A arte da guerra contra os raios
Osmar Pinto Jr


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2. Sistemas de Detecção de Descargas Atmosféricas

kkkkSistemas de detecção de descargas atmosféricas são formados por diversos sensores dispostos numa adequada configuração, que captam a radiação eletromagnética gerada pelas descargas e uma central que recebe os dados dos sensores através de canais de comunicação e os processa, dando como resultado informações sobre as descargas. Diferentemente de sensores individuais, utilizados para a detecção de descargas, em geral, caracterizados por uma grande margem de erro (em geral maior que 10 km), os sistemas de detecção de descargas permitem localizar ou mesmo mapear no céu as descargas com relativa precisão (em alguns casos, poucas centenas de metros).

kkkkOs primeiros sistemas de detecção de descargas atmosféricas surgiram na década de 1920. Consistiam em sensores formados por um par de espiras ortogonais para medir acomponente magnética dos pulsos de radiação gerados pelas descargas, na faixa de freqüência em torno de 10 kHz, pulsos conhecidos como sferics.
Nessa faixa, as medidas tendem a registrar, principalmente os pulsos de radiação associados às descargas de retorno, gerados próximo ao solo, no instante em que o líder conectante encontra o líder escalonado. A comparação da radiação medida pelas duas espiras permite determinar a direção de onde a radiação é proveniente e, neste caso, representa com boa aproximação a direção de ponto de contato da descarga de retorno com o solo. O uso de três sensores possibilita determinar a localização do ponto de contato da descarga de retorno com o solo, conforme ilustrado na Fig. 2.1, por meio de um processo de otimização dos mínimos quadrados ...


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das localizações obtidas a partir de cada par de sensores. Tal processo permite determinar a localização mais provável do ponto de contato da descarga de retorno com o solo. As incertezas na localização se devem a erros randônicos associados a aspectos físicos, tais como a condutividade do solo e o relevo, que afetam a propagação da radiação pelo solo, e a erros sistemáticos, associados à instalação do sensor. Essas incertezas seguem uma distribuição gaussiana de probabilidades. Para uma dada probabilidade P, define-se uma elipse de incerteza em torno da localização mais provável. Tal localização do ponto de contato da descarga com o solo tem probabilidade P de estar dentro da região definida pela elipse (Fig. 2.2). Quanto

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Fig. 2.1 Método da direção magnética para localização do ponto de contato de uma descarga de retorno com o solo. Indica-se a localização de três sensores (S1, S2 e S3), a localização da descarga estimada para cada par de sensores (L12, L13 e L23), a localização a partir da otimização das localizações acima e a localização real


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Fig. 2.2 Distribuição gaussiana dos erros de localização do ponto de contato de uma descarga de retorno com o solo, mostrando a localização otimizada (mais provável) e a elipse de incerteza correspondente a 50%

maior esta probabilidade, maior será a elipse. Por outro lado, quanto maior o número de sensores que detectam uma descarga, menor tende a ser a elipse e, portanto, a incerteza na localização do ponto de contato da descarga com o solo. Para sistemas na faixa de LF com um grande número de sensores, esta incerteza, definida como o semi-eixo maior da elipse de incerteza, é de cerca de 500 m. Esta técnica, denominada direção magnética, foi aprimorada na década de 1970, e as medidas foram feitas para toda a faixa de LF.

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