Trovoadas - Como Proteger a Embarcação e a Tripulação

Como estava combinado, meu post de 18 do corrente, Trovoadas – Um dos mais dramáticos fenómenos meteorológicos, cambamos e partimos para o segundo bordo, como proteger a embarcação e a tripulação.

Os efeitos de um raio.

Para o homem os efeitos da queda de um raio são queimaduras graves com destruição de tecidos e/ou paragem respiratória e/ou paragem cardíaca e muito provavelmente a morte.

A bordo a tripulação pode saber quando está eminente a queda de um raio, uma vez que no momento em que a embarcação atravessa uma zona carga positiva, pode-se observar, se for de noite, uma luminescência no céu, ouve-se um zumbido semelhante ao produzido pelas abelhas e um forte odor característico no ar. Quando o raio está eminente, ouve-se um assobio estridente.

Sob pena de morrer, os tripulantes devem afastar-se do mastro o mais possível e colocarem-se de cócoras, com os pés juntos, as mãos atrás da cabeça apoiada nos joelhos. 

O mais aconselhável é permanecer no interior da embarcação durante o tempo que durar a trovoada, limitando ao mínimo indispensável a exposição da tripulação à intempérie..

Para o veleiro os efeitos da queda de um raio são:

- o casco estala numa forma radial a partir da quilha, quando a base do mastro pousa sobre o quilha;

- incendio do veleiro, quando a base do mastro pousa sobre a coberta, ficando isolado do mar;

- perfuração do casco, fusão de algumas peças metálicas;

- destruição total da electrónica de bordo e descalibração das bússolas.

Partindo da lâmpada do topo do mastro, do anemómetro, da giroutte ou da antena da VHF (figura abaixo) o raio passa sempre pelos cabos dos circuitos eléctricos ou electrónicos, incendiando tudo á sua passagem até ao mar.

 Figura

Mastro sem estar ligado a uma placa de massa

Mastro ligado a uma placa de massa.

Avaliação do risco de apanhar com um raio.

Este risco depende a época do ano em que nos encontramos (mais o menos favorável á circulação de massas de ar instáveis, logo maior probabilidade de ocorrer trovadas) e do indicie ceráunico (indicie que indica o número de dias de trovoada por ano numa determinada região) da zona onde navegamos.

O risco de levar com um raio é potenciado para o objecto que assegure o melhor contacto com o mar: é no topo deste objecto que são acumuladas as cargas positivas. No caso do veleiro, como vimos, será sempre o topo do mastro.

Geralmente o mastro de um veleiro é 1,5 a linha de água do veleiro. Se a presença do mastro explica a razão pela qual aumenta a possibilidade de atrair um raio, a sua altura permite estimar o risco disso acontecer.

Supondo que um veleiro com uma linha de água de 10 m, terá um topo de mastro a 15 m acima do mar. O mastro vai atrair o raio numa superfície circular da qual o raio (este da circunferência) é igual a duas vezes a sua altura. No nosso exemplo, (15 x 2)² x 3,14 = 2.800 m².

Assim, o risco de o raio nas cair em cima numa área de 1 km² será de:

1.000.000 m² / 2.800 m² = 350 (aproximadamente)

Quer isto dizer 1 para 350 raios por km².

Se tivermos conhecimento da frequência de raios por km² da zona onde navegamos, por exemplo  7 por ano, o nosso risco pode ser avaliado de uma vez todos os (350/7) 50 anos.

Na regiões tropicais e equatoriais, onde o indicies ceráunico são sempre muito elevados (pelo menos uma centena de trovoadas por ano), o número de raios por km² é de várias dezenas.

Na verdade quando navegamos ao largo, o risco de ser apanhado por um raio é baixo, não quer dizer nulo. Na verdade, no mar alto, o que se passa é que as cristas das vagas fazem melhor um efeito poder das pontas que o nosso veleiro. Podemos ter sempre o azar da descarga eléctrica no momento em que o barco passa a crista da onda....

Quando estamos fundeados, os riscos são importantes. De uma forma geral é em final de tarde que as trovoadas surgem quando a embarcação já se encontra fundeada. Á semelhança de uma árvore dominante numa planície, o mastro de um veleiro em águas calmas pode potenciar o efeito poder das pontas.

O que fazer para se proteger dos raios?

Para que não haja riscos nenhuns é necessário que o mastro e seus componentes se encontrem ligado electricamente ao casco, ele próprio condutor. Este é o caso dos veleiros cujo os cascos são em alumínio ou em aço em que a tripulação não arrisca nada no seu interior, desde que não toquem em nenhum dos componentes metálicos. Não há registo nos veleiros de construção metálica de vitimas ou de avarias maiores, mesmo sendo este tipo de construção, metálica, mais propicia a atrair os raios. A significativa quantidade de metal em contacto com a água, favorece a rápida dissipação da carga eléctrica.

