#yachts

RAIOS

Descargas, relâmpagos e trovoadas

Por Roberto Brener 

O Cláudio é um daqueles clientes que com o passar dos anos virou um amigo. Empresário de sucesso, realizou seu sonho e comprou um belíssimo veleiro francês, novinho em folha, totalmente equipado.  Com poucos meses de uso a maioria dos eletrônicos não funcionava, havia falhas na comunicação entre eles, o rádio VHF ligava más não transmitia nem recebia e muitos equipamentos elétricos apresentavam funcionamento irregular. A antena de VHF do mastro do veleiro não estava mais lá, talvez tivesse caído. De qualquer forma o cenário era estranho, ainda mais se tratando de um estaleiro famoso e de uma marca renomada de eletrônicos.  Começamos por tentar pôr uma nova antena de VHF,  más tamanha foi nossa surpresa quando chegamos ao topo do mastro a ex-antena de VHF estava derretida, fundida ao mastro de alumínio. 

Após visitar um barco a motor de 62 pés importado,  cuja parte elétrica parecia digna de um exorcismo, encontramos uma antena de DGPS totalmente carbonizada, nenhum eletrônico funcionava e as manetes eletrônicas de um dos motores não engatava.  

 

Se a esta altura, você deduziu que a semelhança entre estes dois casos tem algo a ver com um raio, você tem razão, e se achar que isso é raro ou difícil de acontecer, saiba que este tipo de problema é comum, muito mais em veleiros, é claro, más isto também pode ocorrer em lanchas.  

Descarga no mastro de um veleiro.

 

Não sou um expert em tempestades e descargas atmosféricas, minha experiência é na parte elétrica, más estudando o assunto, quem sabe não conseguimos entendê-lo e ver como nós podemos evitá-lo ou até mesmo como podemos nos proteger.

 

De acordo com levantamento feito pelo Grupo de Eletricidade Atmosférica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o País tem a maior porcentagem de mortos por esse tipo de incidente no mundo e sofre mais prejuízos econômicos em decorrência de tempestades elétricas do que os outros países. Nosso território é atingido por 70 milhões de raios por ano, ou seja, duas ou três descargas elétricas por segundo.

 

Os especialistas criaram um índice que determina o número de dias de tempestade por ano em uma região. A este índice é dado o nome de índice ceráunico. Abaixo mostramos alguns índices ceráunicos de algumas cidades do Brasil. 

 

Curitiba-PR 53 Londrina-PR 84
Rio de Janeiro-RJ 24 São Paulo-SP 38
Porto Alegre-RS 20 Florianópolis-SC 54
Joinville-SC 76 Xanxerê-SC 88
Passo Fundo-RS 74 Tubarão-SC 68
Blumenau-SC 70  

Somente a título de exemplo, este mesmo índice para a Europa seria entre 5 a 30.

Uma embarcação navegando representa um ponto de condução proeminente sobre uma superfície plana, estando, portanto, mais exposta a ser atingida por um raio que o resto do meio que a circunda. Apesar disso, a probabilidade de ser efetivamente atingida por um raio é muito baixa, já que o mar possui um baixo índice ceráunico. 

O raio é a união violenta das cargas positivas e negativas, produzindo uma descarga elétrica através de gases de baixa condutividade. A corrente de uma descarga atmosférica é da ordem de 15.000 A, podendo chegar a 200.000 A. O tempo de duração total de um raio é de aproximadamente 200 micro-segundos, porém a frente de onda ocorre em apenas 1,2 micro-segundos. É portanto uma quantidade enorme de energia com um enorme potencial de destruição.

Os raios ocorrem quando nuvens denominadas cúmulus-nimbus elevam-se no céu como grandes torres de algodão, brancas no alto e escuras na base. Este tipo de nuvem está sempre carregada eletricamente e é este o tipo responsável pelas tempestades. Desta forma, uma diferença de potencial enorme é criada, produzindo-se o raio  que vence a rigidez dielétrica do meio (ar ou vapor de água). Simultaneamente ao raio (descarga), se produz a luz (relâmpago) e, em seguida, o som (trovoada).

