Este artigo tem como objetivo apresentar conceitos de sistemas de segurança para proteção contra descargas atmosféricas, os quais apresentam metodologias pouco conhecidas entre a população, mas extremamente eficientes para a proteção contra todos os tipos de máquinas e equipamentos, edificações e até mesmo para a segurança dos seres humanos. Visa, ainda, esclarecer alguns mitos e superstições como, por exemplo: “desligue a televisão que está relampejando”, “não tome banho que vai chover”, “cubra os espelhos, pois eles atraem raios”. Essas frases ainda hoje são muito comuns, principalmente entre os de mais idade, e algumas delas apresentam fundamento, outras não. O mais importante para se analisar é que descargas atmosféricas são potencialmente prejudiciais a diversos tipos de sistemas e, inclusive, aos seres humanos. O que muitas pessoas não têm conhecimento é a existência de um mecanismo de proteção contra esse tipo de fenômeno cada vez mais recorrente na natureza.

1. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
educação e transformação para o mundo do trabalho
SISTEMA DE DETECÇÃO E PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS
ATMOSFÉRICAS
Leandro Barzanelli - Aluno de Pós-graduação Lato Sensu do Curso de Engenharia
de Segurança – Senac Jundiaí; lbarzanelli@gmail.com
Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar conceitos de sistemas de
segurança para proteção contra descargas atmosféricas, os quais apresentam
metodologias pouco conhecidas entre a população, mas extremamente eficientes
para a proteção contra todos os tipos de máquinas e equipamentos, edificações e
até mesmo para a segurança dos seres humanos. Visa, ainda, esclarecer alguns
mitos e superstições como, por exemplo: “desligue a televisão que está
relampejando”, “não tome banho que vai chover”, “cubra os espelhos, pois eles
atraem raios”. Essas frases ainda hoje são muito comuns, principalmente entre os
de mais idade, e algumas delas apresentam fundamento, outras não. O mais
importante para se analisar é que descargas atmosféricas são potencialmente
prejudiciais a diversos tipos de sistemas e, inclusive, aos seres humanos. O que
muitas pessoas não têm conhecimento é a existência de um mecanismo de proteção
contra esse tipo de fenômeno cada vez mais recorrente na natureza.
Palavras-chave: Descargas Atmosféricas. Sistemas de Proteção. Tempestades.
Relâmpagos.
Abstract: This work intends to present concepts of lightning protection safety
through a methodology little known among the population, but extremely effective for
protection against all types of machinery and equipment, buildings and even to
humans. It also aims to clarify some myths, superstitions and legends, such as “turn
off the TV flashing”, “no bathing will rain”, “cover the mirrors because they attract
lightning” these phrases are still very common especially to elderly. The most import
thing to consider is that lightning is potentially damaging to all types of systems and
even in humans. What many people still do not know, is the existence of a protective
mechanism against such increasingly present phenomenon in the lives of people.
Keywords: Lightning. Protection Systems. Storms. Lightning.
1. INTRODUÇÃO

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Cerca de mais de três bilhões de raios atingem a Terra por ano, sendo que
mais de 100 milhões são em território brasileiro, e esse número tende a
aumentar a cada dia devido, principalmente, às mudanças climáticas e
localização territorial, uma vez que o Brasil está localizado em uma região
tropical onde a incidência desse fenômeno é maior, principalmente no verão.
Vale ressaltar que, desse total, cerca de 10% caem nos oceanos devido à sua
grande área aberta.
Devido à grande incidência dos raios e à curiosidade de muitos em admirar
sua beleza, calcula-se que mais de 100 pessoas morrem por ano, somente no
Brasil. Com relação aos prejuízos materiais, mais de 1.500 casos de falhas ou
interrupções podem ser registrados por ano no sistema de fornecimento de
energia. Estima-se, ainda, que mais de 50 milhões de dólares são gastos na
grande São Paulo, por hora, de produção perdida pelas indústrias.
Felizmente, nos dias de hoje, com o avanço da tecnologia e dos grandes
centros de pesquisa e desenvolvimento, diversos mecanismos para detecção de
descargas atmosféricas foram criados e aprimorados, o que fez com que o
fenômeno pudesse ser mais bem entendido e que os meios de proteção fossem
melhor aplicados, mesmo que nenhum seja ainda 100% eficiente.
2. O QUE SÃO DESCARGAS ATMOSFÉRICAS?
Também conhecidas como relâmpagos, são descargas elétricas de grande
extensão (podendo chegar a quilômetros) e de grande intensidade (picos de
intensidade de um quilo Ampère), que ocorrem devido ao acúmulo de cargas
elétricas em regiões localizadas da atmosfera (em geral, no centro da tempestade).
A descarga inicia quando um campo elétrico produzido por ela excede a capacidade
isolante do ar, também conhecida como rigidez dielétrica, em um local da atmosfera
que pode ser dentro da nuvem ou próximo ao solo.
Existem diversos tipos de relâmpagos que são classificados de acordo com o
local de sua origem, e que podem ser conhecidos como estrutura tripolar, formada
por três centros de cargas: Positivo na parte superior, Negativo na parte
intermediária e Positivo na parte inferior. Podem ocorrer da nuvem para o solo
(denominados nuvem-solo), de solo para nuvem (denominado solo-nuvem), dentro

