Origem e formação das descargas atmosféricas

O termo descarga atmosférica designa genericamente as descargas que ocorrem dentro das nuvens (intranuvens), entre duas nuvens próximas (internuvens) e as entre nuvens e terra.

Em uma representação bipolar, as cargas positivas ficam na parte superior ou inferior, e as negativas na parte contrária.  Esse bipolo tem uma altura de 10 a 15km e extensão de alguns km.

Por esse modelo, a diferença de temperatura entre a base e o teto da nuvem (65 a 70 graus Celsius) provoca a formação de correntes no centro da nuvem e nas bordas. Essas correntes de ar deslocando as partículas provoca o atrito e consequente carregamento, formando assim o bipolo.
Quando há uma descarga terra-nuvem, as cargas positivas vão neutralizar as cargas negativas fechando o circuito elétrico.

Essa descarga, sendo de grande densidade causa aquecimento do ar e a sua expansão produz um ruído (trovão) ouvido a 20km de distância ou mais. A temperatura no centro do canal do raio atinge dezenas de milhares de graus Celsius e a intensidade da corrente atinge dezenas ou mesmo centenas de kilo-amperes.

As descargas que se originam da parte da nuvem com cargas negativas são chamadas raios negativos. Já quando as nuvens são mais baixas, as descargas podem originar na parte que contém as cargas positivas. Estas são, de forma geral, de maior intensidade que as anteriores e denominados raios positivos.

Nas montanhas e nas estruturas altas, o líder que dá origem à descarga pode ser ascendente e a descarga de retorno será então da nuvem à terra, podendo ser negativa ou positiva.

Para se dimensionar os componentes dos sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) das estruturas, no entanto, são considerados ambos os tipos de descarga (positiva e negativa).

Fonte: Programa de Formação Técnica Continuada Schneider Electric

Considerações iniciais

- A descarga elétrica atmosférica (raio) é um fenômeno da natureza absolutamente imprevisível e aleatório, tanto em relação às suas características elétricas (intensidade de corrente, tempo de duração etc), como em relação aos efeitos destruidores decorrentes de sua incidência sobre as edicações;



- Nada em termos práticos pode ser feito para se impedir a "queda" de uma descarga em determinada região e não existe "atração" a longas distâncias, sendo os sistemas prioritariamente receptores;

- A implantação e manutenção de sistemas de proteção (pára-raios) é normalizada internacionalmente pela IEC (International Eletrotecnical Comission) e em cada país por entidades próprias como a ABNT (Brasil), NFPA (Estados Unidos) e BSI (Inglaterra);

- Somente os projetos elaborados com base em disposições destas normas podem assegurar uma instalação dita eficiente e confiável. Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100% estando, mesmo estas instalações, sujeitas a falhas de proteção. As mais comuns são a destruição de pequenos trechos do revestimento das fachadas de edifícios ou de quinas da edicação ou ainda de trechos de telhados.



 - Os sistemas implantados de acordo com a Norma, visam a proteção da estrutura das edicações contra as descargas que a atinjam de forma direta, tendo a NBR-5419 da ABNT como norma básica.

- É de fundamental importância que após a instalação haja uma manutenção periódica anual a fim de se garantir a confiabilidade do sistema. São também recomendadas vistorias preventivas após reformas que possam alterar o sistema e toda vez que a edicação for atingida por descarga direta.

 

Fonte: Termotécnica