Whatsapp icon Whatsapp

Para-raios

Para-raios são hastes  metálicas pontiagudas feitas de cobre, alumínio ou aço. Costumam ser posicionados em lugares elevados, como no alto dos edifícios, a fim de proteger-lhes dos possíveis danos causados por raios.

Os para-raios são conectados à Terra por fios condutores, que oferecem um caminho de baixa resistência para as descargas elétricas atmosféricas (raios). O objetivo do para-raios, entretanto, não é o de atrair os raios para si, mas o de oferecer um caminho pelo qual eles possam atravessar, de modo a produzir a menor quantidade de danos possível.           

Veja também: Fatos curiosos sobre os raios

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
  

Como funcionam os para-raios?

Em razão da enorme corrente elétrica transportada pelas descargas atmosféricas, os para-raios e os fios que os ligam à Terra devem ser feitos de metais condutores de baixa resistência elétrica, como cobre ou o alumínio, uma vez que, ao serem atravessados por grandes intensidades de corrente elétrica, os materiais dielétricos (isolantes elétricos), que são dotados de alta resistência elétrica, sofrem enormes danos em razão do efeito joule, podendo queimar ou até mesmo derreter.

Os para-raios são usados para direcionar as descargas elétricas atmosféricas para o solo.
Os para-raios são usados para direcionar as descargas elétricas atmosféricas para o solo.

A incidência das descargas elétricas pode causar danos a estruturas, equipamentos e, até mesmo, a pessoas e animais. Dessa forma, entender o funcionamento dos para-raios é de grande importância, especialmente no Brasil, que é o país com o maior número de descargas elétricas anuais, ultrapassando a marca de 50 milhões de raios todos os anos.          

Benjamin Franklin e os para-raios

Em 1752, os para-raios foram desenvolvidos por Benjamin Franklin (1706-1790), um importante cientista e político norte-americano. Na ocasião, Franklin empinou uma pipa com um fio metálico conectado e percebeu que as cargas elétricas das nuvens desciam pelo fio, comprovando que os raios eram correntes elétricas formadas na atmosfera.

Pouco tempo depois, Franklin mostrou que hastes metálicas ligadas à Terra poderiam ser usadas como condutoras de eletricidade e que, quando posicionadas acima ou ao lado de construções, poderiam protegê-las dos danos causados pelas descargas atmosféricas, criando, assim, os primeiros para-raios.           

Leia também: Cinco coisas que você provavelmente não sabia sobre a eletricidade

Tipos de para-raios

  • Para-raios de Franklin: são compostos de três hastes metálicas pontiagudas em sua extremidade, ligadas a um fio condutor conectado ao solo. É o tipo de para-raios mais usado em razão de sua grande eficiência em dissipar as descargas elétricas para o solo.
Os para-raios do tipo Franklin são os mais comuns.
Os para-raios do tipo Franklin são os mais comuns.
  • Para-raios de Melsens: apesar de ter a mesma finalidade dos para-raios de Franklin, esse tipo de para-raios funciona também como uma gaiola de Faraday, envolvendo as construções com uma malha de fios dotada de hastes metálicas, aterrada ao chão.
Os para-raios de Melsen envolvem as estruturas, formando uma gaiola de Faraday.
Os para-raios de Melsen envolvem as estruturas, formando uma gaiola de Faraday.
  • Para-raios radioativo: foram usados no Brasil entre 1970 e 1989, quando foram proibidos pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), uma vez que sua eficácia não pôde ser comprovada, nada justificava o uso de fontes radioativas, como o radioisótopo amerício-241, que emite radiação alfa e gama.

Leia também: Cinco coisas que você precisa saber sobre eletricidade

Instalação de para-raios

A instalação de para-raios visa à segurança de edificações residenciais, comerciais, industriais e agrícolas. Para tanto, no Brasil, existe uma norma que define o dimensionamento e as regras para a instalação de para-raios, a NBR 5419. Em regiões em que há muitas chuvas, altos índices de raios e grande fluxo de pessoas, o uso de proteções contra as descargas elétricas é especialmente necessário.

