Para Raio – O Que É? Para Que Serve?

Para Raio O Que é Para Que Serve?

Introdução

Para Raio O Que é Para Que Serve?

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Lendo este artigo, você vai ter a oportunidade de conhecer melhor o para raio e para que serve.

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Vamos lá! 

Saber a importância da instalação deste sistema de proteção em uma edificação.

Para ajudar você a conhecer e entender como isso tudo funciona, o artigo conterá as informações básicas e explicativas de cada etapa.

Desta forma, tudo de maneira muito fácil, simples e rápida.

Antes de tudo, a instalação de um sistema de proteção é uma exigência do Corpo de Bombeiros.

Eles são normatizados pela ABNT, na norma NBR-5419-2015, sendo dela a origem do nome SDPA no Brasil.

SPDA

O que é SPDA?

É a sigla que identifica um sistema de Para Raios.

Ou seja, Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas – SPDA.

Assim, este sistema deve ser projetado e executado por profissional habilitado e capacitado, de acordo com o porte, utilização e usuários de uma edificação.

Também, quanto a sua altura, largura e comprimento totais.

Bem como, sua localização e o índice chuvas e de raios que incidem sobre o local da edificação.

E o índice Isoceráunico do Município em que se encontra.

Esse índice é a estatística da quantidade de raios que atingem o local.

Para Raio

Para raio o que é e para que serve?

O para raio, deverá estar presente nas edificações em geral, torres altas e demais estruturas.

Bem como, nos sistemas de transmissão de energia que necessitam de sistemas de proteção, os quais incluem o SPDA ou para raios.

Portanto, são de uso obrigatório, normatizado e fiscalizado pelo Corpo de Bombeiros do Município.

O que é Para Raio?

Então, para raio o que é e para que serve, vamos ver o que é para raio?

O para raio, é um sistema basicamente composto de captadores do raio, condutores, aterramento e suas conexões e acessórios.

Sendo, todos estes componentes metálicos, com boa condutibilidade elétrica, excluindo-se os isoladores e protetores.

Os isoladores, fixam os cabos condutores até o aterramento, isolando este cabo da edificação.

Os protetores, isolam o cabo condutor nos locais onde é possível o contato de pessoas.

Nas edificações mais recentes já é feito o sistema de aterramento durante a construção, no alicerce ou fundação.

Desta forma, não ficando aparentes os cabos condutores de descida nas fachadas, que são comuns em construções mais antigas.

O para raio, deve ser sempre estudado, projetado, executado e avaliado por profissionais habilitados e capacitados.

Assim, para que funcione adequadamente e com eficiência, protegendo a edificação e os usuários, quando necessário.

Sua haste de metal, comumente de cobre, aço inoxidável ou aço galvanizado, destinada a captar o raio atmosférico.

Assim, como o raio, tende sempre a atingir o ponto mais alto de uma área ou de uma edificação.

O para raio, é normalmente instalado fazendo com que a ponta da haste superior, fique mais alta que o topo ou parte mais alta da edificação.

O que é Raio, Relâmpago e Trovão

Então, neste artigo para raio o que é e para que serve, vamos também abordar o que é o raio, relâmpago e o trovão?

Basicamente são:

Raio: é uma descarga elétrica produzida entre as nuvens e o solo ou o solo e as nuvens.

Relâmpago: é a descarga visível que apresenta trajetória sinuosa e com ramificações irregulares. 

O Relâmpago sempre vem acompanhado de ondas sonoras chamadas de trovão.

Trovão: é formado quando o raio é formado em temperaturas elevadas e esse aquecimento do ar, provoca uma explosão de gases atmosféricos.

Desta forma, esse processo resulta numa onda de choque formada pela compressão e rarefação.

Assim, resultando neste fenômeno de barulho intenso e as vezes assustador, que ouvimos durante as tempestades, os trovões.

Para que serve o Para Raio?

O para raio, serve para atrair e captar da melhor forma possível, uma descarga elétrica atmosférica.

Então, transportar essa descarga captada, pelos seus componentes condutores, cabos, do ponto de captação até o aterramento, no solo.

E através deste, descarregar, transmitir a descarga elétrica a terra.

Desta forma, criando uma rota alternativa ao possível alvo da descarga elétrica atmosférica, no caso, à edificação.

E com isso, protegendo a edificação e seus ocupantes da descarga elétrica atmosférica direta.