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da nuvem (denominado intra-nuvem) e da nuvem para qualquer ponto da atmosfera
(denominado descargas no ar) conforme figura 1 apresentada a seguir.
Conforme PINTO Jr., 2005, de todos os tipos de relâmpagos, os mais comuns
são os intra-nuvem devido a dois motivos: a capacidade isolante do ar, que diminui
com a altura em função da diminuição da sua densidade, e as regiões de cargas
opostas dentro da nuvem, que estão mais próximas que no caso de outros
relâmpagos. Este tipo de relâmpago representa cerca de 70% de seu número total, e
pode variar de acordo com a sua latitude geográfica, sendo em torno de 80 a 90%
em regiões próximas ao equador geográfico e em torno de 50 a 60% em regiões de
média latitude.
Figura 1 - Ilustração da estrutura elétrica típica entre uma nuvem de tempestade e
dos diferentes tipos de relâmpagos: nuvem-solo negativos (NS-) e positivos (NS+),
solo-nuvem (SN), intra-nuvem (IN) e descargas para o ar (DA).
Fonte: PINTO Jr., 2005.
Dentre os tipos de relâmpagos apresentados acima, existe um em especial
muito raro, chamado de “Raio de Bola” ou “Relâmpagos Globulares” que não estão
incluídos na classificação tradicional. No interior do Brasil, também são conhecidos
como “mãe do ouro” e, segundo histórias populares, seu aparecimento indicaria a
presença desse metal no subsolo daquela região.
Ainda se sabe muito pouco sobre esse tipo de raio ou relâmpago. Eles têm
tempo de duração de aproximadamente 4 segundos, uma forma quase sempre
esférica e cores variadas (branco, amarelo e azul), tem brilho semelhante a uma
lâmpada fluorescente, emitem som muito agudo e com forte assobio e desprendem
um forte odor (geralmente de enxofre), terminando em uma explosão ou

4. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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desaparecimento repentino. Esses tipos de relâmpagos são muitas vezes
confundidos com Óvnis ou fantasmas pelas pessoas.
Em uma publicação feita pela revista britânica Nature, no ano de 2000,
pesquisadores da Nova Zelândia afirmam que o intenso calor gerado pela
penetração de um relâmpago comum no solo produz pequenas partículas de Silício
e outros compostos. Essas partículas, denominadas de nano partículas, se unem
formando uma rede de filamentos e armazenam certa energia química. Ao cessar a
descarga elétrica, esses filamentos se vaporizam e adquirem forma de esfera e, à
medida que se oxidam lentamente no ar perdem a energia armazenada e emitem luz
e calor.
Figura 3 ‐ Relâmpago Bola Figura 2 ‐ Dimensões do Raio Bola
Fonte: http://www.ced.ufsc.br Fonte: http://auppg.wordpress.com/o‐raio‐bola
3. CONSEQUÊNCIAS CAUSADAS POR DESCRGAS ATMOSFÉRICAS
Um relâmpago pode causar inúmeros danos aos seres vivos e à sociedade:
em uma construção civil, por exemplo, toda a estrutura pode ficar totalmente
comprometida; em campos onde a incidência de relâmpagos é maior e onde existem
rebanhos, esses podem ser mortos caso um relâmpago atinja o local; e sem falar
nas consequências diretas aos seres humanos. Diversos casos de acidentes já
foram registrados no Brasil, entre eles, e o mais recente, é o caso de uma mulher de
36 anos de idade que morreu ao ser atingida por um relâmpago enquanto entrava no

5. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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mar em uma praia do litoral paulista durante uma tempestade. Outra ocorrência que
podemos citar é a de jogadores de futebol que foram atingidos por um relâmpago
em Pernambuco.
Figura 5 ‐ Prédio atingido por Figura 4 ‐ Mulher atingida por raio em raio
no litoral paulista praia no litoral paulista
Fonte: http://g1.globo.com Fonte: http://g1.globo.com
4. SPDA (SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS)
Muitas pessoas e religiões viam os relâmpagos como uma expressão de fúria
divina, exemplos disso são o martelo de Thor ou o dardo divino de Virgílio, que
castigava homens ao lançar fogo, chuva e granizo. É por essa razão que podemos
encontrar no alto das catedrais figuras monstruosas a fim de espantar os
relâmpagos com sua feiura.
No verão de 1752, na Filadélfia, Franklin e seu filho empinavam uma pipa em
meio a uma tempestade, esta tinha um pequeno arame amarrado em suas varetas e
um cabo que conectava a alguns aparelhos no laboratório do inventor. Caso sua
hipótese estivesse correta, esse arame, segundo o princípio do poder das pontas,
atrairia para si a descarga elétrica do raio e levaria energia aos aparelhos, fazendo-
os funcionar. Após a sua descoberta, o primeiro dispositivo montado por ele era uma
haste de metal conectada a terra por um fio.
Esse modelo ainda é utilizado, porém, com o passar dos anos ele, foi
aprimorado de modo a trazer mais segurança às instalações de um modo geral e
também às pessoas. O modelo mais atual, conhecido como modelo de Faraday,

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consiste em uma rede de condutores lançada por toda a estrutura da edificação a
fim de garantir que toda a descarga residual seja interceptada pelo sistema a fim de
garantir a melhor proteção. Esse modelo é muito aplicado em edificações com
grande área de cobertura (Indústrias), onde a utilização de outros métodos de SPDA
implica em um grande número de hastes captoras, o que demanda a utilização de
um grande número de cabos a serem lançados até a sua base de aterramento.
Quando se trata de estruturas muito altas, está sujeita a receber descargas em suas
laterais e para uma melhor eficiência do sistema SPDA os edifícios que excedam 30
metros de altura devem ser providos de elementos captores em suas fachadas.
Muitos materiais como trilhos, janelas e qualquer tipo de objeto metálico pode ser
utilizado para esta finalidade.
Para que o modelo seja aplicado de maneira eficaz, é muito importante se
atentar a
alguns critérios de instalações conforme tabela abaixo.
Figura 6 ‐ Sistema de proteção tipo gaiola de Faraday
1‐ Captor tipo terminal
aéreo
5‐ Malha de
aterramento 6‐Conector
de medição
Fonte: http://www.monta.com.br/sistema_para_raio.php

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Tabela 1 ‐ Classificação de estruturas quanto ao nível de proteção
Fonte: ABNT NBR 5419, 2000.
Independente da estrutura a ser utilizada para a instalação do SPDA, é muito
importante verificar a equipotêncialização dos materiais a serem utilizados, uma vez
que cada um tem sua característica bastante específica. Todos os elementos

8. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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existentes na parte externa da estrutura, principalmente os sujeitos a descargas
diretas (instalados em coberturas) deverão ser interligadas à parte captora de
descargas, já os elementos existentes na parte interna da edificação deverão ser
interligados ao ponto de aterramento por meio de uma caixa de aterramento ou uma
barra de aterramento dependendo da instalação.
O ponto de aterramento localizado no interior da edificação poderá ser de
acordo com a ABNT NBR-5410 (instalações elétricas de média e baixa tensão).
Outro bom exemplo que podemos citar sobre a Gaiola de Faraday é um avião, que
por estar imerso em um ambiente ionizado, quando atingido por um raio, este segue
livremente em direção ao solo, mantendo-se preservados todos os componentes e
equipamentos eletrônicos do avião.
5. SISTEMA DE DETECÇÃO DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
Com o seu surgimento na década de 1920, os primeiros sistemas de
detecção contavam com sensores formados por um par de expiras em posição
ortogonal a fim de medir a componente magnética de pulsos de radiação gerados
pelas descargas em uma faixa de frequência determinada (10khz).
A comparação medida entre as duas expiras, permite determinar a direção da
origem da propagação da radiação e representa com bastante precisão o local onde
a descarga possa ter atingido o solo. A figura abaixo pode representar o que foi dito
acima.
Figura 7 ‐ Método para localização de ponto de contato de uma descarga
S1, S2, S3 = Localização de
sensores.
L
1
2
,

9. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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L13, L23 = Localização da descarga estimada
Fonte: PINTO Jr., 2005.
Na década de 1970, outro método para a detecção de descargas
atmosféricas foi criado e chamado de interferometria onde a detecção é feita a partir
da diferença entre as fases da radiação registrada por pelo menos dois pares de
antenas do tipo dipolo de um mesmo sensor.
Dependendo da componente eletromagnética e da frequência de radiação
medida, diferentes características ou etapas da descarga podem ser investigadas.
6. RINDAT (Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas)
Com seu início no ano de 1988 no estado de Minas Gerais, no então centro
de tecnologia e normalização da CEMIG (Companhia Energética de Minas Gerais)
utilizava um sistema composto por quatro tipos de sensores do modelo LPATS-III
nas cidades de Três Marias, Volta Grande, Ipatinga e Lavras, com uma distância de
aproximadamente 350 km entre eles, sincronizados por um canal de satélite.
Com o passar dos anos, outras empresas foram se adaptando ao sistema e o
mapa de sensores instalados para a detecção das descargas foi crescendo cada vez
mais e, no ano de 2004, diversas cidades já participavam do sistema conforme
podemos ver na tabela abaixo.

10. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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Tabela 2 ‐ Lista de localização de sensores da RINDAT em 2004
LOCAL TIPO DE SENSOR
LATITUDE
(decimal)
LONGITUDE (decimal)
Três Matias / MG IMPACT ‐18,22604 ‐45,24897
Ipatinga / MG LPATS III ‐19,47610 ‐42,53148
Lavras / MG LPATS III ‐21,24885 ‐45,00428
Volta Grande / MG IMPACT ‐20,02583 ‐48,22056
Capitão Enéas / MG LPATS III ‐16,31723 ‐43,72241
Emborcação / MG LPATS III ‐18,45649 ‐48,00371
Belo Horizonte / MG LPATS III ‐19,84953 ‐43,91383
Botafogo / RJ LPATS IV ‐22,95550 ‐43,19150
Vitória / ES LPATS IV ‐20,19995 ‐40,29122
Ibiúna / SP LPATS IV ‐23,66018 ‐47,10349
Jupiá / SP LPATS IV ‐20,78050 ‐51,60594
Rio Verde / GO LPATS IV ‐17,78542 ‐50,97649
Brasilia IMPACT ‐15,78917 ‐47,92392
Serra da Mesa / GO LPATS IV ‐13,84901 ‐48,30378
Manoel Ribas / PR IMPACT ‐24,53300 ‐51,65090
Cachoeira Paulista / SP IMPACT ‐22,68600 ‐44,99929
São José dos Campos / SP IMPACT ‐23,21188 ‐45,86612
Pirassununga / SP IMPACT ‐21,99186 ‐47,32926
Campo Grande / MS IMPACT ‐20,45869 ‐54,66596
Foz do Areia / PR LPATS III ‐26,00432 ‐51,66846
Foz do Iguaço / PR LPATS III ‐25,55571 ‐54,57866
Paranavaí / PR LPATS III ‐23,09010 ‐52,47529
Santo Antonio da Planaltina / PR LPATS III ‐23,29336 ‐50,07833
Paranaguá / PR LPATS III ‐25,52369 ‐48,51150
Fonte: PINTO Jr., 2005.
Figura 8 ‐ Mapa de eficiência de detecção RINDAT 2004

11. 5º ENCONTRO SENAC DE CONHECIMENTO INTEGRADO:
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Fonte: PINTO Jr., 2005.
Tabela 3 ‐ Característica RINDAT 2004
CARACTERÍSTICA RINDAT
Eficiência de Detecção 70 à 90%
Erro de localização 0,5 à 5 km
Rejeição de Relâmpagos intra‐nuvem 70 à 95%
Erro no valor de pico de corrente 20 à 100%
Fonte: PINTO Jr., 2005.
CONCLUSÃO
O número de descargas atmosféricas que ocorrem no mundo é extremamente
elevado e o Brasil contribui com essa estatística como o país de maior incidência de
raios do globo terrestre, devido à sua localização geográfica. Isso contribui para um
índice assustador de acidentes em indústrias, residências e comércios, com

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prejuízos que, juntos, passam de bilhões de dólares, além das mortes de pessoas e
animais. Analisando esses fatos, podemos entender um pouco melhor o que
acontece para que estas estatísticas sejam tão elevadas: o desconhecimento e a
curiosidade pelo fenômeno fazem com que a cada dia mais acidentes, como os
mencionados anteriormente, ocorram.
Grandes edificações são construídas todos os dias nos principais centros
urbanos do país e o sistema de segurança relacionado às descargas atmosféricas
(SPDA) é, sem sombra de dúvidas, um dos principais itens a ser analisado.
Profissionais dedicados (engenheiros, bombeiros, etc...) fazem inúmeros testes para
garantir que o sistema seja eficiente, afinal de contas, milhares de pessoas circulam
por tais edificações todos os dias.
Felizmente, o Brasil conta com excelentes profissionais e centros de
pesquisas que se dedicam exclusivamente ao estudo das descargas atmosféricas,
além de um excelente sistema de detecção desses fenômenos (RINDAT) e, assim,
podemos nos sentir mais seguros. Empresas ligadas ao setor de energia trabalham
de maneira bastante eficiente e satisfatória em trabalhos de conscientização para a
população, distribuindo cartilhas e fazendo propagandas sobre os riscos de
acidentes em dias de fortes tempestades, que é quando os índices de descargas
aumentam.
REFERÊNCIAS
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