O pára-raios ionizante, também designado PDI ou ESE, Early Streamer Emission, é um captor concebido para antecipar a emissão ascendente em relação a uma haste simples, segundo condições de ensaio definidas pela norma aplicável. Essa antecipação é expressa pelo tempo de avanço, ΔT, utilizado no cálculo do raio de protecção.
O raio de protecção é uma zona teórica de cobertura, determinada em função do nível de protecção, da altura efectiva do captor e do ΔT declarado. Deve ser entendido como apoio ao dimensionamento e não como garantia absoluta de captação.
Este método deve ser distinguido dos métodos convencionais da série IEC 62305, como o ângulo de protecção, a esfera rolante e a malha. O princípio ESE/PDI não tem equivalência directa como método de dimensionamento na IEC 62305, devendo a sua aplicação ser enquadrada pela NP 4426 e pela documentação técnica do equipamento.
Mesmo com PDI, a protecção depende da correcta execução das baixadas, da distância de separação, das ligações equipotenciais e do sistema de terras.
Rp = h × Rp(5) / 5 para 2 m ≤ h < 5 m
Δ (m) = ΔT (μs) | r depende do nível de proteção | h = altura da ponta PDI acima do plano a proteger
DIAGRAMA DE PROTEÇÃO PDI
A distância de separação define o afastamento mínimo entre as baixadas do SPDI e outros elementos condutores do edifício.
Esta verificação reduz o risco de arcos eléctricos perigosos entre a baixada e elementos metálicos próximos, como tubagens, estruturas, guardas metálicas, armaduras, caleiras, condutores eléctricos ou equipamentos.
Nos sistemas com pára-raios ionizante/PDI, a verificação nas baixadas é especialmente importante, porque a corrente da descarga atmosférica é conduzida desde o captor até ao sistema de terras.
Se a distância calculada não puder ser respeitada, devem ser previstas medidas complementares, como ligação equipotencial, alteração do trajecto da baixada, utilização de condutor isolado adequado ou outra solução tecnicamente validada.
ki = nível de proteção | km = material isolante | kc = corrente nos condutores de baixada | l = comprimento ao longo do condutor
Parâmetros Utilizados
⚡ Recomendação de Cabo Isolado — Sistema isCon® (referência técnica)
Interpretação e Recomendações
A calculadora de quantidades organiza os principais elementos do SPDI: cabeça captora, mastro, condutor de descida, percursos de baixada, acessórios e sistema de terras.
A secção "Condutor de Descida" define o tipo de condutor e os acessórios associados. A secção "Percursos de Baixada" define o trajecto físico de cada baixada, incluindo comprimento vertical e horizontal.
O número de baixadas deve ser definido em função da distância de segurança necessária para a instalação. Em sistemas com condutores nus devem ser previstas, no mínimo, 2 baixadas.
Quando todo o sistema de descida for isolado, incluindo haste e condutor de baixada, pode ser considerada 1 baixada, desde que seja verificado o comprimento máximo admissível do condutor isolado. Este limite deve ser calculado de acordo com as características e recomendações do fabricante, podendo ser necessário prever baixadas isoladas adicionais se o percurso exceder o comprimento admissível.
O mapa de quantidades é gerado a partir destas escolhas e deve ser revisto tecnicamente antes de encomenda ou execução.
Aplicar nas ligações, emendas e zonas de contacto de condutores metálicos enterrados (piquets, braços horizontais, ligadores) para protecção contra a corrosão galvânica e química do solo. Introduza o número de rolos necessários em função das ligações a proteger.
Tipos de Sistemas de Terras (Secção 6.2)
Tipo A1 — Pata de Galo (Horizontal)
| Condutores idênticos aos de baixada (exceto alumínio) |
| Forma de pata de galo, profundidade mín. 50 cm |
| Exemplo: 3 condutores de 7 a 8 m de comprimento |
| Mínimo 2 elétrodos por condutor de baixada |
Tipo A2 — Elétrodos Verticais
| Comprimento total mín. 6 m, profundidade mín. 50 cm |
| Dispostos em linha ou triângulo (triângulo recomendado) |
| Separação ≥ comprimento enterrado |
| Interligados por condutor enterrado |
Tipo B — Elétrodo em Anel
| Anel exterior em contacto c/ solo ≥ 80% do perímetro |
| Condutor de pelo menos 50 mm² |
| Cada cond. baixada: elétrodo horizontal mín. 4 m ou vertical mín. 2 m |
Disposições Complementares (R > 10 Ω)
| Adicionar material não corrosivo de menor resistividade |
| Adicionar elétrodos em pata de galo |
| Enriquecedor de terra (EN 62561) |
| Comp. mín. total: 160 m (Nível I) ou 100 m (II–IV) |
| Cada elemento max. 20 m. Combinação: 160 m ≤ L1+2×L2 |
Resistividades Típicas do Solo (Quadro 6)
| Tipo de Solo | Resistividade (Ω·m) | Classificação |
|---|---|---|
| Sapal | Algumas unidades | Muito Baixa |
| Vaso / Húmus | 20 – 100 | Baixa |
| Argila mole | ~50 | Baixa |
| Argila compacta | 100 – 200 | Média |
| Areia argilosa | 50 – 500 | Média |
| Areia sílica | 200 – 3000 | Alta |
| Solo rochoso nu | 1500 – 3000 | Muito Alta |
| Calcário mole | 100 – 300 | Média |
| Calcário compacto | 1000 – 5000 | Alta |
| Granito / Grés | 1500 – 10000 | Muito Alta |
Secções Mínimas de Condutores
Quadro 1 — Barras Equipotenciais / Terra
| Material | Secção (mm²) |
|---|---|
| Cobre | 16 |
| Alumínio | 22 |
| Aço | 50 |
Quadro 2 — Elementos Internos / Barra
| Material | Secção (mm²) |
|---|---|
| Cobre | 6 |
| Alumínio | 8 |
| Aço | 16 |
Coeficientes para Distância de Separação
Quadro 3 — Coeficiente ki
| Nível | ki |
|---|---|
| I | 0,08 |
| II | 0,06 |
| III e IV | 0,04 |
Quadro 4 — Coeficiente km
| Material | km |
|---|---|
| Ar | 1 |
| Betão, Tijolos | 0,5 |
Quadro 5 — Coeficiente kc
| N.º Cond. (n) | Tipo A1/A2 | Tipo B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,75 | 1 ... 0,5 |
| 3 | 0,60 | 1 ... 1/n |
| 4+ | 0,41 | 1 ... 1/n |
Periodicidade de Verificação (Quadro 7)
| Nível | Verif. Visual (anos) | Verif. Completa (anos) | Sist. Críticos (anos) |
|---|---|---|---|
| I e II | 1 | 2 | 1 |
| III e IV | 2 | 4 | 1 |
Parâmetros por Nível de Proteção
| Parâmetro | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Raio esfera rolante r (m) | 20 | 30 | 45 | 60 |
| ki | 0,08 | 0,06 | 0,04 | 0,04 |
| Verif. visual (anos) | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Verif. completa (anos) | 2 | 2 | 4 | 4 |
| Comp. mín. elétrodo (R>10Ω) | 160 m | 100 m | 100 m | 100 m |
Valores de Risco Tolerável (Quadro A.3)
| Tipo de Perda | RT (ano-1) |
|---|---|
| Perdas de vidas humanas | 10-5 |
| Perda de serviço ao público | 10-3 |
| Perda de heranças culturais | 10-3 |