Veja artigo sobre:

Instalações Elétricas

Aterramento Residencial

Como Surgiu o Para Raio

Então, para raio o que é e para que serve, vamos também abordar como surgiu o para raio?

Para provar que os raios são descargas elétricas da natureza.

O cientista americano Benjamin Franklin, construiu uma experiência que ficou famosa, com base na qual, ele inventou o seu para raio.

Durante uma tempestade, ele preparou e empinou uma pipa, usando um fio metálico.

Com isso constatou que as nuvens eram carregadas eletricamente.

Quando ao observar as faíscas que se produziam entre uma chave atada à ponta do fio e sua mão.

Franklin então, propôs, pela primeira vez, um método de proteção contra raios em um edifício:

Colocar sobre este edifício uma haste com ponta metálica 2 ou 3 metros acima do telhado e conectado à terra.

Franklin, inicialmente, acreditava que o para-raios iria descarregar silenciosamente uma nuvem de tempestade, portanto, iria prevenir a formação do raio.

Isso ocorreria, em função de um fenômeno eletrostático, denominado poder das pontas, que é a grande concentração de cargas elétricas que se acumulam em regiões pontiagudas.

Posteriormente em 1755, Franklin declarou que o para raio ou iria prevenir o raio ou o conduziria para a terra, protegendo a edificação.

Sendo assim, ele funciona da segunda maneira, conduzindo a descarga elétrica atmosférica para a terra.

Aparentemente, foi no ano de 1752 que para-raios foram usados com o objetivo de proteção na França e nos Estados Unidos.

Embora a proposta inicial de Franklin fosse que o terminal do para-raios fosse pontiagudo para aproveitar o “efeito das pontas” essa noção está incorreta.

Não há evidências de que um terminal pontiagudo seja melhor que um com ponta arredondada.

De fato, há evidências que sugerem que terminais arredondados sejam até mais eficientes.

O que é Raio

Então, em para raio o que é e para que serve, também vamos abordar o que é um raio?

Um raio é uma Descarga Elétrica Atmosférica – DEA, acompanhada de trovão e de relâmpagos.

Assim, o raio é uma descarga elétrica de grande intensidade, que ocorre na atmosfera, entre regiões eletricamente carregadas, para que se reequilibrem.

O raio acontece, quando a diferença de potencial entre as nuvens, ou mesmo entre as nuvens e o solo é capaz de ionizar o ar.

Assim, os átomos do ar perdem elétrons, dando origem às descargas elétricas.

Dessa forma, os raios são muito perigosos, pois tem alta potência de descarga elétrica.

Portanto, podendo tanto queimar um equipamento eletrônico, como também incinerar uma árvore ou matar uma pessoa.

Como é gerado o Raio

Então, como é gerado o Raio?

O raio pode ser gerado de quatro formas:

• Intra-nuvem – No interior de uma nuvem.
• Inter-nuvens – entre dua nuvens.
• Nuvem-solo – entre uma nuvem e a terra
• Solo-nuvem – entre o solo e a nuvem.

imagem INPE

O raio sempre é acompanhado de:

• Relâmpago: que é a emissão intensa de radiação eletromagnética, a qual possui componentes na faixa visível do espectro.
• Trovão: que é um som estrondoso, oriundo da explosão de gases atmosféricos
• Além de outros fenômenos associados.

Embora as descargas elétricas atmosféricas DEA, intranuvem e internuvens sejam mais frequentes.

As descargas elétricas atmosféricas, nuvem-solo e solo-nuvem, são de maior interesse para os homens devido seu potencial e suas consequências graves.

A maior parte dos raios, ocorrem na zona tropical da Terra.

Principalmente, sobre as terras emersas, que são chamadas as terras que ficam acima do nível do mar.

E, são associados a ele os fenômenos convectivos.

Estes, que são os fenômenos que ocorrem quando há forte instabilidade atmosférica, movimentos verticais ascendentes e elevado grau de umidade na atmosférica.

Desta maneira, quando é intensa a atividade elétrica atmosférica, resultam as trovoadas com sons estrondosos.

Sendo assim, um fenômeno com alta energia, os raios manifestam-se usualmente com um trajeto extremamente luminoso.

Também, percorrendo longas distâncias e às vezes podendo conter ramificações.

Os raios são muito perigosos, em razão da grande intensidade de tensões e correntes elétricas que estão associadas ao fenômeno.

