Ce este un paratrăsnet și cum funcționează?
Trăsnetul este unul dintre cele mai puternice fenomene ale naturii: o singură descărcare
poate atinge temperaturi de câteva ori mai mari decât suprafața Soarelui și poate transporta
curenți de zeci sau sute de kiloamperi. În fața unei asemenea energii, o clădire neprotejată
este vulnerabilă la incendii, distrugeri și avarii. Soluția, folosită de peste 250 de ani, este
paratrăsnetul.
În acest articol explicăm, pe înțelesul tuturor, ce este un paratrăsnet, din ce componente
este alcătuit și cum funcționează, pas cu pas.
Ce este un paratrăsnet ?
Un paratrăsnet este un sistem de protecție care are rolul de a intercepta descărcarea
atmosferică (trăsnetul) și de a o conduce în siguranță spre pământ, ocolind structura
clădirii. Practic, oferă trăsnetului un „drum” controlat și sigur, în loc să-l lase să lovească
direct acoperișul, pereții sau instalațiile.
Este important de înțeles un lucru: paratrăsnetul nu „respinge” și nu „atrage” în mod
misterios trăsnetul. El doar oferă un punct preferențial de impact și o cale de scurgere,
astfel încât, atunci când o descărcare urmează să se producă oricum în zonă, energia ei să
fie dirijată în siguranță.
Mulți îl numesc „paratrăsnet”, dar termenul tehnic mai larg este sistem de protecție la
trăsnet (LPS – Lightning Protection System).
Din ce componente este alcătuit
Un paratrăsnet are trei subsisteme principale, care lucrează împreună:
1. Dispozitivul de captare
Este partea de sus, montată în punctul cel mai înalt – o tijă metalică (vârf de captare) sau
un cap cu dispozitiv de amorsare (PDA). Rolul lui este să intercepteze trăsnetul, oferind
punctul controlat de impact.
2. Conductoarele de coborâre
Sunt conductoarele metalice (rotunde sau platbandă) care conduc curentul de la
dispozitivul de captare în jos, spre pământ. Ele trebuie să fie cât mai scurte și mai directe,
distribuite uniform pe clădire.
3. Priza de pământ (împământarea)
Este partea îngropată, formată din electrozi și conductoare, care disipă energia trăsnetului
în masa solului. Eficiența ei depinde de o rezistență de împământare cât mai mică.
Pe lângă acestea, un sistem complet include și accesorii (cleme, suporți, piese de legătură)
și pentru protecția echipamentelor, descărcătoare de supratensiune (SPD).
Cum funcționează un paratrăsnet, pas cu pas
Pentru a înțelege funcționarea, să urmărim ce se întâmplă în timpul unei furtuni.
Pasul 1:
Acumularea sarcinilor
În norul de furtună se acumulează sarcini electrice (de regulă negative la baza norului), iar la
suprafața solului se induc sarcini de semn opus. Diferența de potențial dintre nor și pământ
crește până la valori uriașe.
Pasul 2:
Formarea „liderului descendent”
Când câmpul electric devine suficient de puternic, din nor coboară spre pământ un canal de
aer ionizat, numit lider descendent, care avansează în salturi.
Pasul 3:
Interceptarea de către dispozitivul de captare
Pe măsură ce liderul descendent se apropie de sol, obiectele înalte și ascuțite – inclusiv
vârful paratrăsnetului – generează lideri ascendenți orientați în sus. Vârful ascuțit al
dispozitivului de captare concentrează câmpul electric și favorizează formarea acestui lider
ascendent. Dacă paratrăsnetul este bine poziționat, liderul său ascendent este primul care
se conectează cu cel descendent – astfel, trăsnetul lovește tija, nu clădirea.
Pasul 4:
Conducerea curentului spre pământ
În momentul conectării, prin sistem trece curentul de trăsnet, de ordinul zecilor de
kiloamperi. Dispozitivul de captare îl preia și îl transmite conductoarelor de coborâre, care
îl conduc rapid și direct în jos.
Pasul 5:
Disiparea în sol
Ajuns la priza de pământ, curentul este dispersat în masa solului, unde energia se disipă în
siguranță. Astfel, descărcarea este „neutralizată” fără a afecta clădirea sau ocupanții.
Zona de protecție: cât acoperă un paratrăsnet
Un paratrăsnet nu protejează la nesfârșit în jurul său, ci doar o anumită zonă. Aceasta se
determină prin metode de proiectare precum metoda sferei rostogolite sau metoda
unghiului de protecție. În linii mari, cu cât dispozitivul de captare este montat mai sus, cu
atât suprafața protejată de la sol este mai mare.
De aceea, pe clădirile mari sunt necesare mai multe dispozitive de captare sau o rețea de
captare, dimensionate în funcție de geometria clădirii și de nivelul de protecție dorit.
Protecția externă și protecția internă.
Este util de știut că protecția la trăsnet are două componente:
Protecția externă – paratrăsnetul propriu-zis (captare, coborâre, împământare), care se
ocupă de descărcarea directă.
Protecția internă – descărcătoarele de supratensiune (SPD) și echipotențializarea, care
protejează echipamentele de supratensiunile induse.
Chiar și fără un impact direct, un trăsnet căzut în apropiere poate induce supratensiuni care
distrug aparatura electronică. De aceea, un sistem complet le include pe ambele.
De ce este importantă proiectarea corectă
Un paratrăsnet funcționează eficient doar dacă este corect proiectat și montat.
Poziționarea dispozitivului de captare, numărul și distribuția coborârilor, calitatea prizei de
pământ și a conexiunilor – toate influențează rezultatul.
De aceea, instalarea trebuie precedată de o analiză de risc și realizată de un specialist
autorizat, conform normativelor în vigoare (precum SR EN/IEC 62305). La fel de importantă
este verificarea periodică, în special a rezistenței de împământare și a stării conexiunilor.
Concluzie
Un paratrăsnet este un sistem inteligent și, în același timp, simplu în principiu: oferă
trăsnetului un punct controlat de impact și o cale sigură spre pământ, protejând clădirea și
pe cei din interior. Funcționarea sa se bazează pe interceptarea descărcării de către
dispozitivul de captare, conducerea curentului prin coborâri și disiparea lui în sol prin priza
de pământ.
Pentru o protecție reală, paratrăsnetul trebuie completat de protecția internă (SPD) și, mai
ales, proiectat și montat de specialiști autorizați. Astfel, una dintre cele mai puternice forțe
ale naturii este transformată dintr-o amenințare într-un risc controlat.