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Raios   uso de tecnologia evita mortes e prejuízos
 

Raios uso de tecnologia evita mortes e prejuízos

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    Raios   uso de tecnologia evita mortes e prejuízos Raios uso de tecnologia evita mortes e prejuízos Document Transcript

    • E. E. PROFESSORA BEATHRIS CAIXEIRO DEL CISTIA Trabalho de Física Raios: Uso de Tecnologia Evita Mortes e Prejuízos Nome: Wesley Germano Otavio Nº 41 Série: 3º B
    • Raios: Uso de Tecnologia Evita Mortes e Prejuízos Antes de vermos como funciona a detecção de raios vamos entender este fenômeno. Os raios são umas das mais violentas manifestações da natureza. Manifestação que, em uma fração de segundos, pode produzir uma carga de energia tão alta cujos parâmetros podem chegam a:  125 milhões de volts  200 mil ampères  25 mil graus centígrados Para que um raio possa ocorrer é necessário que existam cargas de sinais opostos entre nuvens ou entre nuvens e o solo, quando isso ocorre, a atração entre as cargas é tão grande que provoca a descarga elétrica. Tais cargas foram nomeadas de cargas positivas e cargas negativas por Benjamin Franklin, por volta de 1750, século XVIII, quando esse realizou grandes descobertas sobre a eletricidade. Além de identificar o sinal das cargas, positivas e negativas, Franklin demonstrou de modo experimental que os raios são um fenômeno de natureza elétrica. Os raios podem ser classificados de acordo com sua origem, assim, eles podem ser:  Da nuvem para o solo;  Do solo para a nuvem;  Entre nuvens. Um raio dura em média meio segundo. Nesse intervalo de tempo vários fenômenos ocorrem, entre eles os fenômenos físicos e climáticos. De acordo com a variação do clima os raios podem ser mais ou menos intensos. Algumas
    • regiões do planeta têm tendência para a formação de descargas elétricas, originando os raios. A formação de um raio ocorre de forma rápida e violenta. Essa formação se dá a partir da grande diferença de potencial entre as cargas, positivas e negativas, entre nuvens e o solo ou até mesmo entre nuvens, e quando o campo elétrico de uma nuvem supera o limite de capacidadedielétrica do ar atmosférico, que normalmente varia entre 10000 volts/cm e 30000 volts/cm, dependendo das condições locais. O ar que está entre as cargas, ao se ionizar, torna-se condutor, permitindo assim que ocorra uma forte descarga elétrica. Devido a essa forte ionização do ar que está entre as cargas elétricas em movimento é que ocorrem os chamados relâmpagos, que é a parte visual de um raio. A parte sonora ocorre em virtude do aquecimento brusco e da rápida expansão do ar, produzindo assim uma forte pressão que se manifesta através do trovão, parte sonora. Sendo assim, relâmpago e trovão são conceitos diferentes, mas que tem origem no mesmo fenômeno, o raio. A ionização da nuvem ocorre em razão das milhares de colisões das partículas de gelo que se encontram no seu interior, esta é uma das teorias aceitas. Outra causa, que não exclui a primeira, estaria em efeitos resultantes da diferença de condutividade elétrica do gelo em face das diferenças de temperatura no interior da nuvem. Durante as colisões, as partículas de gelo se rompem, perdendo elétrons e transformando em íons, o que torna a nuvem eletricamente carregada. Utilizando recursos da tecnologia para a previsão de raios Muitas vezes por conta do desconhecimento de administradores de empresas, clubes e fazendas, não há investimento em monitoramento para a detecção e prevenção contra os raios. Situação que é bastante preocupante, já que cada vez mais aumentam os danos causados pela incidência de descargas atmosféricas no país.
