A introdução de tecnologia inteligente que informa remotamente o estado desses sistemas oferece, além disso, uma segurança extra ao antecipar reparações além das inspeções visuais e revisões periódicas.
O que estamos a falar quando falamos de sistema de proteção contra raios?
Por definição, um sistema de proteção contra raios tem como objetivo capturar o raio, conduzir a sua corrente de forma segura para o solo, dissipá-la no solo e proteger contra os efeitos secundários do raio.
Os sistemas de proteção contra raios diferenciam entre elementos de proteção externa e elementos de proteção interna. Os elementos de proteção externa são geralmente compostos por um ou mais captadores (para-raios), dois ou mais condutores de descida e um sistema de ligação à terra.
Sistema de proteção contra raios: proteção externa
Para-raios com dispositivo de ionização (PDI) distinguem-se por gerarem continuamente um traçador ascendente que intercepta o traçador descendente do raio antes de qualquer outra estrutura dentro do seu raio de ação. Quando um PDI antecipa mais a criação desse traçador ascendente (ou seja, possui um maior tempo de avanço), consegue captar o traçador descendente a partir de uma distância maior e, portanto, protege uma área mais ampla. O raio de proteção correspondente a cada altura é determinado a partir do tempo de avanço do pára-raios e do nível de proteção exigido por cada estrutura.
Os pára-raios da gama DAT CONTROLER® da Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispõem da mais recente tecnologia em dispositivos de ionização. Além disso, o pára-raios inteligente DAT CONTROLER® REMOTE conta com autodiagnóstico do cabeçote e comunicação através de IoT do resultado para garantir o correto funcionamento do equipamento.
No descendente do SPCR podem ser instalados dispositivos como o contador de raios inteligente SMART LIGHTNING LOGGER da Aplicaciones Tecnológicas S.A., que envia alertas em tempo real quando é registada a queda de um raio na estrutura. Além do aviso, o SMART LIGHTNING LOGGER recolhe todas as informações sobre a descarga.
Por sua vez, a ligação à terra constitui um componente essencial do sistema externo de proteção contra raios, uma vez que se encarrega de dispersar a corrente da descarga para o subsolo de forma segura. A sua eficácia depende da condutividade do solo, predominantemente eletrolítica devido aos sais dissolvidos na água que o humedece. Por isso, essa condutividade pode ser potenciada melhorando a capacidade do solo para absorver e reter água, bem como aumentando a concentração de sais solúveis.
Proteção interna – Proteção contra sobretensões
Um sistema interno de proteção contra raios deve incorporar, além disso, uma instalação adequada de proteção contra sobretensões, juntamente com outras medidas destinadas a diminuir os danos (ligações equipotenciais, blindagens, etc.).
Embora as sobretensões transitórias possam ter origens diferentes, as mais prejudiciais provêm dos raios. Esses picos de tensão, extremamente breves, atingem os equipamentos através das redes de alimentação elétrica, telefonia, televisão ou dados. A proteção contra sobretensões garante a continuidade do serviço, reduzindo a níveis aceitáveis o risco para pessoas e bens. Os dispositivos de proteção contra sobretensões (DPS) permanecem inativos enquanto o sinal elétrico se mantém dentro dos seus valores normais, mas reagem imediatamente aos picos transitórios, desviando a corrente do raio para o solo e protegendo os equipamentos. Uma vez absorvido o pico, o DPS volta ao seu estado de repouso.
Existem três tipos de DPS:
- Tipo 1: enfrentam a descarga direta do raio e são instalados onde a corrente e os efeitos eletromagnéticos ainda não se atenuaram (quadros principais).
- Tipo 2: atuam contra os efeitos indiretos do raio, em pontos onde a energia já está atenuada (quadros secundários).
- Tipo 3: protegem contra sobretensões residuais muito reduzidas e são colocados o mais próximo possível dos equipamentos sensíveis.
