O que é?
Um Para-raios é uma haste de metal, comumente de cobre ou alumínio, destinado a dar proteção as edificações atraindo as descargas elétricas atmosféricas, raios, para as suas pontas e desviando-as para o solo através de cabos de pequena resistência elétrica. Como o raio tende a atingir o ponto mais alto de uma área, o para raios é instalado no topo do prédio.
Chama-se também parar raios, ou descarrega dor, o aparelho destinado a proteger instalações elétricas contra o efeito de cargas excessivas (sobre tensões) e descarregá-las na terra.
Em geral, os para raios são acessórios que interceptam a corrente elétrica atmosférica.
Invenção
A fim de provar que os raios são descargas elétricas da natureza, o americano Benjamin Franklin procedeu a uma experiência famosa, com base na qual inventou o seu pára-raios, no século XVIII. Durante uma tempestade, empinou uma pipa e constatou o poder das pontas de atrair raios ao observar as faíscas que se produziam nas chaves atadas à ponta do cordel em suas mãos e imaginando uma utilidade prática desenvolveu o pára-raios.
Como funcionam os Pára-Raios
Função Principal (ou de prevenção) dos Para-Raios:
A função principal dos pára-raios é evitar que os raios ocorram. Para isso ele se utiliza o poder das pontas.
Quando uma nuvem se aproxima de um para-raios, ela induz cargas de sinal contrário no solo que fica eletrizado. Se nessa região existir um pára-raios, este, também ficará eletrizado, mas devido ao poder das pontas um maior número de cargas elétricas irá se concentrar na ponta do pára-raios.
As nuvens atraem todas as cargas de sinal contrário que estiverem soltas no ar. As nuvens não concentram uma quantidade suficiente de carga, não sendo capazes de provocar os raios, pois são incapazes de tornar o ar de isolante em condutor.
Instalar para-raios não é uma tarefa fácil, pois as nuvens formam-se e são alteradas por diversos fenômenos da natureza como poluição, altitude, ventos e clima. O Brasil é um país com grande incidência de raios graças ao clima tropical. Para a instalação é necessário seguir as diretrizes da norma técnica ABNT 5419/2005 que possui as regras necessárias para instalar o para-raio com segurança.
Para colocar um para-raio em sua casa, empresa ou indústria, é necessário conferir os seguintes fatores: o espaço para colocá-lo, material de construção utilizado, índice ceráunico do município (número de dias que acontecem tempestades em uma região), média de raios da região desejada, quantidade de pessoas e a dimensão do local onde o para-raio será instalado. É importante também consultar um engenheiro para elaborar um projeto seguro.
Fique atento porque conforme a norma 5419/2004, os para-raios não protegem equipamentos eletrônicos como portões automáticos, elevadores, computadores, alarmes, etc.
Para-raios de Franklin:
É o modelo mais utilizado, composto por uma haste metálica onde ficam os captadores e um cabo de condução que vai até o solo e a energia da descarga elétrica é dissipada por meio do aterramento. O cabo condutor, que vai da antena ao solo, deve ser isolado para não entrar em contato com as paredes da edificação. As chances de o raio ser atraído por esse tipo de equipamento são de 90%.
Para-raios de Melsens:
Com a mesma finalidade do para-raios de Franklin, o para-raios de Melsens adota o princípio da gaiola de Faraday. O edifício é envolvido por uma armadura metálica, daí o nome gaiola. No telhado, é instalada uma malha de fios metálicos com hastes de cerca de 50cm. Elas são as receptoras das descargas elétricas e devem ser conectadas a cada oito metros.
A malha é divida em módulos, que devem ter dimensão máxima de 10 x 15m. Sua conexão com o solo, onde a energia dos raios é dissipada pelas hastes de aterramento, é feita por um cabo de descida. Esse cabo pode ser projetado usando a própria estrutura do edifício. As ferragens de suas colunas podem estar conectadas à malha do telhado e funcionar como ligação com o solo. Mas, para isso, é necessário um projeto adequado feito por engenheiros.
Para-Raios Radioativos
Os para-raios radioativos podem ser distinguidos dos outros, pois seus captadores costumam ter o formato de discos sobrepostos em vez de hastes pontiagudas. O material radioativo mais utilizado para sua fabricação é o radioisótopo Américo-241.
