Com o intuito de provar que os raios são descargas elétricas da natureza, o americano Benjamin Franklin em 1752, realizou uma experiência famosa, durante uma tempestade, empinou uma pipa e constatou o poder das pontas de atrair raios ao observar as faíscas que se produziam nas chaves atadas à ponta do cordel em suas mãos, e imaginando uma utilidade prática, desenvolveu o pára-raio. Benjamin Franklin considerava-o capaz de descarregar nuvens de tempestade e proteger edifícios. Pouco tempo depois, ao perceber que edificações que possuem pára-raios também tinham sido atingidas, o cientista reformulou sua teoria, admitindo que um sistema de pára-raio apenas intercepta os raios terrestres e dissipa sua corrente na terra, sendo assim, é o melhor caminho para uma descarga atingir o solo, minimizando eventuais danos e riscos pessoais.
O ar serve de isolador, separando a carga elétrica da nuvem da terra, ou de outras nuvens. Durante uma tempestade, essas cargas continuarão a se criar, e irão induzir uma carga similar e de potencial oposto na terra. A carga induzida na terra será na superfície bem abaixo da nuvem, e será a grosso modo, do mesmo tamanho e forma da nuvem (sombra elétrica), e um forte campo elétrico será estabelecido entre a nuvem e o solo.
Acontece um raio ou relâmpago 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 uma corrente elétrica (descarga).
Segundo a norma NBR 5419, da ABNT, os pára-raios devem ser instalados nos pontos mais altos do telhado, recebendo a descarga elétrica, conduzindo-a a terra (normalmente através de cabos de cobre, protegidos por tubo de PVC) e dissipando sua energia. Para cada cabo, recomenda-se o uso de duas hastes de aterramento.
O Sistema Dissipativo de Cargas tem três elementos básicos: o Dissipador (ou ionizador), o Coletor de Correntes do Solo (CCS), e o cabo de serviço.
O dissipador é feito de fios de aço inoxidável. Cada Dissipador tem milhares de pontos, ou ionizadores, todos trabalhando em conjunto para reduzir em iguais proporções de energia da tempestade.
O Coletor de Correntes do Solo (CCS) consiste em um cabo enterrado a aproximadamente
O cabo de serviço proporciona um caminho direto, de baixa resistência do CCS ao ionizador, integrando a edificação protegida e seus pontos de terra. Em contraste aos sistemas convencionais, esses cabos carregam correntes baixas (0,5 ampères ou menos) e são selecionados mais por integridade estrutural que por capacidade de condução de corrente.
As malhas de aterramento têm o objetivo de escoar correntes de falta quando ocorre um curto-circuito, ou a de escoar as correntes de surtos - descargas atmosféricas. Para os dois casos as condições são diferentes, porém, por questões de engenharia, devemos associar as malhas da melhor maneira possível conforme as condições do local. Um aterramento para correntes de surto é de qualidade quando possibilita o escoamento num grande plano, de forma a diminuir as tensões de passo, bem como diminuir até eliminar a circulação de correntes por outros meios, tais como blindagens ou cabos.
Quando uma nuvem carregada move-se para a área, aumenta o potencial de dissipação até os íons começarem a se formar. Esses são forçados para fora pelo campo eletrostático e pelo vento. Enquanto isso, a carga induzida na superfície da terra é coletada pelo CCS, o qual providencia um caminho para as cargas pelo cabo de serviço até o dissipador. O fluxo de corrente começa quando a nuvem motiva o dissipador e continua a aumentar conforme a tempestade se aproxima ou cresce. A corrente de íons continua até que a tempestade diminua ou passe.
Os sistemas de proteção mais utilizados no país são o Franklin e a Gaiola de Faraday, embora existam os tipos dissipativo (raramente encontrado por aqui) e o radioativo, proibido devido à radioatividade emitida. Suas principais características são:
Franklin - composto por um captor, montado sobre um mastro metálico, que é ligado a cabos de descida, também metálicos, que conduzem a eletricidade ao solo por meio do aterramento. A área protegida é gerada por um ângulo de 45º formado a partir da ponta do captor até a base do telhado. A cada
Gaiola de Faraday - consiste no lançamento de cabos horizontais sobre a cobertura da edificação, modulados de acordo com o nível de proteção. Este sistema funciona como uma blindagem eletrostática, tentando evitar que o raio consiga perfurar a blindagem e atinja a edificação e também reduzindo os campos elétricos dentro dela.
Dissipativo - o sistema se baseia na não-formação de raios, ou seja, emprega dispositivos metálicos dissipadores, que têm a função de dispersar a corrente elétrica vinda do solo, impedindo que ela se encontre com a faísca formada nas nuvens, choque esse que dá origem ao raio.
Radioativo - A fabricação de pára-raios radioativos no Brasil foi autorizada de 1970 até1989 porque a literatura técnica da época indicava que os captores radioativos tinham uma eficiência maior que os convencionais. Porém, em 1989, a Comissão Nacional de Energia Nuclear, CNEN, através da Resolução No. 4/89, suspendeu a autorização para a fabricação e instalação deste tipo de captor, baseada em estudos feitos no Brasil e no exterior que demonstraram que o desempenho dos pára-raios radioativos não era superior ao dos convencionais na proteção dos edifícios, não se justificando, assim, o uso de fontes radioativas.
www.pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%A1ra-raios
www.rochaengenharia.com/discuss.htm
www.br.geocities.com/saladefisica7/funciona/pararaio.htm
www.cspublisher.com/admin/produtos/PTE/engenharia-civil/34/artigo32097-1.asp
www.under-linux.org/wiki/index.php/Artigos/para-raios
Excelente, Nota 5 (0 a 5)
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