Raios em áreas abertas

Tenho assistido a algumas palestras sobre proteção contra descargas atmosféricas em áreas abertas e fiquei motivado a escrever sobre o assunto.

A proteção contra raios em áreas fora de estruturas que possam prover proteção às pessoas deve ser tratada com bastante carinho e discernimento, a começar por definir quais seriam as áreas de aplicação desse conceito. 

Entende-se por área aberta todos os locais situados fora de uma estrutura fechada. Valendo-se do conceito de zona de proteção contra raios (ZPR) pode-se definir área aberta como todos os espaços contidos nas ZPR_0A e ZPR_0B. Desta forma entende-se que pessoas que se encontrem fora de uma estrutura fechada estarão sujeitas aos seguintes efeitos dos raios:

 – Impacto direto: quando o ser vivo faz parte da conexão entre líderes ascendente e descendente e fica posicionado no canal do raio; 

– Líder ascendente não conectado: quando o líder ascendente parte da pessoa ou bem próximo dela e não se conecta ao líder descendente e retorna para a Terra, expondo-a a corrente provocada por esse retorno; 

– Tensão de toque: quando o raio penetra o solo e a tensão superficial cria diferenças de potencial entre o solo e algum elemento metálico enterrado ou aterrado e o ser vivo tem parte do corpo referenciada ao solo e outra parte encostando nesse elemento metálico; 

– Centelhamento: quando a corrente do raio circulando por um condutor cria uma diferença de potencial suficiente para romper o dielétrico no entorno desse condutor e “salta” para o ser vivo através de um arco elétrico; 

– Tensão de passo: quando o raio penetra o solo e a tensão superficial cria diferenças de potencial no solo e o ser vivo tem os pés referenciados em linhas de potencial diferentes no solo; 

– Corrente induzida por onda trafegante: quando ondas criadas pela corrente elétrica, que circula pelo canal do raio ou por condutores do sistema de proteção contra descargas atmosféricas, induzem corrente elétrica em outros condutores podendo causar choque elétrico.

O impacto direto e – em alguns casos – o líder ascendente não conectado podem ter seus efeitos minimizados pelos seguintes motivos: 

• subsistema de captação, a tensão de toque e o centelhamento pelo subsistema de descida; 
• a tensão de toque e a tensão de passo pelo subsistema de aterramento e a corrente induzida por onda trafegante, pela blindagem.

Há que considerar-se que a proteção eficaz depende das medidas de proteção adotadas em conjunto e da existência de estrutura apropriada para receber essas medidas, ou seja para haver SPDA sempre haverá uma estrutura.

É notório que um SPDA e, obviamente qualquer um de seus subsistemas, pode ser utilizado como ferramenta adicional de proteção raios em área aberta, mas jamais proverá proteção suficiente nessas situações. Deve-se entender que a máxima a ser utilizada como prerrogativa fundamental de proteção é: onde há raios não deve haver pessoas e vice-versa. 

A ABNT NBR 16785 – Sistema de Alerta de Tempestades Elétricas foi publicada em novembro de 2019 e trata de fatores fundamentais na proteção de pessoas em áreas abertas contra descargas atmosféricas, sendo a análise risco e a escolha dos equipamentos que compõem o sistema de alerta de raios. A norma orienta, ainda, a criação de procedimentos particularizados, dependentes da característica individual de cada local para a movimentação de pessoas e alteração de processos.

Funciona da seguinte forma: equipamentos medem a variação de campo elétrico e de campo eletromagnético quando da ocorrência de tempestades e sinalizam previamente a possibilidade da ocorrência da descarga atmosférica, facilitando a criação de procedimentos apropriados para transferência de pessoas desde as áreas abertas para locais fechados e protegidos contra raios. Outra medida de proteção adotada pode ser a paralisação de processos, minimizando assim os riscos de incêndio e explosão.

Quais seriam então os locais apropriados para a utilização desse sistema?

Locais que possuam área aberta.  Locais com fluxo de pessoas, ainda que reduzido, devem ser submetidos a uma análise de risco, que através dos resultados fornecerá parâmetros para determinação da necessidade da existência de proteção no local. Vale salientar que a análise de risco desenvolvida no texto da NBR 16785 é diferente da análise de risco existente na NBR 5419.

Importante ressaltar também que, embora complementares a NBR 5419 e a NBR 16785,  são normas independentes e podem (devem?) ser utilizadas dessa forma.

Autor:

Por Jobson Modena, engenheiro eletricista, membro do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei), CB-3 da ABNT, onde participa atualmente como coordenador da comissão revisora da norma de proteção contra descargas atmosféricas (ABNT NBR 5419). É diretor da Guismo Engenharia | www.guismo.com.br