Impacto de um raio – Inspeção visual após o evento
Após a queda de um raio no para‑raios, deve proceder-se com urgência a uma verificação visual minuciosa de todos os componentes visíveis do sistema. Esta revisão inicial visa identificar danos evidentes causados pela elevada energia do raio. Recomenda‑se verificar, entre outros, os seguintes pontos-chave:
Ponta do para‑raios: confirmar que não apresenta deformações, fusão parcial ou marcas de queimadura provocadas pelo impacto. É frequente que a corrente extrema do raio reaqueça a ponta; em casos severos, parte do material do cabeçote pode fundir‑se ou desaparecer devido ao calor. Um cabeçote danificado deve ser substituído por um novo com características idênticas.
Estrutura e elementos mecânicos: verificar se o mastro e as suas fixações estão íntegros e firmes, sem afrouxamentos ou corrosão excessiva. O impacto pode soltar suportes ou danificar ancoragens, pelo que se deve avaliar o estado de abraçadeiras, parafusos e suportes de montagem, reforçando ou substituindo sujeições em mau estado.
Condutores de descida: inspecionar o cabo de descida (entre o para‑raios e a terra) ao longo de todo o percurso. Garantir que permanece contínuo, sem roturas nem secções queimadas. Atender a sinais de desgaste no condutor: em descargas muito intensas, o cobre pode ter sido reaquecido até alterar as suas propriedades físicas (cabo com menor resistência mecânica ou condutividade reduzida). As grapas e abraçadeiras que fixam o condutor à estrutura devem também ser revistas, confirmando que não estão rebentadas, soltas ou corroídas. Qualquer dano ou corrosão avançada exige substituição.
Uniões equipotenciais: verificar todas as ligações equipotenciais (por ex., ligações a outras massas metálicas da estrutura). Estas unões devem estar íntegras e bem apertadas, sem sinais de corrosão ou faíscas. O impacto pode gerar sobretensões que afetem peças metálicas próximas, pelo que é crucial confirmar que não haja danos nem separações. Qualquer conector solto deve ser reajustado; se houver sinais de arco ou carbonização, será necessário limpar ou substituir os elementos.
Elementos adicionais da instalação: se o sistema dispõe de dispositivos como contador electromecânico de raios (registador de impactos) ou vias de faísca (gaps de isolamento), estes também devem ser verificados visualmente. Por exemplo, observar o contador para confirmar que registou a descarga e que continua em funcionamento. A presença de um contador ajuda a saber quantos impactos o sistema recebeu, sendo útil para decidir inspeções extraordinárias. Igualmente, qualquer via de faísca deve ser revista para assegurar que não sofreu descarga lateral.
Durante esta inspeção visual, é fundamental documentar qualquer achado (danos, peças em falta, etc.) com fotografias e anotações. Todos os componentes exteriores do para‑raios devem permanecer íntegros e estáveis. Em suma, esta verificação visual destina‑se a identificar danos físicos evidentes no captor, nos condutores de descida e nas ligações, pois indicam os pontos onde o raio pode ter causado estragos.
Verificações técnicas e testes do sistema
Após a inspeção visual, devem realizar‑se testes técnicos para garantir que o sistema funciona corretamente a nível eléctrico. Estas provas incluem verificação de continuidade eléctrica, medição da resistência de terra e controlo de dispositivos de proteção associados:
Verificação do dispositivo de ionização: o correcto funcionamento do dispositivo de ionização é essencial para que o PDI mantenha o seu tempo de avanço e, por conseguinte, o seu raio de proteção. Por isso, após o impacto, deve confirmar‑se o funcionamento do cabeçote activo conforme as recomendações do fabricante. Os para‑raios DAT CONTROLER REMOTE da Aplicaciones Tecnológicas permitem verificação remota, testando o estado do cebador sem necessitar de aceder fisicamente ao cabeçote. Outros modelos permitem a verificação in situ. Na ausência destes equipamentos, pode retirar‑se o cabeçote (com procedimentos de segurança) e enviá‑lo a laboratório ou serviço técnico para assegurar que continua a cumprir os seus parâmetros de activação.