Porém, mesmo com as proteções contra descargas atmosféricas, que nem sempre são projetadas ou construídas corretamente.

Os raios ainda causam muitas mortes e ferimentos em pessoas, por todo o planeta.

Como Funciona um Para Raio

Então, neste artigo para raio o que é e para que serve, vamos ver como funciona um para raio?

Na verdade, o funcionamento de um para raio é o oposto do nome, ou seja, ele não é projetado para parar o raio.

Por outro lado, deve ser projetado e posicionado de melhor maneira possível para que ele atraia o raio para si mesmo.

Assim, captando e transmitindo a descarga elétrica atmosférica para o solo, através de seus condutores e aterramento.

Desta maneira, colocando-se como alvo mais atraente a descarga elétrica atmosférica do que qualquer parte da edificação ou estrutura que ele protege.

O raio é um fenômeno natural e impossível de se evitar.

O para raio também utiliza o “poder das pontas”, que é um fenômeno eletrostático.

Em um para raio, eletricamente carregado, as cargas elétricas se localizam, em sua grande maioria, na ponta de sua haste superior.

O que assim, gera um campo elétrico mais intenso nessa região, do que no restante dos componentes do para raio.

Porém, em razão desse campo elétrico mais intenso, surgem também forças de repulsão entre as cargas elétricas.

Desta forma, fazendo com que elas se empurrem, até que algumas sejam lançadas fora do condutor e fiquem livres no meio ambiente.

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Para Raio Residencial

O para raio residencial, não difere de um para raio de um galpão, indústria ou edifício.

Assim, funcionam com mesmo objetivo e da mesma forma, porém com suas características para atender cada tipo e porte de local que ele deve proteger.

Suas hastes metálicas, devem ser posicionadas em um ponto mais alto, que a parte mais alta da edificação.

E, que ficam conectadas a terra através de cabos, condutores e acessórios.

Devem ser projetados, construídos e instalados, por profissionais habilitados e experientes.

Para raio o que é e para que serve?

Por ser um objeto de metal, a sua presença aumenta a possibilidade da ocorrência dos raios.

Desta forma, criando um caminho para a passagem da descarga elétrica atmosférica, sem que passe pela edificação.

Ou seja, para a passagem do raio diretamente para a terra.

Assim sendo, é muito importante verificar se o para-raios está montado corretamente e está bem localizado.

De forma, que ele fique mais atrativo para a descarga elétrica atmosférica, que os possíveis alvos próximos ao local que o raio possa atingir.

Efeitos relacionados

Apesar de fazer a proteção contra os raios, eles não garantem 100% de proteção contra as descargas elétricas.

Pois, os raios são muito poderosos e intensos, o que deixa o local bem vulnerável aos possíveis danos causados pelas descargas elétricas.

Esses danos, são percebidos nos equipamentos conectados à rede de instalações elétricas.

Principalmente quando não há a proteção na instalação, com os dispositivos contra surto elétrico DPS, que podem minimizar esses efeitos.

Tipos de Para Raio

Neste artigo, para raio o que é e para que serve, vamos ver a seguir seus tipos.

Os tipos de proteção mais comuns disponíveis:

• Franklin
• Melsens – Gaiola de Faraday
• Inibidor de Raios
• Radioativo (não disponível e proibida a fabricação, comercialização e uso no Brasil)

Para Raio Franklin

O Para-raios de Franklin utiliza o Método do Ângulo de Proteção.                   

O sistema de proteção por Para-raios de Franklin é o mais conhecido e ainda é o mais comum,

Ele protege a estrutura ou edificação, em um formato de cone, por meio de uma haste metálica com captores, e fios condutores isolados para conduzir os raios até o solo.

É uma espécie de aterramento, ideal para pequenos edifícios e edificações.

A nova norma, define que os captores deverão se posicionar de acordo com o nível de proteção, com ângulos a serem definidos de acordo com a extensão do local.

Este sistema é o mais barato, porém menos seguro em relação a outro sistema.

Para Raio de Melsens  – Gaiola de Faraday

A Gaiola de Faraday é o sistema que compreende um conjunto de hastes captoras e de condutores aterrados.

Assim, que isolam seu interior, protegendo o edifício dentro da “gaiola”.

Este método é comumente utilizado na Europa e cresce bastante no Brasil, oferece maior proteção, porém tem um custo mais elevado.

A proteção também é relativa à distância de posicionamento entre os condutores.