    • Segundo dados divulgados em 2008, pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), os prejuízos giram em torno de R$ 1 bilhão anuais, sendo R$ 600 milhões só no setor elétrico. Cerca de 50 milhões de raios caem anualmente no Brasil, e em média, cem pessoas morrem por ano, após serem atingidas por raios. Já existem no país equipamentos que antecipam a ocorrência de raios e ajudam na prevenção. O Storm Tracker, por exemplo, é um deles. Ele mostra informações sobre os raios que caem dentro de uma área de 1 quilômetro. Composto por uma antena, o equipamento pode ser instalado em uma torre ou telhado. Os dados são enviados para uma placa de captura em um computador com o software do equipamento instalado, que aponta em um mapa onde ocorreram os raios. Outro equipamento é o LD-250, que além de estimar a distância do sinal de força recebido, anuncia tanto uma descarga atmosférica próxima, quanto uma severa. Se uma descarga é detectada próxima ou excede o limite presente, o som do alarme interno recebe a informação e ativa o alarme dos computadores em um arquivo de notificação. Já o EFM-100, faz o monitoramento num raio de 40 quilômetros. Quando o campo eletromagnético é modificado por uma descarga elétrica, o aparelho capta e manda os dados para o computador, registrando que haverá incidência de raios na região monitorada, determinando que o local está perigoso e com probabilidade de tempestade. O aquecimento global é o principal responsável pelo aumento do número de raios em diferentes países, tanto do hemisfério Norte quanto do Sul. Segundo informações divulgadas pela Agência Espacial Norte-Americana (NASA), em um modelo climático, onde foi aplicada uma atmosfera com o dobro da concentração de dióxido de carbono (CO2) com aumento superficial de temperatura de 3°C, houve uma intensificação das correntes ascendentes em tempestades, com aumento na altitude onde os raios se formam e intensificação das tempestades,
    • sejam de raios ou tornados. O modelo também sugeriu um possível aumento das queimadas produzidas por raios. Informação que reafirma a necessidade do uso de tecnologias para um monitoramento constante, como prevenção contra os prejuízos e mortes que os raios podem causar. Sistema de detecção de raios em tempo real na internet Descargas elétricas, ou raios, podem ser acompanhados em tempo real na internet através do site http://www.rindat.com.br/. Quem disponibiliza esses serviços são o Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat), que faz parte do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), e a Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas (Rindat), que atua com a Companhia Energética de Minas Gerais (Cemig), a Furnas Centrais Elétricas (Furnas), o Sistema Meteorológico do Paraná (Simepar), e também o Inpe. O Elat, de acordo com as informações do seu site, é o pioneiro neste serviço, atuando desde 2004. Os dois portais são parceiros e possuem uma rede de sensores e centrais que permitem detectar em tempo real as descargas atmosféricas nuvem-solo, isto é, a maior parte das descargas que atingem o solo, em parte do território brasileiro. Como mostra a imagem ao lado, a região sul, principalmente o Rio Grande do Sul, está cheia de pontos que mostram a ocorrência de descargas elétricas em intervalos de tempo variados. Desde a tarde desta quarta-feira foram registrados estragos causados por temporais no Estado. Funcionamento dos para-raios Você sabe qual a função de um para-raios? Já se perguntou como ele funciona? Um para-raios é uma haste de metal, comumente de cobre ou alumínio, destinado a dar proteção aos edifícios atraindo as descargas elétricas
    • atmosféricas, raios, para as suas pontas e desviando-as para o solo através de cabos de pequena resistência elétrica. Como o raio tende a atingir o ponto mais alto de uma área, o para-raios é instalado no topo do prédio. Chama-se também para-raios, ou descarregador, o aparelho destinado a proteger instalações elétricas contra o efeito de cargas excessivas (sobretensões) e descarregá-las na terra. A fim de provar que os raios são descargas elétricas da natureza, o americano Benjamin Franklin procedeu a uma experiência famosa, com base na qual inventou o seu para-raios. Durante uma tempestade, empinou uma pipa e constatou o poder das pontas de atrair raios ao observar as faíscas que se produziam nas chaves atadas à ponta do cordel em suas mãos. Com essa observação, Franklin passou a estudar a utilidade desta forma de Eletricidade. Princípio de Funcionamento Através do fenômeno eletrostático denominado poder das pontas, que é a grande concentração de cargas elétricas que se acumulam em regiões pontiagudas, quando o campo elétrico nas vizinhanças da ponta do para-raios atinge determinado valor, o ar em sua volta se ioniza e se descarrega através de sua ponta para o solo através de um fio de baixa resistividade, que é enterrado no solo e rodeado de pó de carvão Zona de proteção Admite-se que a zona de proteção desse tipo de para-raios é igual a um cone com vértice na ponta da antena, raio no solo e altura equivalente do chão à ponta da antena. O vértice e a geratriz do cone forma um ângulo de 55º para estruturas com nível de proteção exigido para classe IV; para outros níveis este ângulo varia em função da altura do captor em relação ao solo (ver tabela - NBR-5419), conforme a figura ao lado. Área de proteção de um para-raios.