Continuidade eléctrica dos condutores: com um ohmímetro calibrado, verificar que o condutor de descida mantém continuidade eléctrica desde o cabeçote até à tomada de terra, e que a resistência eléctrica é reduzida (próxima de zero). Isto confirma que o trajecto até à terra não está interrompido. Se surgir uma interrupção ou aumento anómalo de resistência, pode indicar cabos partidos, emendas defeituosas ou conexões soltas devido ao impacto. Nestes casos, devem reparar‑se as conexões ou substituir‑se o trecho danificado antes de colocar o sistema novamente em serviço.
Medição da resistência da terra: após a queda de um raio, é indispensável medir a resistência da rede de terra do sistema. A eficácia depende de que a corrente seja dissipada rapidamente no solo, geralmente requerendo uma resistência inferior a 10 Ω. Este valor pode variar com a humidade do solo, compactação ou danos nos eletrodos, pelo que se deve medir com um telurómetro, preferencialmente usando o método das três hastes (método de queda de potencial), isolando temporariamente a tomada de terra principal. Se a resistência exceder o valor recomendado, será necessário melhorar o sistema adicionando mais eletrodos, um melhorador de condutividade no terreno ou revendo conexões nos eletrodos. Em instalações bem planeadas, redes de terra incluem caixas de inspeção aproveitáveis para verificar condutores e uniões quanto à corrosão ou sobreaquecimento. Muitas normas exigem inspeção ao menos anual e sempre após um impacto significativo.
Verificação de dispositivos de proteção interna: se existir DPS (dispositivos de proteção contra sobretensões) no quadro eléctrico ou em linhas de dados, estes devem ser inspecionados após a tempestade. Embora o para‑raios tenha interceptado o raio, os campos eletromagnéticos podem induzir sobretensões nas linhas. Os DPS desviam estas sobretensões para a terra, mas podem ficar inutilizados no processo. É importante confirmar que não existe qualquer indicação de falha. Se algum protector estiver avariado, deve ser substituído de imediato para restaurar a protecção interna de equipamentos eletrónicos, comunicações, eletrodomésticos, etc.
Sistema de alertas e contadores de raio: verificar o contador de raios, se instalado. Estes dispositivos registam a corrente elétrica no momento do impacto; a leitura deve ser anotada para memória do evento. Alguns sistemas inteligentes como o SMART LIGHTNING LOGGER da Aplicaciones Tecnológicas S.A permitem alertas em tempo real e envio de registos de data, hora, amplitude e polaridade do impacto. Certificar que este sistema de monitorização está operativo (com comunicação IoT activa, registos armazenados corretamente) assegura que futuros impactos sejam rapidamente detectados e tratados.
Se for detetado qualquer deterioração ou anomalia, devem empreender‑se as intervenções necessárias o mais breve possível para restaurar a eficácia do sistema. Não se considera aceitável manter em serviço um para‑raios com componentes danificados; num evento futuro, pode falhar na sua função essencial de proteger a estrutura. Cada componente deve estar, após reparação, em condições equivalentes às especificações originais para garantir segurança.
Normas e standards sobre manutenção de sistemas de protecção contra raios após um impacto
A regulamentação técnica, tanto internacional como nacional, exige inspeções e manutenção periódicas dos sistemas de proteção contra raios, especialmente após uma descarga direta:
- UNE 21186:2011 (Espanha) – Proteção contra raios: Pára-raios com dispositivo de ionização. Esta norma espanhola regula o projeto, a instalação, a revisão e a manutenção de instalações com pára-raios com dispositivo de ignição (PDI). É frequentemente aplicada em edifícios onde são instalados pára-raios ativos na Espanha e em outros países. A UNE 21186 exige revisões periódicas desses sistemas para garantir a sua eficácia na proteção de pessoas e bens, detalhando procedimentos de inspeção semelhantes aos descritos (verificação do cabeçote, condutas, ligaçao a terra, etc.). Após um impacto de raio num pára-raios PDI, a UNE 21186 indica que deve ser feita uma revisão completa do sistema.