Assim, quanto mais próximos um do outro, maior será a proteção.

Nesse sistema, o raio bate na grade, a carga é conduzida para as laterais e assim, desce até o solo através dos condutores.

imagem Paragran para raios

Tanto esse SPDA ou gaiola de Faraday, quanto o sistema de Franklin, ambos usam hastes metálicas pontiagudas.

Também, compostas de materiais considerados bons condutores, para um sistema eficiente, quando bem projetado e montado.

Inibidor de Raio

O Inibidor de Raios é comumente utilizados em aeroportos.

Esse sistema de proteção, age de uma forma diferente.

Assim, ele inibe o processo de formação do raio, inibindo a ação natural em sua área de proteção.

Os sistemas tradicionais, protegem as estruturas.

Mas, não protegem inteiramente os equipamentos comuns do seu interior, que possam ser afetados pelos raios.

O inibidor, por impedir a formação natural do raio, oferece um nível de proteção maior para os equipamentos dentro de sua zona de atuação.

A nuvem e a terra, atuam como duas placas de um condensador.

Assim, quando a tensão entre elas aumenta, atingi-se o ponto de ruptura que produz o raio.

O tempo de geração do raio é instantâneo.

Porém, o tempo do traçador pode levar alguns minutos.

Assim, o princípio físico de atuação do inibidor de raios baseia-se na descarga desse condensador.

E, de forma controlada e constante durante esse tempo, através de um fluxo elétrico da ordem de miliamperes, que se produzem de sua cabeça para a ligação a terra.

Isso, nos momentos de campo elétrico elevado entre as placas, terra e nuvem.

Para Raio Radioativo

(Somente a título de esclarecimento e de informação)

A fabricação e comercialização dos captores radioativos está proibida desde 1989, através da resolução 04/89 da CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear.

Publicada no D.O.U. em 09/05/89, devido à não comprovação da sua eficiência e pelo uso de material radioativo.

Recomenda-se que nas instalações providas de captores radioativos, estes deverão serem retirados e encaminhados à CNEN, de acordo com as exigências deste órgão.

De qualquer modo, a sua retirada é sempre recomendada, de modo a prevenir contaminações pelo mau manuseio de leigos ou crianças.

Diferente dos outros, é identificado por seus captadores serem em formato de discos sobrepostos.

Os estudos e pesquisas realizadas, revelaram que este para raios não tinha desempenho superior aos outros.

Desta maneira, tornando seu uso com material radioativo, injustificável!

Sistemas de Para Raio

Em todos os tipos de para raio o sistema de montagem é composto por:

De Captação: O captor é definido de acordo com o tamanho da edificação.

Porém, em muitos casos já existe uma estrutura metálica que pode ser usada como para raio.

Em situações como essas, o responsável precisa apenas conectar esse sistema a outro subsistema de descida e aterramento.

Para prédios com mais de 10 metros, é preciso ter um cabo em torno do perímetro para complementar o para raio, de acordo com a determinação da norma.

De Descida: Podem ser feitos com cabos de cobre nu com um tamanho específico, para os casos em que a edificação possui até 20 metros de altura.

Caso o prédio seja maior que isso, o cabo de cobre deve ter um tamanho maior, de acordo com a NBR 5419.

Os pilares de estruturas metálicas podem substituir o cobre na descida do para raio.

De Aterramento: Esse subsistema pode ser feito com colunas e alicerces do local onde o para raio será instalado.

Um sistema de aterramento trata-se de uma viga na terra que é conectado a um fio que percorre a casa.

Instalação Elétrica

A instalação elétrica de uma edificação é composta de vários sistemas.

Um destes sistemas, obrigatório e normatizado é o aterramento e o SPDA.

Que todas as instalações elétricas devem possuir para garantir a segurança da edificação e de seus ocupantes.

Fio Terra

O fio terra é outro dos componentes obrigatórios de uma instalação elétrica.

Sua finalidade é também direcionar descargas elétricas para o solo.

Seu funcionamento é independente do uso do SPDA, sendo assim um item obrigatório em qualquer tipo e porte de instalação.

Aterramento

O aterramento é o sistema de componentes, executado com a finalidade de descarregar a descarga elétrica ao solo.

Esta descarga podendo ser captada pelo fio terra oriunda das instalações elétricas ou equipamentos ou pelo SPDA, oriundas das descargas atmosféricas.

