A
arte da guerra contra os raios
Osmar Pinto Jr
pág.
32
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 ...
pág.
33
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
l
l
|
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 |
pág.
34
l
l
|
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.
...
|