Laudo SPDA
Laudo de Para Raios ou Laudo de SPDA
O objetivo do Laudo de Para Raios ou Laudo de SPDA é fornecer informações referentes as atuais condições da instalação do SPDA - Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (Pára-Raios), para efeito de atendimento as prescrições da NBR 5419/2015 da ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
O Laudo de SPDA ou Laudo de Para Raios deve ter como base o fato de que um sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) é projetado para proteger uma estrutura interceptando os raios e encaminhando suas correntes (extremamente altas) para a terra. Um bom SPDA deve possuir uma rede de terminais aéreos, condutores de interligação (descidas), e eletrodos de aterramento projetados para fornecer um caminho de baixa impedância para a terra.
O Laudo de Para Raios ou Laudo de SPDA também deve ser elaborado visando a segurança das instalações, já que Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) tendem a mitigar o risco de incêndio que raios representam para estruturas. Um SPDA fornece um caminho de baixa impedância para a corrente do raio com o objetivo de diminuir o efeito de aquecimento provocado pela corrente que flui através de materiais das estruturas (eventualmente inflamáveis). Se um raio flui através de materiais porosos e saturados de água, estes materiais podem literalmente explodir se o seu teor de água é transformado em vapor pelo calor produzido a partir da alta corrente.O que é Para Raio?
Um para raio é um dispositivo usado em sistemas de energia elétrica e sistemas de telecomunicações para proteger o isolamento e os condutores do sistema a partir dos efeitos nocivos dos raios. O para raios típico tem um terminal de alta tensão e um terminal de aterramento . Quando uma descarga atmosférica viaja ao longo da linha de energia para o pára-raios , a corrente do surto é desviado através deste, na maioria dos casos a terra.
Se a proteção de falha ou está ausente, os raios que atingem o sistema elétrico podem ter milhares de quilovolts que podem danificar as linhas de transmissão , e também pode causar graves danos a transformadores e outros dispositivos elétricos ou eletrônicos.
Considerações Importantes quanto ao funcionamento de um SPDA:
- A descarga elétrica atmosférica (raio) é um fenômeno da natureza absolutamente imprevisível, tanto em relação as suas características elétricas (intensidade de corrente, tempo de duração), com em relação aos efeitos destruidores, decorrentes de sua incidência sobre as edificações.
- Nada em termos práticos pode ser feito para se impedir a "queda"de uma descarga em determinada região. Não existe "atração" a longas distancias, sendo os sistemas prioritariamente receptores. Assim sendo, as soluções internacionalmente aplicadas, buscam tão somente minimizar os efeitos destruidores, a partir da colocação de pontos preferenciais de captação e condução segura da descarga para a terra.
- A implantação e manutenção de sistemas de proteção (pára-raios) são normalizadas internacionalmente pela IEC ( Internacional Eletrotecnical Comission), e em cada país por entidades próprias como a ABNT (Brasil), NEPA ( Estados Unidos) e BSI (Inglaterra).
- Somente em projetos elaborados com base em disposições destas normas podem assegurar uma instalação dita eficiente e confiável. Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100%, estando, mesmo estas instalações, sujeitas á falhas de proteção. As mais comuns são a destruição de pequenos trechos do revestimento das fachadas, ou de quinas da edificação.O SPDA (Sistema de Proteção contra descargas atmosféricas), conhecido também como pára-raios, esses sistemas englobam um conhecimento maior do que simples hastes de metal instaladas no ponto mais elevado da edificação, em reservatórios, em antenas e outros, ligados a terra por meio de condutores também metálicos.
Um projeto de SPDA, segundo a norma técnica NBR 5419 garante a diminuição dos efeitos nocivos dos raios, e protege melhor as pessoas e as edificações. A instalação de um SPDA (sistema pára-raios) é importante para a proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos, porém não é suficiente.
Sua função é direcionar e dissipar a terra as descargas atmosféricas (raios) causadas pelas nuvens eletrificadas pelo atrito e pela movimentação, evitando danos ao edifício e às pessoas, valendo ressaltar que esses sistemas não atraem, somente dissipam as descargas.Tem como função receber as descargas que incidam sobre o topo da edificação e distribuí-las pelas descidas. É composta por elementos metálicos, normalmente mastros ou condutores metálicos devidamente dimensionados.
O sistema de pára-raios se divide em 03(três) partes principais: subsistema de captação, subsistema de descidas e subsistemas de aterramentos. Os subsistemas de captação de pára-raios podem ser compostos por captor ou captor tipo Franklin, o que determina o numero de captores de pára-raios é o tamanho da edificação; a largura x comprimento x altura do captor de pára-raios em relação ao solo.