Nuvem Cumulus-Nimbus, típica nuvem de tempestade de raios

As descargas podem ocorrer dentro da nuvem, de nuvem a nuvem ou da nuvem à terra. Estas últimas são as que nos interessam, por serem as que provocam danos, tanto em terra, como na água.

Não existem embarcações à prova de raios,  más sim sistemas de proteção que atenuam os efeitos que a queda de um raio possa vir a causar. Navios são normalmente atingidos más sem grandes conseqüências, pois são grandes massas metálicas que em contato com o mar representam um amplo caminho para dissipação de energia.  Já num barco menor, normalmente feito de fibra de vidro ou madeira, não existe esse caminho natural de dissipação e toda a energia recebida vai buscar, e se não achar vai fazer, um caminho para atingir a água e se dissipar. Acredite, ali há energia suficiente para furar um casco de Fibra de Vidro.

É raro encontrar um barco devidamente protegido contra raios, e de fato instalar um sistema de proteção, aumenta, e muito, a possibilidade de vir a ser atingido. O objetivo de um sistema de proteção não é evitar o raio, más sim diminuir os danos ou mortes se a embarcação for atingida. 

Um bom sistema de proteção se constitui de:

 

  1. Um para raio ou haste captora.
  2. Um condutor elétrico para conduzir a energia até a água. 
  3. Terra Física (no caso das embarcações, um elemento que assegure contato elétrico com a água na qual flutua a embarcação).

 

O para raio é constituído de um mastro pontudo feito de material condutor, normalmente  preso ao ponto mais alto da embarcação, pode se usar também uma antena de rádio embora a maioria destas não tenha capacidade para isso. O condutor deve ser um fio, cordoalha ou uma tira de cobre de no mínimo 21mm quadrados de seção,  e deve correr do mastro até a terra da forma mais reta e curta possível. O elemento mais eficiente que assegura contato elétrico com a água na qual flutua a embarcação é a placa à terra, que pode ser de cobre, monel ou bronze naval. Esta deve ter ao menos 5mm de espessura e não menos do que 0,1m quadrados. Não é recomendável usar como placa de descarga outras partes normalmente submersas (hélice, pá do leme, placa para rádio-transmissores, etc.).É melhor usar as conexões parafusadas com arruelas dentadas de contato, tudo isso bem fixado. As conexões não devem ser soldadas pois podem derreter. 

 

As normas ainda ditam que uma embarcação para estar bem protegida deve ter seu para-raio instalado de forma a formar um conde de proteção de 45 graus onde toda a embarcação esteja inserida, o que viável apenas para alguns veleiros ou embarcações de grande porte. 

Ha ainda dispositivos que podem ser instalados junto aos rádios para facilitar a passagem das descargas quando estas atingem uma de suas antenas , sem que isto danifique os mesmos ou o sistema elétrico.  Estes dispositivos são chamados de “lightning arrestors” ou descarregadores. 

A melhor proteção, entretanto,  é evitar estar abordo durante qualquer tempestade más se você for pego de surpresa  num barco protegido ou não, é bom tomar algumas medidas: 

 

  • Permaneça no centro da cabine, se for uma lancha aberta fique abaixado para que seu corpo, que é um bom condutor, não seja o para raio do barco.
  • Mantenha braços e pernas dentro do barco, nada de tocar a água. 
  • Pare de pescar , de esquiar , não nade ou faça nenhuma atividade na água. Tenha em consideração que mesmo vendo a nuvem ou tempestade longe, o raio pode se dar uma milha avante. 
  • Não opere nem encoste em nenhum aparelho eletrônico, principalmente o VHF. Jamais fale no VHF durante uma tempestade de raios. Mantenha os eletrônicos desligados. 
  • Abaixe as antenas de VHF, SSB , Outriggers , varas de pesca  e qualquer outra protuberância que não faça parte do sistema de proteção contra raios.
  • Na medida do possível não encoste em partes metálicas distintas, ou em equipamentos ligados ao sistema elétrico distintos por exemplo as manetes e a armação metálica do pára-brisa.  Seu corpo pode ser o menor caminho para uma descarga atingir o ponto mais baixo da embarcação partindo de uma das suas mãos. 

 

Roberto Brener é engenheiro e diretor da Electra Service, empresa especializada em projetos e instalações elétricas em embarcações.  

Para mais detalhes consulte www.electraservice.com.br