo, em sua grande maioria são formados por camadas de resistividades diferentes, pois são tipos de solo diferentes. O estudo de estratificação buscar pesquisar do perfil do solo e considera as camadas aproximadamente horizontais.

Sendo de suma importância o estudo de estratificação do solo devido a necessidade de se conhecer a resistividade do solo aonde será realizado o empreendimento para o correto escoamento do eletrodo do sistema de PDA, proveniente de correntes de falta ou surtos (raios).

Cálculos e projetos 

O projeto de SPDA é uma busca para minimizar ao máximo as queimas de equipamentos, patologias na estrutura da edificação e o primordial acidente zero com vidas humanas.

Antes de iniciar um projeto de SPDA é necessário se atentar a parte II da NBR 5419: 2015 aonde são realizados os cálculos de análise de risco para as determinações dos critérios do sistema e qual sistema será utilizado. Para então aplicarmos o desenvolvimento do projeto (desenhos, memoriais e listas de materiais).

Os métodos mais comumente utilizados para a execução de um projeto de SPDA são:

• Franklin;
• Eletrogeométrico ou esfera rolante;
• e Gaiola de Faraday.

Vantagens de ter um projeto de SPDA

• Atendimento as normas brasileiras de segurança e instalações (NR-10, NBR-5410 e NBR5419), questões legais ;
• Facilidade nas manutenções e ampliações;
• Maior segurança das instalações (garantia dos equipamentos e máquinas elétricas)
• Atendimento a auditorias (ISO), exigências de seguradoras e corpo de bombeiros
• Minimização de riscos a vidas humanas e patrimônios (evitando acidentes como, incêndios, choques, queima de aparelhos, centelhamentos, etc).

Como realizar as instalações

Inicialmente deve ser recebido o projeto, nele estará contemplado qual o tipo de para raios que será instalado, embutido, externo, externo, embutido e etc.

Obs: O que determina o tipo do para raios é a construção, o projeto arquitetônico e a localização da edificação, entre diversos outros pontos que devem ser considerados na análise de risco, nesse texto nosso foco é a instalação então não trataremos o tópico de cálculos e os projetos nesse caso.

Com o projeto em mãos devemos nos atentar aos detalhes:

• Qual o tipo do telhado?
•  Existe platibanda?
•  Quais as alturas? Existem construções sobressalentes?
•  Existem antenas de rádio, televisão, ou outro tipo no local?
•  Existem máquinas na cobertura, ar condicionado, chaminés (metálicas) motores e etc?
•  Como é o fechamento lateral da edificação?
•  Existem outras edificações próximas? Mais altas ou mais baixas? Estão coladas a existente ou apenas próximas?

Instalando

Com as perguntas acima respondidas e com o projeto em mãos devem ser seguidos os seguintes passos:

• O captor Franklin deve ser instalado no ponto mais alto e deve ser estaiado em no mínimo 3 pontos com um ângulo de 120° entre os estais;
• Aterrar objetos metálicos na cobertura que se encontram fora da área de proteção do captor;
• Instalar anel superior respeitando o trespasse mínimo de 7cm e a instalação de no mínimo dois pontos de fixação, na horizontal a fixação com a estrutura de concreto deve ser de no máximo 1,5m e na vertical 1m, para o anel superior o cabo de cobre a ser instalado deve ser de no mínimo 35mm² para as descidas 16mm², a fita de alumínio com seção 7/8” x 1/8” supre essa seção para os dois casos;
• As descidas que forem instaladas no local de circulação de pessoas devem ser colocadas placas de sinalização;
• Realizar a interligação do anel inferior com as descidas, sempre prever uma folga de no mínimo 10cm entre a descida e o cabo para o anel inferior;
• Anel inferior com cabo de cobre nú com seção de 50mm², atenção para a profundidade da vala que deve ser no mínimo de 50cm e para as distâncias da base da edificação que deve variar de 0,5m até 1m do perímetro da edificação;
• Caixas de inspeção devem ser instaladas em todas as descidas, para as hastes no interior das caixas de inspeção devem ser colocadas massas de calafetar nas conexões entre haste-cabo, as caixas de inspeção podem ser aéreas ou no piso, entretanto ambas devem ter espaço que possibilitem a medição para a verificação da continuidade do sistema (medição ôhmica);
• As conexões entre cabo- cabo e haste-cabo que forem realizadas diretamente no solo devem ser realizadas por solda exotérmica;
• O dispositivo de proteção a surtos (DPS) dever ser instalado na entrada de energia e no interior dos painéis seu nível de proteção e suas características são apresentadas no momento do cálculo. Nesse momento não iremos falar muito sobre esse tema pois ele demanda um tópico só sobre ele futuramente;
• Instalar o BEP e interligar o sistema de para-raios e demais aterramentos a este;

Verificações dos serviços 

Durante as instalações devem ser feitas as verificações, recomendamos que sejam feitas por etapas (anel superior, descidas e inferior) para que possa ser garantido em sua totalidade o sistema e sempre duas verificações a visual e a medição.

Após tudo concluído deve ser emitido o primeiro laudo e ART (Anotação de responsabilidade técnica) feitos por engenheiro e empresa responsáveis pela instalação que atestam o sistema.

Vistoriais visuais devem ser realizadas a cada 6 meses e medições de 3 em 3 anos para edificações sem perigo de explosão e anuais para com perigos de explosão.