- Série UNE-EN IEC 62305 (Internacional) – Proteção contra raios (Partes 1 a 4). É a adoção nacional da norma internacional IEC 62305. Em particular, a Parte 3 (UNE-EN 62305-3) aborda a proteção de estruturas contra danos físicos e contém requisitos sobre a inspeção e manutenção dos Sistemas de Proteção contra Raios (SPCR). Esta norma estabelece que um SPCR deve ser inspecionado tanto periodicamente (de acordo com o nível de proteção, ver mais adiante) como sempre que se suspeitar que possa ter sofrido uma descarga. A Parte 4 (UNE-EN 62305-4) trata da proteção dos sistemas elétricos/eletrónicos internos e também inclui diretrizes de manutenção para garantir que os sistemas de ligaçao a terra e proteção contra sobretensões continuem em bom estado. De acordo com a IEC 62305, é obrigatório revisar a instalação após qualquer impacto conhecido de raio na estrutura. Esta exigência reflete-se, por exemplo, na recomendação de instalar contadores de raios que avisem sobre tais descargas.
- NFPA 780 (EUA) – Norma para a instalação de sistemas de proteção contra raios. Embora seja uma norma americana, é uma referência internacional. A NFPA 780 recomenda inspeções periódicas dos pára-raios para garantir a sua integridade. Em particular, sugere que, após tempestades elétricas importantes ou descargas diretas, seja realizada uma inspeção extraordinária do sistema. Além disso, indica a inspeção após qualquer modificação na estrutura protegida ou se forem encontrados componentes danificados. A filosofia da NFPA 780 é preventiva: pelo menos uma inspeção visual anual e uma verificação completa a cada vários anos, garantindo que o sistema continua a cumprir a norma em vigor. Embora a NFPA 780 não seja obrigatória fora dos EUA, muitos dos seus critérios (por exemplo, inspecionar após um raio, continuidade dos condutores, uso de componentes listados) são boas práticas adotadas globalmente.
- Normativa espanhola e europeia adicional: Em Espanha, o Código Técnico de Edificação (CTE) no seu Documento Básico SUA-8 estabelece a necessidade de limitar o risco associado aos raios através de instalações adequadas, o que implica também manter essas instalações em condições seguras. O Regulamento Eletrotécnico de Baixa Tensão (REBT) e as suas guias técnicas mencionam a proteção contra sobretensões e derivações para terra, exigindo que as instalações elétricas (incluindo sistemas de ligação à terra) ofereçam segurança e sejam mantidas corretamente. Além disso, existem normas europeias específicas para componentes, como a série UNE-EN 62561, que estabelecem requisitos para peças de conexão, condutores, elétrodos, medidores de raios, etc., garantindo sua qualidade e resistência a descargas. Todas essas normas, em conjunto, formam o quadro normativo que mostra a importância de verificar se todos os elementos do SPCR estão em bom estado por meio de uma manutenção preventiva contínua.
- Frequência das inspeções de acordo com o nível de proteção: As normas técnicas definem frequentemente intervalos máximos entre inspeções. Por exemplo, o guia da IEC 62305 sugere que, para sistemas de nível I ou II (risco elevado), sejam realizadas inspeções visuais anuais e completas bienais, enquanto que para os níveis III-IV são admitidas inspeções visuais a cada dois anos e completas a cada quatro. No entanto, após um raio, estas revisões devem ser antecipadas imediatamente. Na prática, muitas normas nacionais (incluindo a espanhola) exigem pelo menos uma revisão anual e sempre uma após qualquer impacto de raio ou reforma estrutural no edifício. O não cumprimento dessas revisões pode significar que o sistema não cumpre as condições de segurança exigidas, com o risco consequente e possíveis implicações legais se ocorrer um dano por raio com o sistema mantido de forma negligente.
As normas técnicas normalmente definem intervalos máximos entre inspeções: por exemplo, sistemas de nível I ou II requerem inspeções visuais anuais e completas bienais, enquanto níveis III‑IV admitem visuais de dois em dois anos e completas cada quatro. Mas após um raio, estas revisões devem antecipar‑se imediatamente.
Em caso de dúvidas sobre a manutenção de pára-raios ou sobre as ações a realizar após um impacto, pode entrar em contacto connosco clicando aqui.
Se desejar, também pode participar em qualquer uma das nossas formações online gratuitas sobre proteção contra raios na nossa página de webinars.
