LSF e as descargas eléctricas
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Visto que o sistema Light Steel Framing é essencialmente a construção de edifícios usando centenas de perfis metálicos, alguns questionam a segurança dos ocupantes durante uma trovoada. Receiam que o edifício, por ter estrutura metálica, possa "atrair" relâmpagos e, assim, electrocutar os seus ocupantes durante uma tempestade. Passemos então a responder a algumas questões pertinentes:

As estruturas metálicas atraem os raios eléctricos?

Para obter essa resposta convém compreender alguns fenómenos relacionados com a electricidade. Por exemplo, a carga eléctrica pode ser negativa ou positiva. Estes dois tipos de carga diferentes atraem-se mutuamente. Os electrões são partículas subatómicas e de carga negativa que circulam das regiões negativas para as positivas. Ou seja, do local onde há excesso de electrões para as regiões onde os há menos. A este movimento chamamos corrente eléctrica.

Como se produzem os relâmpagos?

Dentro das nuvens, bruscas correntes de ar geram fricção entre gotas de água e gelo, levando à formação e ao aglomeração de electricidade estática. No topo das nuvens acumulam-se as cargas eléctricas positivas e na zona inferior as negativas. Quando a acumulação de cargas negativas atinge um valor elevado, gera-se uma descarga eléctrica sobre a aparência de raios (visíveis como relâmpagos luminosos) dirigidos para a área superior da nuvem ou mesmo para o solo. Os raios tomam sempre o caminho mais rápido para o solo e frequentemente isso implica a passagem através de objectos altos isolados na paisagem, como por exemplo árvores, casas ou mesmo pessoas.

Portanto, um raio ou relâmpago não é mais do que uma corrente eléctrica momentânea. As nuvens possuem excesso de electrões no seu interior e estes tendem a fugir para a superfície positiva da Terra. Tudo que se precisa agora é de um caminho condutivo para que o inferior negativo da nuvem entre em contacto com a Terra. Quando ocorrem as descargas dos relâmpagos, as enormes correntes eléctricas procurarão sempre um caminho de menor resistência até alcançar o solo.

Assim, durante uma trovoada, o percurso da corrente eléctrica de um relâmpago é uma viagem desde as nuvens ao solo. Para sermos rigorosos, nada atrai os relâmpagos. Estes simplesmente viajam pelo caminho mais fácil, mais curto e o que fornecer menor resistência à passagem da electricidade.

Então, são as estruturas LSF mais propensas a ser atingidas por descargas eléctricas?

Visto que durante uma tempestade poderão ser originadas descargas eléctricas, estas procurarão o percurso mais fácil até ao solo, usualmente o ponto mais alto e, portanto, mais perto das nuvens. Poderá ser um prédio alto ou uma torre. Numa área com menos construções, poderá ser uma árvore, um automóvel ou mesmo uma pessoa em pé.

Durante uma trovoada, os raios "preferirão" pontas metálicas isoladas, visto que os metais oferecem menos resistência à passagem da corrente eléctrica, ou seja, são melhores condutores do que outros materiais. No entanto, a estrutura LSF não está exposta ao ambiente e, portanto, não constitui imediatamente um caminho fácil. O aspecto exterior da moradia, bem como os materiais de revestimento de fachadas e cobertura, são similares ao de qualquer outra casa.

Apesar do que dizemos acima, convém lembrar que existem muitas construções que, não sendo estruturas LSF, possuem elementos metálicos que, esses sim, encontram-se expostos ao ambiente exterior. Inclusivamente isso acontece em grandes edifícios de apartamentos e de escritórios. Devido à sua arquitectura, altura e volume, bem como à existência de "pontas soltas" da estrutura metálica, esses edifícios apresentam uma enorme probabilidade de serem atingidas por raios. Mas isso não significa que constitua qualquer perigo para os ocupantes. É tudo uma questão de se cumprir a legislação, como veremos mais abaixo.

Mas, poderia ainda argumentar-se… uma estrutura metálica em pé de igualdade com uma estrutura tradicional, qual das duas teria mais probabilidade de ser atingida? Teorizando que ambas as moradias estão exactamente em iguais circunstâncias, tanto a nível de altura, de configuração e volumetria dos edifícios, e à mesma distância da fonte da descarga, então a moradia com estrutura metálica seria muito provavelmente a "escolhida". Isto aconteceria porque a moradia LSF possui mais quantidade de materiais bons condutores de electricidade. Mas isso não constituiria qualquer problema desde que a moradia possuísse uma boa forma de encaminhar a energia para a terra. E, convém referir, essa ligação à terra é prevista pela legislação em qualquer construção, seja em LSF ou em métodos convencionais, como a alvenaria. Poderá até afirmar-se que, devido ao fenómeno da blindagem electrostática, conhecido por gaiola de Faraday, a estrutura em LSF constituiria até uma protecção adicional para os moradores. Vejamos porquê.

