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As descargas atmosféricas, popularmente conhecidas como raios, são fenômenos que ocorrem devido ao acúmulo de cargas elétricas na atmosfera, em geral dentro de grandes tempestades. Infelizmente, por causa desse fenômeno, inúmeros acidentes são registrados em todo o mundo em diferentes segmentos de atuação, como a construção, mineração, agricultura, energia, por conta das atividades que ocorrem a céu aberto, muitas vezes sem a devida proteção.
Figura 1: Foto de um raio durante uma tempestade na cidade de São Paulo/SP, por Rafael Reis Pereira.
Devido a esse problema, diversas empresas buscam soluções a fim de minimizar o efeito da ocorrência dos raios em sua operação (SMAC – faça um trial), procurando saber com antecedência a região e o momento em que eles irão acontecer. Para detectar uma descarga atmosférica, em geral, é necessário realizar o monitoramento do campo eletromagnético emitido pelas descargas, e para isso já existem algumas ferramentas, como os sensores de raios locais, as redes de detecção de raios globais e até mesmo os satélites meteorológicos. Mas qual a real diferença entre elas? Qual delas trará um maior benefício e, consequentemente, maior segurança para minha operação?
Vamos à explicação de como cada uma delas funciona:
Os sensores de raios locais são instrumentos instalados no ponto de interesse, com o objetivo de medir o campo eletromagnético emitido pelas descargas elétricas na atmosfera em uma frequência específica. Esses sensores são capazes de detectar aproximação de tempestades severas e alguns conseguem informar a distância aproximada da atividade elétrica. Atualmente existem inúmeros modelos espalhados pelo mundo e, em geral, o sensor possui uma cobertura limitada, numa área com raio pré-determinado a partir do ponto de instalação do sistema. Através do controle dos dados provenientes do sensor, podem ser estabelecidos níveis de risco para auxiliar a tomada de decisão sobre a interrupção de uma atividade externa, que pode ser afetada pela ocorrência de raios.
Figura 2: Exemplo de um sensor de raios, instalado localmente.
A rede de detecção de raios, como o próprio nome diz, se trata de um conjunto de antenas que operam em uma frequência de rádio específica para detectar emissões eletromagnéticas dos raios. As antenas que compõem a rede são distribuídas no globo obedecendo uma regra de distância umas das outras. Essa distância depende da frequência de operação da rede (VLF, LF, VHF). Em geral, quanto maior é a frequência de operação da rede, maior é o detalhamento do raio, porém as antenas precisam estar mais próximas.
Nas redes de detecção de raio as antenas operam em conjunto, e isso permite que as redes consigam detectar a posição do raio (latitude, longitude, altura) com alta precisão, além de informações como pico de corrente, polarização e tipo de raio (intra nuvem ou nuvem solo). Deste modo, é possível que o usuário tenha condições de determinar, em tempo real, o deslocamento da tempestade através da atividade elétrica, saber a taxa de crescimento ou dissipação do sistema, o que chamamos de “tracking”.
Além dos sensores locais e redes de detecção de raios, os satélites meteorológicos também são capazes de detectar descargas atmosféricas através de sensores imageadores. A bordo do GOES-16, satélite geoestacionário operado pela NOAA, o sensor GLM (Geoestationary Lightning Mapper) é um imageador que observa a atmosfera na frequência do infravermelho próximo e detecta no topo das nuvens as emissões das descargas atmosféricas. O GLM consegue informar a posição (latitude e longitude) dos raios e cobrir uma grande área que vai dos EUA à América do Sul. Porém por observar a atmosfera do espaço e imagear as nuvens pelo topo, ele não é capaz de diferenciar se o raio é nuvem solo ou intra nuvem.
Figura 3: Interface de monitoramento da Climatempo, com sobreposição de imagem de satélite e raios em tempo real, detectados através da rede da Earth Networks (+ azul) e pelo sensor do satélite GOES-16 (+ roxo)
Deste modo, operações que requerem maior planejamento e segurança, por possuírem operadores expostos à ocorrência de tempo severo (como obras de infraestrutura, setor elétrico e operações do setor de mineração e portuário) precisam de um acompanhamento mais contínuo e acurado a fim de ter uma maior janela para uma tomada de decisão. Desta forma, com a informação correta e antecipada em mãos, permite-se adiantar/adiar uma operação por conta da aproximação ou ocorrência de uma tempestade com raios, minimizando a chance de acidentes.
A rede de detecção de raios permite o acompanhamento das tempestades desde o momento da sua formação e indicam para quais regiões elas se deslocam, através de metodologias do tempo de chegada e cálculos de triangulações. Os sensores de raios locais não são capazes de identificar todos os tipos de raios e nem a localização exata da ocorrência e isso pode afetar a identificação da formação de tempestades, acarretando atraso de um possível alerta de raios para a região de interesse.
A Climatempo trabalha com uma equipe de meteorologistas que operam em escala 24x7. Dentre as ferramentas utilizadas para o monitoramento nowcasting, temos as informações provenientes dos satélites meteorológicos, além da rede de detecção de raios da EARTH NETWORKS, que possui um erro médio de localização de raios nuvem solo de apenas 200 metros e cobertura em toda a América Latina. Com isso, o envio de alertas é feito com antecedência para a região de interesse dos clientes, através da ferramenta do Sistema de Monitoramento e Alertas da Climatempo (SMAC).
Camila Brasiliense
Head do Setor de Construção e Mineração