Esses para-raios tiveram sua fabricação autorizada no Brasil entre 1970 e 1989. Nessa época, acreditava-se que os captadores radioativos eram mais eficientes do que os outros modelos. Porém, estudos feitos no país e no exterior mostraram que o para-raio radioativo não tinha desempenho superior ao do para-raio convencional na proteção de edifícios, o que não justificaria o uso de fontes radioativas para esta função. Sendo assim, em 1989, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), por meio da Resolução Nº 4/89, suspendeu a produção e instalação desse modelo de captador. Salientando que se o processo de radioatividade fosse feito com fusão nuclear, seria mais seguro utilizar o meio de produção.
Curiosidades sobre Raios
Raios, relâmpagos e trovões são fenômenos naturais cercados por mitos e lendas. Confira algumas curiosidades sobre os raios.
Benjamin Franklin foi atingido por um raio enquanto fazia a experiência que deu origem ao para-raios.
Mito. Muitos livros de escola dizem que, ao realizar a experiência da pipa, em que comprovou que os raios são descargas elétricas, Benjamin Franklin teria sido atingido por um raio. Isso não é verdade. Apesar da experiência ser realmente perigosa e já ter inclusive causado a morte de outras pessoas, o inventor do para-raios saiu ileso. Isso ocorreu somente porque a faísca que correu da pipa até os equipamentos de seu laboratório foi causada pela energia do forte campo elétrico e não por um raio. Caso a pipa tivesse sido atingida por um raio, Benjamin Franklin teria morrido.
Um raio não cai duas vezes no mesmo lugar.
Mito. Esse é apenas um dito popular, raios podem cair diversas vezes na mesma localidade.
Para-raios protegem os equipamentos eletrônicos.
Mito. Os para-raios protegem apenas a construção. Para garantir a segurança de equipamentos eletrônicos, é preciso instalar supressores de surto de tensão. Eles evitam que as descargas elétricas atinjam e queimem os aparelhos.
Um raio tem temperatura maior do que a da superfície solar.
Verdade. A superfície solar tem temperatura de cerca de 6.000ºC, enquanto um raio atinge até 30.000ºC, cinco vezes a temperatura da parte externa do sol.
Não se deve falar ao telefone ou tomar banho durante tempestades.
Verdade. A linha telefônica e a tubulação metálica por onde passa a água podem transmitir a descarga elétrica de um raio. Se uma pessoa estiver segurando o telefone ou tomando banho, pode ser atingida, causando inclusive morte.
Na maioria das edificações modernas a tubulação é feita de PVC, não havendo esse risco. Se tiver dúvida sobre o material utilizado em sua residência o melhor a fazer é evitar banhos durante as tempestades. Se precisar falar ao telefone, utilize um aparelho sem fio ou celular.
O carro é um bom abrigo anti-raios, pois a borracha dos pneus não conduz eletricidade.
Mito. O carro é um bom abrigo em caso de tempestade, mas esse não é o motivo. O carro é seguro, pois sua estrutura metálica funciona como uma gaiola de Faraday. Caso atingido por uma descarga elétrica, protege tudo que está em seu interior, porque conduz a corrente pelo exterior e a descarrega no solo.
Os objetos atingidos por raios são sempre os mais altos.
Mito. Objetos altos têm maior probabilidade de ser atingidos. Mas um raio pode atingir o solo ao lado de uma grande árvore e isso não pode ser previsto.
Pode-se calcular a distância de um raio pelo tempo que leva para o trovão soar.
Verdade. A velocidade do som é de cerca de 350 metros por segundo, ou um quilômetro a cada três segundos. Sendo assim, a partir do momento em que se vê o relâmpago de um raio, podemos contar o tempo que levamos para escutar o som do trovão. Se ele leva 10 segundos para ser ouvido, o raio estará a cerca de 3km de distância.
Um raio pode atingir uma pessoa em um local fechado.
Verdade. Você pode ser atingido pela descarga elétrica de um raio mesmo estando em um local fechado. Isso acontece porque, se um raio atingir a linha de telefones enquanto você estiver segurando um aparelho com fio, também receberá a descarga. O melhor a fazer nesses casos é utilizar um telefone sem fio ou um celular.
Você também pode ser atingido por um raio que caiu do lado de fora de sua residência caso estiver tomando banho de banheira ou chuveiro elétrico. Se a tubulação de água for metálica, ela pode conduzir a descarga elétrica até você. Recomenda-se também que se desliguem todos os aparelhos elétricos e eletrônicos durante tempestades, pois podem ser um meio de acesso à descarga elétrica dos raios.
Barracas e árvores são bons abrigos durante uma tempestade.
Mito. Se você estiver ao ar livre durante uma tempestade, nunca fique dentro de barracas ou embaixo de árvores isoladas. As barracas possuem hastes metálicas e, assim como as árvores, atraem as descargas elétricas.
Fonte: para-raio.info
