O Brasil é o país com maior incidência de raios do mundo, o que preocupa a população. Isso se deve ao fato de seu território estar tão próximo à linha do equador geográfico. Nos últimos anos, foi registrado um número bastante expressivo de mortes e destruições de edifícios, consequência da queda de raios no país. Em vista disso, há uma forte sensibilização dos projetistas quanto ao aprimoramento dos sistemas de proteção das construções contra as descargas atmosféricas, popularmente chamadas de para-raios.

Benjamin Franklin foi primeiro a experimentar a força dos raios ao empinar uma pipa. Através do brinquedo, que tinha uma ponta de cetim e uma chave de metal, fez-se uma faísca poderosa de energia. Descargas atmosféricas assim acontecem, justamente, pelo resultado de uma grande diferença de potencial entre as nuvens ou entre as nuvens e o solo, o que ioniza o ar e faz os átomos perderem elétrons. Ao longo dos anos, outros cientistas estudaram a gravidade dos efeitos envolvendo esses fenômenos naturais. E foi pensando nisso que o Engenharia 360 trouxe dicas importantes para este post, explicando qual a importância dos arquitetos e engenheiros se atenderem também a esse tema.

“Desde a antiguidade os raios encantam e assombram a humanidade com o seu aspeto ameaçador e ao mesmo tempo intrigante que acabou por ser incorporado nos mitos e lendas como elemento de demonstração da existência de deuses poderosos, como por exemplo o grego Zeus e o nórdico Thor” 

- Benjamin Franklin.

Quando os SPDA são uma exigência?

No Brasil, os SPDA – ou Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas – são exigidos em todos os edifícios públicos, em edifícios residenciais ou comerciais acima de três pavimentos, e em construções com área igual ou superior à 750 m². Porém, esse tipo de equipamento pode ser instalado em qualquer casa, se o proprietário quiser - principalmente estando localizada em zona de maior densidade de impactos. Para isso, é necessária a contratação de um engenheiro eletricista que saiba fazer corretamente o serviço e possa emitir a ART - Anotação de Responsabilidade Técnica – perante o Conselho de Engenharia e Agronomia do seu município.

Claro, os para-raios não impedem que as descargas atmosféricas atinjam as estruturas, porém eles ajudam a evitar possíveis danos e perigos, até mesmo em áreas adjacentes. Mas, para isso, é preciso manter o seu bom funcionamento. Indica-se uma inspeção anual perto do vencimento da ART ou mesmo a manutenção quando for constatado que o SPDA absorveu alguma sobrecarga de energia que possa ter danificado os seus componentes. Já, eventualmente, em casos solicitados, o Corpo de Bombeiros poderá fazer também uma vistoria para garantir as condições físicas da estrutura, assim como do aterramento do raio.

O que os raios podem provocar nas estruturas?

Uma descarga atmosférica pode atingir uma potência média de 15 mil amperes. Em comparação com um chuveiro, que apresenta uma potência de apenas 30 amperes, já se pode imaginar o quanto perigosos são os raios. Um edifício sem proteção alguma tem grandes chances de ter a sua estrutura seriamente comprometida. Mesmo com para-raios instalados, é comum a ocorrência de equipamentos eletroeletrônicos danificados, como as placas de elevadores. Se a energia mais elevada e destruidora - atingindo, por exemplo, antenas e cercas metálicas - irradiar inadequadamente pela estrutura poderá ocorrer até explosões e incêndios. Por isso, em alguns casos, são indicados não só os SPDA como também um DPS em todos os quadros elétricos – que é o Dispositivo Protetor de Surto.

“É comum ouvirmos de alguns síndicos que o seu prédio não precisa do sistema, pois fica ao lado de um edifício mais alto que já dispõe do sistema. Esse raciocínio está totalmente equivocado”

- Wilson Ribeiro, tenente chefe da Seção de Atividades Técnicas, do 13º Batalhão do Corpo de Bombeiros Militar de Balneário Camboriú, em reportagem de Condomínios SC.

