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Sistemas Prediais de Proteção contra Descargas Atmosféricas -SPDA

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Conceituação de SPDA –NBR 5419/2001

•Sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas. É composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteção.

•Sistema externo de proteção: sistema que consiste em subsistema de captores, subsistema de condutores de descida e susbistema de aterramento.

•Sistema interno de proteção: conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos elétricos e magnéticos da corrente de descarga atmosférica dentro do volume a proteger (DPS –dispositivo de proteção contra surtos).

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Conceitos Básicos

•Descarga atmosférica -descarga elétrica de origem atmosférica entre uma nuvem e a terra ou entre nuvens, consistindo em um ou mais impulsos de vários quiloamperes.

•Raio -um dos impulsos elétricos de uma descarga atmosférica para a terra.

•Relâmpago-luz gerada pelo arco elétrico do raio.

•Trovão -ruído produzido pelo deslocamento do ar devido ao súbito aquecimento causado pela descarga do raio.

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Formação das cargas nas nuvens

•A forma mais comum de explicar a formação das cargas e o modelo das nuvens é a representação bipolar: a nuvem como um enorme bipolo com cargas positivas na parte superior e as negativas na inferior.

•A nuvem carregada, induz no solo cargas positivas, que ocupam uma área correspondente ao tamanho da nuvem. Como a nuvem é arrastada pelo vento, a região de cargas positivas no solo acompanha o deslocamento dela, formando uma forma de sombra de cargas positivas que seguem a nuvem.

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Indução de cargas positivas no solo

•Esse bipolo tem uma altura de 10 a 15 km e extensão de alguns km 2 .

•A diferença de temperatura entre a base e o teto da nuvem

(65 a 70 o C) provoca a formação de correntes ascendentes no centro da nuvem e descendentes nas bordas. Essas correntes de ar deslocando as partículas provocaria o atrito e conseqüente carregamento, formando o bipolo.

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Formação das descarga atmosféricas

•Ocorre um raio quando a diferença de potencial entre a nuvem e a superfície da Terra ou entre duas nuvens é suficiente para ionizar o ar; os átomos do ar perdem alguns de seus elétrons e tem início a uma corrente elétrica (descarga).

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Ação dos raios em seres vivos

•Uma descarga penetrando o solo pode gerar um gradiente de potencial perigoso para as pessoas e animais.

Diferença de potencial

•Tensão de passo

Gradiente de potencial do solo

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Pára-raios –Como funcionam?

•As descargas elétricas das nuvens de tempestades se dirigem para o solo.

•Um campo elétrico que sai do pára-raios intercepta a carga e completa um circuito.

•O resultado é uma grande carga de eletricidade, chamada de raio.

•O pára-raios dissipa esta carga ao levá-la para o solo.

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Pára-raios

•É um SPDA que tem como objetivo encaminhar a energia do raio, desde o ponto que ele atinge a edificação até o aterramento, o mais rápido e seguro possível.

•O SPDA não pára o raio, não atrai raios e nem evita que o raio caia.

•O SPDA protege o patrimônio (edificação) e as pessoas que estão dentro da edificação que é protegida.

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Funções do SPDA

•Neutralizar, pelo poder de atração das pontas, o crescimento do gradiente de potencial elétrico entre o solo e as nuvens, por meio do permanente escoamento de cargas elétricas do meio ambiente para a terra.

•Oferecer à descarga elétrica que for cair em suas proximidades um caminho preferencial, reduzindo os riscos de sua incidência sobre as estruturas.

Um pára-raio corretamente instalado reduz significativamente os perigos e os riscos de danos, pois captará os raios que iriam cair nas proximidades de sua instalação.

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Tipos de SPDA

•Existem basicamente dois tipos de SPDA •Pontas ou Hastes

Os sistemas que utilizam o efeito das pontas são mais econômicos, mas para edifícios longos, como fábricas, o princípio da “gaiola” pode se tornar mais econômico. E no caso de edifícios destinados a equipamentos eletrônicos torna-se indispensável.

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