Haste de Aterramento

A Haste de aterramento é um dos componentes importantes do sistema de aterramento.

É de grande importância pois é o componente que fica em contato com o solo.

Assim, transmitindo a descarga a terra para que se dissipada.

Essa descarga, será dissipada eficientemente, em relação a resistividade do tipo de solo do local e eficiência das instalações de aterramento.

Essa resistência do solo é medida e precisa ser conhecida para a elaboração do projeto de SPDA.

Como se Proteger dos Raios – INPE

Fonte: INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Quando raios estão caindo próximo, você esta sujeito a ser atingido diretamente por eles.

A chance de uma pessoa ser atingida por um raio é algo em torno de 1 para 1 milhão.

Entretanto, a maioria das mortes e ferimentos não são devido a incidência direta.

E sim a efeitos indiretos associados a incidências próximas ou efeitos secundários dos raios.

Ou efeitos secundários normalmente associados com incêndios ou queda de linhas de energia induzidos por descargas que venham a atingir uma pessoa.        

A corrente do raio, pode causar sérias queimaduras e outros danos tais como:

Coração, pulmões, sistema nervoso central e outras partes do corpo, através de aquecimento e uma variedade de reações eletroquímicas.

A extensão dos danos depende sobre a intensidade da corrente, as partes do corpo afetadas, as condições físicas da vítima, e as condições específicas do incidente.

Cerca de 20 a 30 % das vítimas de raios morrem, a maioria delas por parada cardíaca e respiratória. 

Cerca de 70 % dos sobreviventes sofrem por um longo tempo de sérias sequelas psicológicas e orgânicas.

As sequelas mais comuns são:

Diminuição ou perda de memória, diminuição da capacidade de concentração e distúrbios do sono.

No Brasil é estimado que cerca de 130 pessoas morrem por ano atingidas por raios e cerca de 500 ficam feridas.

De modo a evitar os acidentes descritos acima, procure seguir as recomendações listadas abaixo.

Quais os Principais Cuidados Para Me Proteger?

Se possível, não saia para a rua ou não permaneça na rua durante tempestades, a não ser que seja absolutamente necessário.

Nestes casos, procure abrigo nos seguintes lugares:

• Carros não conversíveis
• Ônibus ou outros veículos metálicos não conversíveis
• Moradias ou prédios, de preferência que possuam proteção contra raios
• Abrigos subterrâneos, tais como metrôs ou túneis
• Grandes construções com estruturas metálicas
• Barcos ou navios metálicos fechados
• Finalmente em desfiladeiros ou vales

Se estiver dentro de casa, evite:

• usar telefone, a não ser que seja sem fio
• ficar próximo de tomadas e canos, janelas e portas metálicas
• tocar em qualquer equipamento elétrico ligado a rede elétrica

Se estiver na rua, evite:

• segurar objetos metálicos longos, tais como varas de pesca, tripés e tacos de golfe
• empinar pipas e aeromodelos com fio
• andar a cavalo
• nadar
• e ficar em grupos

Evite os seguintes lugares que possam oferecer pouca ou nenhuma proteção contra raios:

• pequenas construções não protegidas, tais como celeiros, tendas ou barracos
• veículos sem capota, tais como tratores, motocicletas ou bicicletas
• estacionar próximo à árvores ou linhas de energia elétrica  

Evite também certos locais que são extremamente perigosos durante uma tempestade, tais como:

• topos de morros ou cordilheiras
• topos de prédios
• áreas abertas, campos de futebol ou golfe
• estacionamentos abertos e quadras de tênis
• proximidade de cercas de arame, varais metálicos, linhas aéreas, trilhos e árvores isoladas
• estruturas altas, tais como torres, linhas telefônicas e linhas de energia elétrica  

Se você estiver em um local sem um abrigo próximo:

E sentir seus pelos arrepiados ou sua pele coçar, sintomas indicando que um raio esta prestes a cair.

Ajoelhe-se e curve-se para a frente, colocando suas mãos nos joelhos e sua cabeça entre eles.

Não deite-se no chão!

Maiores detalhes podem ser encontrados no site do Grupo de Eletricidade Atmosférica – ELAT  do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INP.

Conclusão

Estes pontos abordados neste artigo para raio o que é e para que serve, dão uma compreensão bastante abrangente obre o tema.

Desta maneira ajudando com que você entenda e aprenda como funcionam esses sistemas.

Espero que este artigo seja útil!

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