Para-raios

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CURSO A DISTÂNCIA EM MANUTENÇÃO DE EDIFICAÇÕES - MÓDULO 02/ AULA 08

SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS (SPDA) Engenheiro Fauzi Geraix Filho

1- DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

1.1 Introdução a Descargas Atmosféricas A formação de cargas nas nuvens, e consequentemente sua descarga na terra, é um fenômeno normal e natural que assola a Terra e afligi a humanidade, causando prejuízos emortes. Há milhares de anos os raios são observados e estudados, mais ainda poucos progressos foram obtidos a respeito do fenômeno, existindo ainda muitas duvidas (KINDERMAN, 1997).

De acordo com KINDERMAN (1997) apesar de todos os esforços, não conseguimos evitar que um raio caia sobre determinado prédio. No entanto, todos os cuidados são no sentido de disciplina-lo na sua queda, obrigando-oa seguir um caminho pré-determinado para a terra, ou seja, a implementação dos pára-raios.

Figura 6-Foto de um raio. Fonte: (Click Especial, Microservice).

1.2 Formação das Descargas Atmosféricas

KINDERMAN (1997) diz que a nuvem carregada induz no solo cargas positivas, que ocupam uma área correspondente ao tamanho da nuvem. Como a nuvem é arrastada pelo vento, a região de cargaspositivas no solo acompanha o deslocamento da mesma, formando praticamente uma sombra de cargas positivas que segue a nuvem. Neste deslocamento, as cargas positivas induzidas vão escalando árvores, pessoas, pontes, edifícios, páraraios, morros, etc., ou seja, o solo sob a nuvem fica com carga positiva entre a nuvem e a terra formando diferenças de potenciais. Nota-se que para a descarga se efetuar não énecessário que o campo elétrico seja superior à rigidez dielétrica de toda a camada de ar entre a nuvem e o solo, bastando para isso, um campo elétrico bem menor. Isto é explicado pelo fato do ar entre a nuvem e a terra não ser homogêneo, pois contém grande quantidade de impurezas, umidade e ar ionizado, que estão em constante agitação. Com isto, o ar entre a nuvem e a terra fica muito“enfraquecido”, e um campo elétrico menor já é suficiente para que o raio consiga perfurar o ar e descarregar na terra, isso ocorre em frações de micro-segundos.

Segundo KINDERMAN (1997) na maioria dos raios ocorre entre nuvens, formando descargas paralelas à superfície do solo. Isto se dá durante uma tempestade, onde nuvens se aproximam a uma distância tal que a rigidez do ar é quebrada pelo alto gradientede tensão, com a conseqüente formação do raio, ocorrendo à neutralização das nuvens.

1.3 Valores das Descargas Atmosféricas

A gama de variações dos valores dos raios é uma questão preocupante, exigindo maiores estudos. Veja uma tabela de valores medidos e registrados sobre as características dos raios.

Corrente Tensão Duração Carga Elétrica da Nuvem Potência liberada Energia Tempo deCrista Tempo de meia Cauda

2000 a 2000.000 Ampéres. 100 a 1.000.000 KV 70 a 200 us 20 a 50 C 1000 a 8.000 milhões de kWh 4 a 10 kWh 1,2 us 50 us

Tabela 1-Valores do Raio. Fonte: (Descargas Atmosféricas Geraldo Kinderman).

1.4 Ação das Descargas em Estruturas

De um modo geral, é grande ainda o desconhecimento e o grau de incerteza do efeito, da ação e da proteção contra descargasatmosféricas. Por este motivo as normas e recomendações existentes são indefinidas em alguns pontos e imprecisas em outros, sendo necessários muitos estudos e uma grande evolução no conhecimento do assunto para que se disponha de uma melhor orientação quanto ao tratamento a ser dado na proteção contra descargas atmosféricas (KINDERMAN, 1997).

KINDERMAN (1997) Descreve que é interessante ressaltar que,desde a proposta de Benjamin Franklin de utilizar uma haste para proteção contra descargas atmosféricas, até hoje não se encontrou nada melhor. E isto ocorreu há mais de 200 anos. Hoje, a utilização de pára-raios de Franklin em estruturas elevadas, tem mostrado, na prática, que as laterais dos edifícios não estão bem protegidas e deve ser complementada com outro tipo de proteção. Os avanços...
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