Para estar seguro durante uma trovoada num veleiro em fibra ou outro material não metálico, não existe outra solução que a montagem de um sistema pára-raios, permitindo a captação, condução e descarga do raio.

Este dispositivo é constituído por:

- para a captação, uma vareta de cobre (ponteira), cuja a extremidade ultrapasse em 20 cm a ponta do mastro;

- para a condução, uma tira condutora, com condução idêntica á de um cabo de cobre com 20 mm² de secção mínima;

- para a descarga, uma placa de massa de cobre com o mínimo de 0,2 m² de área, com uma espessura de 4 mm, fixada em local e posição que mantenha o contacto permanente com a água, sob quaisquer condições de navegação.

Este dispositivo pára-raios não vai impedir que o veleiro seja atingido pelo raio, mas pelo contrário, o risco é potenciado. O objectivo do dispositivo é proteger a tripulação e a embarcação.

No exterior da embarcação:

                                                                                     Veleiro em piloto automático

Com ou sem pára-raios, é sempre mortal segurar no leme!

A solução usada por alguns tripulantes de arrastar na água correntes presas aos brandais não vale de nada, uma vez que a superfície de contacto eléctrico entre a corrente e os brandais, bem como entre os elos das própria corrente, é de apenas de alguns milímetros quadrados. Conseguimos potenciar a probabilidade de ser atingidos por um raio, sem garantir que conseguimos dissipar a energia deste.

A antena VHF e o seu cabo, não podem, em caso algum, funcionar como pára-raios. Pelo contrário se o raio os atingir, teremos que temer o pior. O cabo da antena deve estar sempre resguardado de uma proteção trifásica que se encarregue de conduzir para o mar toda a eléctricidade da descarga, antes desta chegar ao emissor/receptor, o que pressupõe uma placa de massa instalada.

Sem um pára-raios instalado que permita a condução e respectiva descarga, poderemos usar um tubo condutor com um mínimo de 7 cm². É o caso do tubo do mastro que de uma forma geral é fabricado em materiais muito condutores, constituindo assim um excelente canal para a condução do raio. Resta-nos assim estabelecer a ligação do mastro com a superfície que se encontra em contacto com a água para permitir a descarga. Para isto podemos usar cabo especifico, 3 condutores de cobre entrançados com uma secção mínima de 8 mm². Este cabo deve ser enrolado no pé do mastro e ter o comprimento suficiente para chegar até cerca de um metro de profundidade, onde na sua extremidade será soldada uma placa de cobre com pelo menos 30 cm que ficará submersa. Este dispositivo deve apenas ser montado quando a trovoada está eminente (sob pena de fenómenos electrolitícos que podem deteriorar o mastro nunca devemos deixar esta instalação montada em permanência).

Há que ter muita atenção quando a descarga é conduzida pelo mastro, pois poderá haver arcos eléctricos entre o mastro e todas as peças metálicas que se encontrem num raio de 2 m, quer dizer brandais, estais, varandim, correntes, etc.

Por esta razão de preferência ter o mastro ligado a uma placa de massa, ou na pior das hipóteses a um dos parafusos do patilhão (ver fotos abaixo) deforma a evitar o efeito de arco eléctrico.

Como está no desenho acima (no exterior da embarcação), devemos ter uma rede que ligue todas as componentes metálicas á placa de massa.

É imperativo manter-se afastado desta rede durante uma trovoada.

As baterias devem ser deligadas nos bornes, os equipamentos electrónicos desligados por completo. O manuseamento de qualquer equipamento electrónico, mesmo o VHF, é fortemente desaconselhado.

A antena VHF deve ser desenroscada. Ter em atenção em proteger esta ponta, pois no caso de receber uma descarga, pode se dar o efeito de arco a partir da dita ponta (raio de 2 m).

Mesmo que esteja muito calor, manter todas as janelas e aberturas fechadas.

O tripulante(s) que estiver de quarto, deverá estar de botas de borrachas sentado no poço (na madeira ou fibra) e o mais afastado possível de todas as componentes metálicas. Procurar nunca se colocar entre o mastro e qualquer componente metálica, nomeadamente na linha entre o mastro e o motor. Não deverá deitar-se, nem manter as pernas afastadas.

O veleiro deve navegar (até onde for possível) em piloto automático.

Se estiver fundeado, não condene á morte um tripulante dando-lhe instrução para manipular o ferro!

Nunca tomar banho nas proximidades do veleiro.