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Modelos de SPDA (Sistemas de Protecção Descargas Atmosféricas)

Modelos de SPDA  (Sistemas de Protecção Descargas Atmosféricas)

Benjamin Franklin, no século XIII realizou um conjunto de experiências para captar um raio de uma descarga atmosférica. O experimento consistiu em colocar uma haste metálica abaixo de uma nuvem de tempestade estabelecer o contacto com um corpo ligado à terra, para permitir descarregar. Benjamin Franklin, estabeleceu o conceito dos pára-raios e o principio de funcionamento de um sistema de protecção contra descargas atmosféricas (SPDA).
Um SPDA é composto essencialmente por três componentes, o elemento captor, os condutores de baixada e o sistema de terra. Actualmente existe três modelos de pára-raios: o captor do tipo de Franklin, o captor de avanço à ignição (ionizantes) e a gaiola de Faraday.


Captor do tipo de Franklin
O captador "Franklin" é constituído por uma haste metálica , sendo a extremidade superior é pontiaguda para tem uma maior poder de acúmulo de cargas. Este sistema é o mais barato mas o menos eficiente.


Captor de avanço à Ignição
O captor de avanço à Ignição consiste na capacidade do pára-raios antecipar a descarga atmosférica e definir o percurso do raio. Este sistema é barato e apresenta elevada eficiência, embora decresça com o aumento da distância do captor.


Gaiola de Faraday
A gaiola de Faraday é um sistema de vários receptores colocados de modo a envolver o topo da estrutura e várias baixadas. A gaiola apresenta a elevada eficiência, contudo, é de difícil implementação e elevados custos.



O dimensionamento de um sistema de protecção contra descargas atmosféricas deve considerar o modelo adoptado e considerar as Normas em vigor. Para os pára-raios de avanço à ignição vigora a Norma NP4426 enquanto para gaiolas de Faraday e pontas de Franklin a Norma IEC62305.


Implementação SPDA através pára-raios de avanço à ignição

tabela.jpg

A capacidade de avanço à ignição ΔL permite quantificar o raio de protecção expresso por:

equacao.jpg

Sendo h altura entre a ponta do Pára-raios e a superfície a proteger, D o raio da esfera fictícia na ponta do traçador descendente (modelo electrogeométrico), v a velocidade média do traçador ascendente e descendente e Δt o tempo de avanço à ignição (característica do Pára-Raios).


Implementação SPDA através de ponta de Franklin

cone.jpg

O método do ângulo de protecção é uma das formas de concepção do dispositivo captor. O edifício a proteger tem de se encontrar dentro da área de protecção das hastes captoras ou do dispositivo captor.

Sendo h1 a altura entre a ponta de Franklin e a superfície a proteger. O ângulo α deve ser aplicado de acordo com a Norma IEC 62305 correspondendo à superfície protegida B.



Implementação SPDA através da gaiola de Faraday

gaiola.jpg

Os dispositivos captores também podem ser determinados por meio do método da esfera. Para este método é necessário um modelo do objecto a proteger e uma esfera, que é rolada por cima do modelo. Tem de ser instalado um dispositivo captor em todos os pontos de contacto da esfera com o modelo. Outra forma de concepção do dispositivo captor é o método da malha, em que este é disposto na superfície do telhado, em forma de malha, a partir dos pontos mais
sujeitos à queda de raios, nomeadamente cumeeira, cristas e arestas.


Análise de Risco

A necessidade de implementação de SPDA consiste num estudo de acordo com a IEC62305-2 que considera um conjunto de parâmetros e quantifica a necessidade de medidas de protecção (ex: edificação, sua utilização, os coeficientes de risco e o índice cerâunico do local).


QEnergia

A QEnergia realizou esforços para  apresentar soluções adequadas para todos o modelos de SPDA com produtos de qualidade superior e construi um centro de competências para elaboração de estudos, auditorias,  instalações e manutenções de sistemas SPDA.

 

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