    • Para descobrir o raio de proteção de um para-raio, utiliza-se a formula R_p=h * operatorname{tan}, A onde h é a altura em metros e A o ângulo em graus. Ou no modelo de fórmula Tang  = R / h Outros Tipos de Para-raios Para-raios de Melsens: Empregado para o mesmo fim que o para-raios de Franklin, o para-raios de Melsens adota o princípio da gaiola de Faraday. Consiste em envolver o edifício numa armadura metálica, aproveitando as linhas arquitetônicas para a passagem da trama: barras de ferro verticais e horizontais. No alto da construção, as barras verticais juntam-se em feixes, os quais se ligam ao solo, no outro extremo, por uma série de chapas de terra. Para-raios em instalações elétricas: Na proteção de instalações elétricas, o para-raios, ou descarregador, é colocado num ponto da instalação em que se forme um máximo da onda de tensão elétrica. Na instalação, intercala- se um dispositivo que obrigue a onda de corrente elétrica, em quadratura com a onda de tensão elétrica, a ter uma inversão nesse ponto. Os tipos de para-raios empregados em instalações elétricas são: de antena, de rolos, de peróxido de chumbo e eletrolítico. Inibidor de raios: O inibidor de raios é um elemento de protecção que, ao contrário do para-raios, evita a formação do traçador através do qual se produz a descarga. Deste modo impede o processo natural de formação do raio numa área determinada. Os para-raios tradicionais protegem as estruturas mas não podem evitar os efeitos negativos da indução electromagnética causada pela grande energia que se transmite durante a descarga, de que todos os aparelhos existentes, tanto Exemplo de Inibidor de Raios (Lightning- Inhibitor) em um aeroporto.
    • eléctricos como telefónicos, informáticos, electrónicos, etc. se ressentem em maior ou menor medida, e que pode mesmo causar a sua completa destruição. O inibidor de raios proporciona protecção não só contra os raios mas também contra os efeitos das induções electromagnéticas, dado que é capaz de evitar o processo natural de formação do raio na zona protegida. A terra e a nuvem actuam como duas placas de um condensador, e quando a tensão entre placas aumenta suficientemente alcança-se um ponto de ruptura e produz-se o raio. O tempo de queda do raio é praticamente instantâneo, mas o processo de formação do traçador pode durar alguns minutos. O princípio físico de actuação do inibidor de raios está baseado na descarga deste condensador de forma controlada e constante durante esse tempo, através de um fluxo eléctrico da ordem dos miliamperes que se produz na sua cabeça para a ligação à terra em momentos de campo eléctrico "entre placas" elevado, situação que se apresenta quando há uma trovoada.
    • Conclusão As consequências das descargas elétricas de um raio podem ser desastrosas, em razão da grande quantidade de energia que é liberada durante a descarga. Foram criados vários dispositivos que protegem contra os raios, porém o mais conhecido deles é o para-raios, criado por Benjamin Franklin após a descoberta da eletricidade e do raio. O para-raios, uma estrutura metálica fina e pontuda, tem a finalidade de proteger construções e instalações, como casas, edifícios, depósitos de combustíveis e linhas de transmissão de energia elétrica. Essas estruturas metálicas destinam-se a oferecer à descarga elétrica um caminho seguro entre a nuvem e o solo. Outras medidas preventivas podem ser tomadas no intuito de manter-se seguro contra raios. Medidas como: Evitar condutores, tais como: antenas, água, materiais elétricos, etc. Durante uma tempestade evitar lugares abertos, não ficar sob árvores, elevações, etc. Não tomar banho, pois no caso de uma descarga de alto potencial a água pode conduzir energia elétrica.
    • Bibliografia  Sistema de detecção de raios em tempo real na internet – ClicRBS. Disponível em: <http://www.clicrbs.com.br/especiais/jsp/default.jsp?uf=1&local=1&espid =21&newsID=a2175382.htm>. Acesso em: 06/04/2014.  Raios – Sociedade Brasileira de Física. Disponível em: <http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol2/Num1/raios.pdf>. Acesso em: 06/04/2014.  Raios – Brasil Escola. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/raios.htm>. Acesso em: 06/04/2014.  Ferramentas Gerenciais, uso da tecnologia na previsão de raios pode evitar mortes. Disponível em: <http://www.diadecampo.com.br/zpublisher/materias/Materia.asp?id=229 56&secao=Ferramentas%20Gerenciais>. Acesso em: 06/04/2014.  Para-raios – Wikipédia. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Para- raios>. Acesso em: 06/04/2014.  O funcionamento do para-raios – Mundo Educação. Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/fisica/o-funcionamento- pararaios.htm>. Acesso em: 06/04/2014.  O Para-raio – Brasil Escola. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/o-pararaios.htm>. Acesoo em: 06/04/2014.