Alterações climáticas e trovoadas elétricas

Inúmeros estudos asseguram que eventos climáticos prejudiciais como raios, granizo e fortes rajadas de vento tornar-se-ão mais comuns durante as próximas décadas. Um dos mais recentes é o que estuda o incremento de trovoadas previstos na Europa, baseado na deteção de raios e na observação de danos:

Rädler, A.T., Groenemeijer, P.H., Faust, E. et al. “Frequency of severe thunderstorms across Europe expected to increase in the 21st century due to rising instability”. npj Clim Atmos Sci 2, 30 (2019). Neste artigo estimam que no norte e este da Europa aumentará a frequência de raios, com um incremento superior a 20% para o período compreendido entre 2071-2100.

Outras informações interessantes deste artigo a ter em conta:

Prevê-se que as tempestades de granizo de diâmetro igual ou superior a 2 centímetros, aumentarão entre 40% a 80%, tal como as rajadas de vento forte.

No centro da Europa a percentagem de trovoadas elétricas com granizo aumentaria entre 0.05% e 0.15% inicialmente, chegando a uma percentagem superior a 0.25% no final do século XXI.

No centro e noroeste da Europa poderiam duplicar-se as trovoadas de granito com diâmetro de mais de 5 centímetros.

Em relação ao Mediterrâneo ocidental, espera-se que aumentem os raios entre 0.15% e 0.20%.

Num mundo de edifícios e equipamentos cada vez mais sofisticados, o raio supõe um importante risco. Uma descarga pode danificar gravemente os edifícios e produzir falhas nos equipamentos eletrónicos. Pode até provocar incêndios causados por faíscas com consequentes perdas económicas.

Efeitos e consequências dos raios

Efeitos elétricos: destruição de equipamentos. Elevação de potencial de terra e geração de sobretensões que podem danificar os equipamentos ligados à rede elétrica.

Efeitos térmicos: incêndios. A formação de faíscas e a dissipação de calor por efeito de Joule podem provocar incêndios.

Efeitos eletromagnéticos: danos em edifícios. Deformações e roturas na estrutura pelas forças geradas pelo passo da corrente do raio.

Efeitos sobre as pessoas e animais: electrocuções e queimaduras. O passo de uma corrente de uma certa intensidade durante um curto prazo de tempo é suficiente para provocar risco de eletrocussão por paragem cardíaca ou respiratória. A isto acrescenta-se os perigos de queimadura.

Efeitos de indução: dentro de um campo eletromagnético variável, todo o condutor sofre o passo de correntes induzidas. Se estes condutores chegam a equipamentos eletrónicos ou informáticos podem chegar a produzir danos irreversíveis.

Proteção perante descargas elétricas por raio

Se deseja evitar riscos protegendo o seu edifício ou negócio das trovoadas elétricas, na Aplicaciones Tecnológicas recomendamos a realização de um estudo de proteção contra o raio.

Dispomos de todas as tecnologias existentes neste campo e inovamos a cada dia, sendo a nossa missão dar a solução adequada a cada caso em particular, para uma proteção integral, segura e completa.

O que contempla um estudo de proteção contra o raio?

  • Estudo do cálculo do risco
  • Estudo cobertura adaptado ao edifício ou conjunto de edifícios a proteger
  • Proposta de instalação
  • Lista de materiais necessários
  • Proposta de materiais e mão de obra

Os nossos especialistas estudam todas as características particulares de cada projeto e determinam propostas complementares como a instalação de proteção interna ou proteção preventiva, recomendando esta última especialmente para situações com trabalhadores em espaços abertos ou localizações que contêm materiais inflamáveis.

Que elementos compõem um sistema de proteção contra o raio eficaz?

  • Sistema de captação (para-raios com dispositivo de ionização ou pontas Franklin e malhas)
  • Condutores de baixada
  • Redes de terra
  • Proteção contra sobretensões
  • Outras medidas que minimizem os efeitos destrutivos do raio (uniões equipotenciais, blindagem, etc.)

Sistema de captação (para-raios ou pontas Franklin e malhas)

O sistema de captação tem por objetivo intercetar a descarga elétrica atmosférica para a conduzir à terra. Entre os distintos sistemas de captação normalizados dispomos de Para-raios com Dispositivos de Ionização (PDI) ou de Sistemas de Pontas e Malhas. Estes produtos devem estar em conformidade com as Normas ou Regulamentos vigentes, tanto nacionais (normas NP4426, NA 33:2014), como internacionais (IEC EN 62305, IEC EN 92561)

Os para-raios com dispositivo de ionização (PDI) baseiam o seu funcionamento nas características elétricas da formação do raio. O raio começa com um traçador descendente que se propaga em qualquer direção. Ao aproximar-se dos objetos situados sobre o solo, qualquer um pode receber o impacto. Os para-raios com dispositivo de ionização caracterizam-se por emitir o traçador ascendente contínuo antes de qualquer outro objeto dentro do seu raio de proteção. O para-raios deve ser o ponto de impacto controlado da descarga, de forma que proporcione à corrente do raio um caminho à terra sem danificar a estrutura.

Quanto maior for a sua antecipação na formação do traçador ascendente, maior será a distância a que captura o traçador descendente, protegendo uma área maior.

Que norma devem cumprir?

Os para-raios com dispositivo de ionização devem ser ensaiados e instalados segundo as normas específicas. Em Espanha, a norma vigente é a segunda edição da UNE2186, publicada em 2011. Para edifícios de construção nova, é obrigatório realizar um estudo de risco segundo a secção SU8 DO Código de Edificação Técnica (CTE). Nesta mesma secção dão-se regras básicas de instalação do sistema de proteção.

Outras normas aplicáveis aos para-raios com dispositivo de ionização:

• NF C 17-102:2011: «Protection contre la foudre – Systèmes de protection contre la foudre à dispositif d’amorçage» (Francia).

• NP 4426:2013: «Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas com dispositivo de ionização não radioativo» (Portugal).

• NA 33:2014: «Proteção contra descargas atmosféricas» (Angola).

• IRAM 2426:2015: «Pararrayos con dispositivo de cebado para la protección de estructuras y de edificios» (Argentina).

• TS 13709:2016:  Protection against lightning – Early Streamer Emission air terminals (Turquía).

Os sistemas de captação mediante pontas e malhas consistem em repartir e dissipar a corrente de descargas do raio por um entramado de condutores.  

Se a proteção se baseia em pontas Franklin e condutores entendidos ou malhados, a norma portuguesa a aplicar é a NP EN 62305 com os materiais descritos na NP EN 62561. Em Portugal as regras básicas de calculo de risco e instalação também recorrem à NP EN 62561.

Internacionalmente aplica-se para a proteção convencional a norma IEC 62305, embora muitos países disponham também de normas nacionais.

Condutores de baixada

Os condutores de baixada têm como objetivo conduzir à terra a corrente de raio procedente do sistema de captação à terra.

Rede de terra

Por último, a rede de terra conduz e dispersa a corrente de raio ao terreno. Deve ter uma resistência baixa (inferior a 10Ω) e evitar ao máximo as tensões de passo e contacto.

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