De acordo com a NBR 5419, os para-raios devem atender a rigorosas especificações de corrente elétrica de descarga máxima suportada, corrente elétrica eficaz, tempo de descarga, tensão nominal, tensão máxima suportada, estabilidade térmica, entre outros. Os para-raios podem ser classificados com base em três parâmetros: corrente de descarga nominal, classe de serviço e características de proteção.

Qual é a altura mínima para instalar para-raios?

Os Sistemas de Proteção contra as Descargas Elétricas (SPDA) seguem diversas orientações de acordo com a NBR 5419, inclusive a altura mínima para a instalação dos para-raios. Tais orientações diferenciam-se de acordo com diversas características de cada estrutura. Dentre essas características, destacam-se:

  • Tipo de ocupação da estrutura: casas, indústrias, edifícios, escolas, hospitais.
  • Tipo de construção da estrutura: estrutura em aço, madeira, alvenaria, aço e outras.
  • Conteúdo da estrutura e efeitos indiretos das descargas atmosféricas: residências, subestações de energia, monumentos, escolas, hospitais.
  • Localização da estrutura: estruturas próximas de árvores mais altas, estruturas isoladas e mais altas que as árvores ao redor .
  • Topografia da região: planícies, colinas, montanhas.        

Unindo-se às características acima, é possível obter o nível de proteção adequado à estrutura, que pode ir de I a V. Na NBR 5419, há uma fórmula que é utilizada para calcular a média anual previsível de descargas elétricas a cada tipo de estrutura. O resultado indica a necessidade, ou não, da instalação de um SPDA.

Por fim, a altura de instalação dos captadores (pontas dos para-raios) deve estar de acordo com o nível de proteção calculado para a estrutura, variando de I a V, de acordo com a tabela mostrada abaixo:

Nível de proteção

Altura (em metros)

I

20

II

30

III

45

IV

60

Quantos metros o para-raios protege?

Os para-raios instalados em residências ou em quaisquer construções menores que 30 m de altura são capazes de proteger uma grande área em formato de cone, cujo raio é aproximadamente igual à sua altura. Nessa região, as chances de ser atingido por um raio são mínimas.

Em estruturas mais altas, como em torres e prédios, a proteção contra os raios é efetiva somente até a altura de 30 m a partir do solo. Nesse último caso, a área protegida tem o formato próximo ao de um cone com altura e raio similares, de aproximadamente 30 m.

Publicado por Rafael Helerbrock

Artigos Relacionados

A História da Eletricidade
Houve vários estudos e processos para que a eletricidade se tornasse o que é hoje. Confira aqui a história da eletricidade!
Capacitor Plano
Entendendo a equação do armazenamento elétrico
Choque elétrico
Clique aqui e descubra o que é choque elétrico. Conheça seus tipos e saiba quais são suas causas e suas consequências.
Efeito Joule
Você sabe o que é efeito Joule? Conheça as suas utilidades, fórmulas usadas para calculá-lo, os riscos relacionados a ele e também alguns exercícios resolvidos.
Fusíveis
Descubra o que é um fusível e para que ele serve. Veja também onde o encontramos no dia a dia e a sua diferença em relação ao disjuntor.
Lei de Coulomb
Você conhece a lei de Coulomb? Acesse e descubra o que diz essa lei, conheça a fórmula usada para calculá-la e aprenda mais com exercícios resolvidos sobre o tema.
Leis de Kirchhoff
Clique aqui e entenda o que são as leis de Kirchhoff. Saiba quais são elas e descubra como aplicá-las.
Transformadores
Acesse e entenda o que são e como funcionam os transformadores. Aprenda também as fórmulas usadas para calcular a tensão e a corrente elétrica em transformadores.
video icon
Professora ao lado do texto"Verbos dicendi".
Português
Verbos dicendi
Dizer, falar, gritar, responder são verbos dicendi, ou seja, palavras que apresentam a maneira pela qual uma pessoa se expressa. Assista a esta videoaula para aprender um pouco mais sobre essa classificação!