A proteção de iluminação de balizamento de aeroportos contra as descargas atmosféricas

Imagine um piloto de aeronave em um pouso noturno, sem comunicação efetiva com a torre de comando e as luzes de balizamento do aeroporto todas apagadas devido a uma descarga atmosférica. Parece filme de horror, mas pode acontecer.

As pistas de aterrisagem e decolagem de aeroportos são áreas abertas e bastante suscetíveis às  descargas  atmosféricas. A iluminação  das  pistas,  bem  feita  e em   funcionamento,   é   essencial   para a movimentação das aeronaves nos aeroportos. Além disso, estas pistas são bastante extensas, com comprimentos da ordem de 3.000 metros. Para que estas não percam a sua funcionalidade, a iluminação de balizamento (ver Figura 1) é feita de forma especial.

A alimentação das lâmpadas desta iluminação é feita por Reguladores de Corrente Constante (RCC), geralmente dois para o caso de falha de um. A alimentação do RCC é feita em 220 VCA, que vem de um quadro de distribuição de energia que também deve ser alimentado por um gerador de emergência e uma chave de transferência.

Esses Reguladores de Corrente Constante alimentam cabos isolados de média tensão que dão a volta completa em cada pista. No caso de uma pista de 3.000 metros, cada circuito terá  mais que 6.000 metros. Estes reguladores injetam uma corrente constante de 6,6 A nos cabos de média tensão de isolação de 5 kV e possuem potências variadas, da ordem de 15 kW, com fator de potência maior que 0,95 e rendimento da ordem de 93%.

Próximo a cada ponto de iluminação de balizamento existe uma caixa de passagem onde são instalados dispositivos especiais (transformadores de isolamento, ver Figura 3) de relação 6,6A/6,6A, potência de 30/45 W  (dependendo  da  lâmpada a ser utilizada), isolação de  5  kV,  60 Hz, conforme a ABNT NBR 9718: 2013 – Transformadores de isolamento para auxílios luminosos em aeroportos. Estes dispositivos alimentam as lâmpadas de balizamento da pista (Figura 1).

O ideal é ter dois circuitos envolvendo a pista inteira intercalando as lâmpadas para o caso de perda de um dos circuitos.

Toda pista de pouso e decolagem de aeronaves deve dispor de uma malha de aterramento (COUNTERPOISE), tipo anel, circundando o perímetro da pista com cabo de cobre nu e hastes verticais enterradas (ver Figura 2).

Deve ser feita uma equipotencialização que interliga os elementos estruturais metálicos dos equipamentos de navegação aérea (luminárias) e o ponto terra dos Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS) específicos da pista com a malha de aterramento.

O primário dos transformadores de isolamento (L-830 na Figura 4) são instalados em série com os cabos de alta tensão sendo o secundário ligado diretamente à lâmpada que está instalada a uns 5 metros.

Em geral, os reguladores de corrente constante (RCC), os geradores de emergência, o sistema de transferência (gerador/regulador) estão ligados a um Quadro de Distribuição de Energia, que estão instalados em uma estrutura. Esta estrutura deve ter um PDA instalado conforme a ABNT NBR 5419. Próximo ao quadro de distribuição de energia, na interface das Zonas OB e 1, deve ser instalado um Barramento de Equipotencialização Principal (BEP) que deve estar interligado ao subsistema de aterramento do SPDA, ao cabo de aterramento do circuito de iluminação do balizamento, ao aterramento da instalação elétrica e às carcaças dos geradores e reguladores.

No quadro de distribuição de energia devem ser instalados Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS), tipo 1, especificados  conforme os equipamentos instalados e de acordo com a análise de risco realizada para a estrutura.

Na saída dos RCC devem ser instalados para-raios de distribuição de energia de média tensão com desligadores automáticos conforme a Figura 5.

Os cabos de média tensão dos circuitos que alimentam os transformadores de isolamento, apesar de enterrados, estão sujeitos às induções das descargas atmosféricas que caem no aeroporto. A cada 600 metros de circuito, recomenda-se a instalação de DPS específico (Modelo 44A6102 da Figura 4 e 6) em série no cabo. Este DPS é aterrado no cabo de aterramento do circuito. Estes DPS possuem corrente nominal de descarga de 25 kA (8/20µs) e podem ser usados para correntes de 6,6 A em circuitos de até 30 kW.

Um outro problema importante sobre este sistema é a questão do isolamento elétrico, uma vez que muitas vezes o sistema pode ficar submerso devido à fortes chuvas. Existem RCCs importados que possuem um monitoramento da corrente de fuga. Testes para verificar este isolamento devem ser feitos periodicamente para verificar esta isolação tanto dos DPS como nos transformadores de isolamento.

Manter a iluminação de balizamento nas pistas dos aeroportos é essencial para o bom funcionamento dos mesmos, principalmente nos dias escuros ou noites de tempestades cujas decolagens e aterrisagens já são mais críticas.