São as estruturas LSF similares a uma gaiola de Faraday?

Sim, felizmente.

Gaiola de Faraday é a designação pela qual se tornou conhecida uma experiência efectuada por Michael Faraday, em 1836, para demonstrar que uma superfície condutora electrificada possui um campo eléctrico nulo no seu interior. Isso acontece porque as cargas se distribuem de forma homogénea na parte mais externa da superfície condutora, deixando de haver manifestação de fenómenos eléctricos no seu interior.

Um edifício com uma estrutura metálica que esteja toda ligada entre si vai funcionar de forma similar a uma gaiola de Faraday. Portanto, dado que todos os elementos metálicos estruturais, tanto os principais como os secundários e respectivos travamentos, estão aparafusados entre si, é razoável dizer que funcionam como gaiola de Faraday.

Ser uma gaiola de Faraday é perigoso?

Não, desde que tenha uma boa ligação à terra, tal como é previsto na legislação. Na verdade, ao invés disso ser uma desvantagem, as estruturas metálicas podem mesmo ser mais seguras em relação às estruturas convencionais. Isto acontece porque os construtores tendem a negligenciar os cuidados previstos na lei, tal como a qualidade de ligação à terra e quadros equipados com DST (disjuntor de sobretensão).

Aspectos técnicos e legislação

Funcionar como uma gaiola de Faraday garante que, caso haja uma descarga eléctrica, a estrutura metálica reencaminhará a energia directamente para o BGT (barramento geral de terras). Numa edificação em aço, esta ligação à terra deverá ser de boa qualidade. As regras técnicas indicam valores mínimos de 50Ω. Ainda assim, é boa prática colocar esses valores no intervalo 10Ω a 20Ω, não apenas para edifícios em aço, mas para todo o tipo de estruturas.

Numa edificação tradicional, a boa prática é precisamente preparar as armaduras do betão armado para funcionarem como gaiola de Faraday. Para o fazer, executam-se soldaduras aluminotérmicas às armaduras das fundações. Infelizmente, como tantas outras coisas na construção, esta prática é descurada e apenas se executa a terra normal.

Protecção dos equipamentos eléctricos

Visto que todos os edifícios têm possibilidade de serem atingidos por uma descarga eléctrica, todos deveriam ser equipados com um DST (disjuntor ou descarregador de sobretensão) no quadro eléctrico. O DST deve ser instalado à entrada da instalação (a montante ou a jusante do dispositivo diferencial). Este tipo de protecção é recomendado quando as instalações forem abastecidas por redes aéreas de distribuição em BT (condutores nus ou torçadas) e quando a segurança de bens e/ou a continuidade de serviço forem relevantes. Este disjuntor permite que, em caso de descarga atmosférica, todos os circuitos são fechados excepto o que liga à terra, garantindo a protecção dos equipamentos eléctricos.

No caso do LSF, este disjuntor é uma necessidade e é obrigatoriamente previsto no projecto de electricidade. Assim, além do efeito da gaiola de Faraday, ou blindagem electrostática, adoptada em muitos edifícios destinados a fins científicos, para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade e elevada tecnologia, as estruturas LSF contam ainda com disjuntores que garantem a protecção dos equipamentos eléctricos. Mas, insistimos, a boa prática e os regulamentos indicam que todas as edificações deveriam ter um DST.

Protecção dos utilizadores

A protecção dos utilizadores nos edifícios LSF é igual a qualquer outra edificação. Instala-se um Diferencial DLP (Disjuntor Limitador de Potência) instalado pela concessionária EDP. Um quadro por piso com disjuntores de sobretensão distribuídos por secções.

Conclusão

Ter uma estrutura metálica ou ser uma gaiola de Faraday não é uma coisa negativa. Aliás, ter a estrutura equipotenciada e com uma boa terra é a melhor forma de evitar correntes parasitas. O segredo, evidentemente, está em ter uma boa ligação à terra, com nunca menos de 50Ω. Mas isso é uma regra para qualquer edificação, não apenas para estruturas em aço. 50Ω ou menos é muito fácil de conseguir, apenas por seguir as regras legais aplicáveis. Se temos que insistir nisso junto do construtor, apenas estamos a garantir a protecção e um trabalho de excelência.

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