DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
Desmistificando o para-raios com dispositivo de ionização
Sylvain Fauveaux, Coordenador do Laboratório de Alta Tensão do Liri – Lightning Innovation & Research Institute, da Indelec (França)
e
nquanto um para-raios Franklin seria o método tradicional de proporcionar uma proteção contra descargas atmosféricas, o raio de proteção deste captor depende de parâmetros geométricos e do nível de proteção considerado. No caso dos para-raios com dispositivo de ionização (PDI), que também utilizam o modelo eletrogeométrico (esfera rolante), um parâmetro adicional, o seu tempo de antecipação (ΔT), vem a desempenhar um papel fundamental no cálculo do raio de proteção, conforme já estabelecido em normas e verificado ao longo da sua experiência no mundo. Como sustentado por diversos estudos, um líder ascendente lançado a partir de um captor antes que qualquer outro ponto irá interceptar o líder descendente. Para-raios com dispositivo de ionização são projetados especificamente para esta função e verificados em ensaios em laboratórios de alta tensão. Pesquisas lideradas por várias corporações, entidades tecnológicas e pesquisadores ao redor do mundo [1] demonstraram que a antecipação do líder ascendente proporciona um maior raio de prote48
EM JANEIRO/FEVEREIRO, 2021
ção e, portanto, uma captação mais eficiente e mais abrangente que um para-raios Franklin posicionado no mesmo ponto. As condições elétricas na ponta do para-raios são determinantes para o tempo de emissão do líder ascendente. Pesquisas científicas recentes mostram que a produção excessiva de carga de espaço (space charge) ao redor da ponta dos captores pode atrasar o início do líder ascendente [2], e desta forma reduzir o raio de proteção. Esta parece ser a desvantagem do para-raios Franklin e a razão de vários casos
Nota
C
omo veículo de informação que há quase 50 anos presta relevantes serviços à área elétrica, e que tem a obrigação e a vocação de promover o debate sério, a revista EM – Eletricidade Moderna publica o presente artigo, porém lembra aos leitores que a tecnologia nele descrita não é considerada pelas normas da ABNT. O Editor
No sistema de proteção contra descargas atmosféricas, o subsistema de captação é o responsável por interceptar o líder descendente do raio para que a corrente deste seja conduzida pelo subsistema de descida e dissipada de maneira segura pelo aterramento. Assim, quanto mais eficiente for essa interceptação, mais segura será a área protegida. O autor defende a superioridade dos para-raios ionizantes, apresentando resultados de pesquisas.
documentados onde este tipo de captor proporcionou um menor raio de proteção que o esperado. Para-raios com dispositivo de ionização usam diversas técnicas para criar condições elétricas apropriadas para lançar um líder ascendente (e, subsequentemente, um líder ascendente contínuo) no momento certo em relação ao líder descendente escalonado, interceptando antecipadamente a descarga atmosférica em uma altura maior. Cabe lembrar que a função do para-raios ionizante é controlar a emissão natural do líder ascendente e não emiti-lo, uma vez que nenhum equipamento de origem humana poderia gerar energia suficiente para emitir um fenômeno natural dessa potência. Dimensionamento A fórmula de cálculo do raio de proteção do para-raios com dispositivo de ionização é uma fórmula normatizada, muito similar e também baseada no modelo eletrogeométrico.
Rp(h) = ! 2rh – h2 + D(2r + D) ,
