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5 passos para dimensionar uma Gaiola de Faraday

Ficou conhecida como “Gaiola de Faraday” uma experiência realizada por Michael Faraday (1971 – 1867) para a demonstração de uma propriedade do campo elétrico. Conta a história que Faraday construiu uma gaiola de metal em grande escala, carregada por um gerador eletroestático de alta voltagem, entrando nela para provar que o seu interior era seguro.

O princípio de funcionamento de uma Gaiola de Faraday consiste em dividir o maior número de vezes possível a corrente resultante de uma descarga atmosférica por meio de uma rede de condutores. Este tipo de sistemas assegura uma dissipação eficiente da corrente associada ao processo da descarga.

A conceção de uma Gaiola de Faraday consiste na construção de uma malha de condutores de forma a criar um meio equipotencial com os condutores ligados entre si. Pela equipotencialização das malhas, a Gaiola de Faraday minimiza os riscos de sobretensões induzidas, habitualmente geradas por diferenças de potencial, e que danificam os equipamentos mais sensíveis.

5 passos para dimensionar uma Gaiola de Faraday

O dimensionamento de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas mediante uma Gaiola de Faraday deverá encontrar-se em conformidade com a NP EN 62305. Antes de iniciar o dimensionamento é essencial realizar a análise de risco de acordo com a NP EN 62305-2 para determinar o nível de proteção do sistema.

SPDA_Níveis de proteção

O nível de proteção do sistema vai determinar as principais características da Gaiola de Faraday, nomeadamente:

  • o percurso do condutor instalado na cobertura,
  • a localização e dimensões das hastes captoras,
  • as dimensões do emalhado da cobertura,
  • as distâncias máximas entre baixadas, rede de terra e equipotencializações.

1. Condutor de captura

Deverá ser instalado um condutor ao longo do perímetro da cobertura da estrutura. As dimensões e materiais encontram-se definidos na Tabela 6 da NP EN 62305-3. Tipicamente é adotado o varão ø8mm em cobre, aço inox ou aço cobreado por apresentarem uma elevada resistência à corrosão. As fixações do condutor à estrutura são normalmente realizadas por blocos de suporte ou fixações para condutor redondo. As ligações entre o varão são realizadas mediante ligadores por aperto mecânico.

Peças de Gaiola de Faraday
Tabela de materiais Gaiola de Faraday

2. Localização e dimensões das hastes captoras

Raio de proteção de descargas atmosféricas

A localização, dimensões e materiais constituintes das haste captoras deverão ser definidos de acordo com o ponto 5.2 e Anexo A da NP EN 62305-3.


O raio de proteção conferido pela haste captora é obtido através da altura entre a haste e a superfície a proteger a multiplicar pela tangente do ângulo obtido pelo gráfico representado abaixo. As curvas do gráfico determinam o ângulo para cada nível de proteção. Todas as zonas suscetíveis de impacto direto de uma descarga atmosférica deverão estar dentro do volume de proteção do sistema.

Tipicamente são colocadas hastes nos vértices da estrutura e hastes adicionais posicionadas estrategicamente.

Raio de proteção contra descargas atmosféricas

3. As dimensões do emalhado da cobertura

A tabela 2 da NP EN 62305-3 determina as dimensões máximas do emalhado a instalar na cobertura. O material deverá estar de acordo com o estabelecido no condutor de captura (ponto 1).

Gaiola de Faraday_Nível de proteção

4. Distância entre baixadas

Deverão ser instaladas baixadas nos vértices da estrutura e baixadas adicionais distanciadas entre si de acordo com o nível de proteção adotado. As distâncias máximas entre si estão definidas na Tabela 4 da NP EN 62305-3. As baixadas poderão ser embebidas, mas deverão ser garantidas as equipotencializações com a estrutura.

Distância entre baixadas

5. Rede de Terra e Equipotencializações

Todas as baixadas deverão estar equipotencializadas, constituindo um anel de terra instalado no solo a uma profundidade mínima de 0,8m. O anel de terra é geralmente constituído pelo mesmo material da baixada e junto a cada baixada é instalado um piquet de reforço para melhorar o escoamento da corrente de descarga para a terra.

Os cinco passos para dimensionar uma Gaiola de Faraday são apenas um conjunto de diretrizes. A elevada complexidade destes sistemas exige um profundo conhecimento das normas em vigor para garantir a instalação de um sistema que realmente proteja as pessoas e bens.

O modelo eletrogeométrico

O dimensionamento é realizado de acordo com a NP EN 62305, que adota o modelo eletrogeométrico, também conhecido como modelo da esfera rolante, ou esfera fictícia. O modelo consiste em fazer rolar uma esfera fictícia sobre a estrutura, em todos os sentidos, determinando assim os locais com maior probabilidade de serem atingidos por uma descarga atmosférica. Desta forma será possível perceber quais são os locais com potencialidade de gerar traçadores ascendentes que deverão precipitar-se ao encontro do traçador descendente. O raio da esfera fictícia é definido em função do nível de proteção adotado após efetuada a análise de risco, de acordo com as indicações constantes na NP EN 62305.

Modelo eletrogeométrico SPDA

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