"É muito difícil dizer qual é a área de proteção de um para-raios, pois varia muito do tipo de equipamento, são vários os tipos que tem no mercado hoje”

- Luiz Vitor de Souza Filho, professor de física da Universidade de São Paulo, em reportagem de G1.

Escolhendo um sistema de proteção contra raios

Cada exemplar arquitetônico tem suas características próprias. Por isso, a escolha de um sistema de proteção contra raios deve se basear em uma série de fatores, como as questões técnicas, econômicas e estéticas. Por vezes, os projetistas já pensam nisso durante a concepção do projeto estrutural, adequando todos os elementos para servirem como meio de condução de corrente, facilitando as instalações e evitando gambiarras expostas sobre as fachadas dos prédios. Claro que antes é preciso que o engenheiro conheça o tipo de solo que será feito o aterramento, já que o processo pode ser mais simples em terrenos com nível de umidade maior, por exemplo, que não necessitariam de nenhum tratamento para melhorar a sua condutividade.

“É necessário levar em conta o tipo de estrutura das edificações, a altura, a localização do prédio dentro da cidade, o tamanho da estrutura, o número de pessoas que as utilizam, a finalidade e o tempo de idade”

- Mauro Moura, professor do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Brasília, em reportagem de Jornal de Brasília.

São tipos de Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas:

• Gaiola de Faraday = mais utilizado, baseado na teoria de Faraday = consiste em hastes e condutores metálicos que cobrem a edificação igualmente e são ligados a terra, para o devido aterramento.

• Método da Esfera Rolante = consiste em hastes e cabos metálicos que, juntos, criam um sistema que é representado por uma esfera rolando em torno do edifício, sendo que o espaço contemplado por essa esfera é considerado como área protegida.

• Método Franklin = pouco utilizado, indicado para edificações de pequeno porte = sistema instalado para proteger o volume de um cone.

No vídeo a seguir você pode entender melhor a diferença entre os diferentes sistemas de PDA:

Como funcionam os para-raios

Resumidamente, pode-se dizer que um para-raios funciona como o ladrão da caixa d´água, ele é o sistema que facilita a fuga do raio até o chão. Primeiro, o sistema de SPDA intercepta a descarga atmosférica através de um captador, instalado na cobertura. Depois, ele conduz a corrente pelas laterais da edificação, descarregando-a na terra. Assim, tudo que se encontra no interior do volume fica protegido. É um caminho alternativo, neutro, oferecido à eletricidade, para que ela não provoque nenhum acidente, como os tais danos às estruturas.

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O que dizem as Normas Brasileiras?

Primeiro, é importante destacar quais são as Normas Brasileiras que tratam deste tema. Por exemplo, para quem quer saber mais sobre os dispositivos contra surtos, sobre interligações elétricas e eletrônicas, e sobre como calcular os sistemas de aterramento, é indicada a NBR 5410. Já a NBR 5419, que foi revisada mais recentemente, em 2015, fala exclusivamente sobre o uso dos SPDA, demonstrando diversos tipos e situações de instalações, incluindo todas as formas de cálculos.

No geral, a normativa recomenda que se faça regularmente, por empresa especializada, a avaliação do sistema como um todo. Além disso, testes de continuidade e resistência ôhmica junto às hastes na caixa de inspeção, e revisão do aterramento principal, de sua equipotencialidade, poderá garantir que a edificação esteja sempre protegida das descargas elétricas dos raios.

Entenda melhor como funcionam os para-raios e por que é tão importante sua instalação em edifícios mais altos:

Fontes: Condomínios SC, Jornal de Brasília, Eletro JR, Téchne.

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Simone Tagliani

Graduada nos cursos de Arquitetura & Urbanismo e Letras Português; técnica em Publicidade; pós-graduada em Artes Visuais, Jornalismo Digital, Marketing Digital, Gestão de Projetos, Transformação Digital e Negócios; e proprietária da empresa Visual Ideias.