Sistemas de proteção contra raios

1. INTRODUÇÃO 3

1.1. Caracterização do Problema e justificativa. 3

1.2. OBJETIVO GERAL 5

1.3. OBJETIVO ESPECÍFICO 6

1.4. Conhecendo a descarga elétrica 7

1.4.1. Origem da descarga elétrica 7

1.4.2. Formação do raio 7

1.4.3. Os raios entre nuvens 8

1.4.4. Os raios entre nuvens e o solo 8

1.4.5. Efeito periférico de descarga 9

1.5. Sistema de proteção contra descargas atmosféricas 10

1.5.1. Sistema de Franklin 10

1.5.2. Sistema de Faraday 11

1.6. METODOLOGIA 12

1. INTRODUÇÃO

Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), popularmente conhecidas como para-raios, são projetados para proteger a estrutura na qual é aplicado. Historicamente o primeiro SPDA foi proposto por Benjamin Franklin, que em 1752, disposto a provar a sua teoria, realizou o famoso experimento utilizando um fio de metal para empinar uma pipa de papel. Este fio era conectado ao solo, em meio à tempestade foi constatado que as descargas elétricas descarregadas na pipa seguiam o caminho direto ao solo, assim comprovando a comunidade científica que os raios são fenômenos da natureza elétrica e possuem uma corrente elétrica de grande magnitude e confirmando que a descarga elétrica procura o caminho com menor impedância para chegar ao meio de dissipação.

1.1. Caracterização do Problema e justificativa.

O Brasil é um grande produtor de pescado, ocupando a vigésima segunda posição, ficando entre os trinta maiores produtores, conforme dados do FISHSTAT publicado no Boletim Estatístico da Pesa e Agricultura (Tabela 1) [1] e o Estado de Santa Cataria é o maior produtor de pesca extrativa em alto mar conforme boletim estatístico do IBAMA/MMA (Figura 1), a baixa representatividade mundial é reflexo da falta de incentivo na melhoria do processo e investimento em embarcações mais bem equipadas.

Dentre os equipamentos e sistemas necessários para a embarcação o sistema de proteção contra descargas atmosféricas nunca é lembrado no projeto e construção deste tipo de barco, porém de suma importância, visto que o raio não pode ser evitado.

Tabela 1. Produção (t) pesqueira e aquícola mundial dos trinta maiores países produtores em 2007 e 2008. Fonte: FAO/FISHSTAT.

Figura 1. Produção (t) da pesca extrativa marinha nos anos de 2007, 2008 e 2009, discriminada por estado. Fonte: Boletim Estatístico do IBAMA/MMA

A motivação do trabalho ocorreu em virtude de ser um problema pouco abordado e por representar um grande risco as embarcações. Esta escassez de informações onde portais náuticos se limitam a citar informações básicas sobre o fenômeno natural e o próprio Grupo de Eletricidade Atmosférica do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) se limita a pesquisas das descargas ocorridas em terra, não abordado os riscos no mar, muitas embarcações de pesca não possuem nenhum sistema de proteção, ficando desprotegidas, correndo riscos como a queima de sistemas de comunicação na navegação, queima de todos os sistemas elétricos/eletrônicos, falta de proteção para a tripulação e avarias na estrutura que pode vir a causar o naufrágio desta embarcação.

1.2. OBJETIVO GERAL

O estudo tem como objetivo geral fechar as lacunas envoltas deste assunto, de modo a proteger as embarcações destas descargas elétricas, seja com um sistema devidamente projetado utilizando o sistema adequado conforme características do arranjo estrutural ou na utilização das antenas de comunicação, que comumente são utilizadas como captor dos raios, abordando os cuidados de como prover um sistema eficiente, entendendo o seu funcionamento de modo a garantir que a descarga elétrica siga o caminho seguro até a água.

1.3. OBJETIVO ESPECÍFICO

Primeiramente para poder aplicar um método de proteção é necessário entender a formação das descargas atmosféricas, tal como a incidência e magnitude elétrica, de modo a estudar os sistemas de proteção utilizado em embarcações e edificações comparando-os e avaliando o melhor método a ser aplicado.

Estudar os sistemas de rádio comunicação e como as antenas pode ser aplicada como um meio condutor, aferindo os devidos cuidados para este tipo de sistemas, e através dos sistemas utilizados analisar o nível de proteção que estas antenas podem obter, comparando por sistemas devidamente projetados explanando a diferença e grifando os tipos de barcos de pesca de pequeno porte que deveria possuir obrigatoriamente um sistema de proteção adequado.

• Entender como se formam e ocorrem as descargas atmosféricas;

• Pesquisar a incidência de descargas elétricas em alto mar e em rios;

• Identificar os danos que possa ser causada na embarcação;

• Identificar os métodos de prevenção utilizados na área naval;

• Comparar os métodos de proteção;

• Como aplicar os métodos de proteção;

• Estudar a viabilidade da instalação de um SPDA.

1.4. Conhecendo a descarga elétrica

Primeiramente antes de seguir a abordagem sobre a proteção é de suma importância conhecer o fenômeno da natureza do qual procuramos nos resguardar, estudando a origem e as características do famigerado raio.

1.4.1. Origem da descarga elétrica

Para que um raio possa ocorrer é necessário que existam cargas de sinais opostos