Atualmente a norma técnica permite considerar a ponta de um tubo metálico como captor de pára-raios, assim como uma torre metálica também pode ser considerado um captor de pára-raios. Basicamente, toda e qualquer parte metálica que possa ser atingida por uma descarga atmosférica, deve ser considerada no projeto do sistema de pára-raios, assim sendo será naturalmente um captor de pára-raios, por exemplo: rufos, chaminés, tanques metálicos, guarda-corpo, heliporto, escadas, estruturas metálicas de galpões, telhas de metal, mastros de antenas etc., em alguns casos o projetista não instala o subsistema de captação, pois já existe naturalmente, apenas interliga ao subsistema de descidas ou subsistemas de aterramentos. Por fim, outra forma de se obter um bom meio de captação de pára-raios é instalar cabos de cobre nu com 35mm2 de seção, em torno de todo perímetro da edificação, mais cabos transversais, formando uma grande gaiola de Faraday ou através de fitas de alumínio com no mínimo 70mm2 de seção, tudo conforme determina a norma técnica de pára-raios NBR 5419:05.
Os subsistemas de descidas de pára-raios podem ser compostos por cabos de cobre nu com 16mm2, caso a edificação tenha até 20mts de altura, acima disso devem ser utilizados cabos pára-raios de cobre nu com 35mm2 ou fitas de alumínio com 70mm2, com todas as descidas interligadas por anéis a cada 20 mts, conforme determina a norma técnica NBR 5419:05. Os pilares das estruturas metálicas, desde que a condução elétrica seja garantida, também poderão ser utilizados com descida natural de pára-raios, evitando gastos com cabos de cobre nu ou fitas de alumínio, e melhorando a manutenção do sistemas de pára-raios, pois será mais difícil de sofrer vandalismos ou furtos de cabos de pára-raios.
Em muitas instalações de pára-raios é aconselhável à utilização das fitas de alumínios ou dos aços das estruturas metálicas ou do concreto armado devido aos casos freqüentes furtos de cabos de pára-raios. Outra dica; no mínimo devem ser feitas duas descidas de pára-raios, por edificação, mesmo que seja uma pequena construção. Quando as edificações com pára-raios forem muito amplas (shopping centers, galpões de logísticas, grandes indústrias), com mais de 40 (quarenta) metros de largura dever-se-á instalar diversas descidas de pára-raios dentro do volume a proteger.
Os subsistemas de aterramentos de pára-raios podem ser formados pela própria estrutura de aço contida nas fundações, sapatas, colunas e baldrames das edificações, seja o alicerce de um condomínio, ou clube ou indústria ou igreja ou fazenda ou sitio ou chácara ou de uma simples residência. A quantidade de metal existente nas fundações do concreto armado é muito grande e encontra-se protegida contra a corrosão, devido estar envelopada no concreto que é higroscópico e apresenta alta condutibilidade, maior que a terra preta de jardim, considerado um dos solos mais condutores nos projetos de para-raios.
“Outra forma de obter-se um bom aterramento, seja de pára-raios, ou sistema elétrico é a utilização de haste de alta camada, ou seja; com 254 micras de cobertura de cobre sobre uma barra redonda de aço de no mínimo 2,40m de comprimento x 5/8”, conhecida por haste copperweld, as quais deverão ser cravadas ao solo, no mínimo 02 (duas), por determinação normativa e no máximo o numero suficiente para obter uma boa drenagem ao solo das correntes elétricas oriundas do subsistema de captação de para-raios.Para determinar esta medida são utilizados medidores tipo termômetros, que simulam a descarga atmosférica em menor proporção e depois comparam com a tensão residual que o solo conseguiu drenar através do subsistema de aterramento de pára-raios.
Recebem as correntes distribuídas pela captação encaminhando-as o rapidamente para o solo. Para edificações, a partir de determinada altura, tem também a função de receber descargas laterais, assumindo neste caso também a função de captação devendo os condutores ser corretamente dimensionados para tal. No nível do solo as descidas deverão ser interligadas com cabo de cobre nu.
Os anéis de assumem duas importantes funções. A primeira é equalizar os potenciais das descidas minimizando assim o campo elétrico dentro da edificação.
A segunda e receber descargas laterais e distribuí-las pelas descidas. Neste caso também deverão ser dimensionadas como captação.
Recebe as correntes elétricas das descidas e as dissipam no solo. Tem também a função de equalizar os potenciais das descidas e os potenciais no solo, devendo haver preocupação com locais de frequência de pessoas, minimizando as tensões de passo nestes locais. Para um bom dimensionamento da malha de aterramento e imprescindível a execução previa de uma prospecção da resistividade de solo.No nível do solo e dos anéis, deverão ser equalizados os aterramentos do neutro da concessionária elétrica, do terra da concessionária de telefonia, outros terras de eletrônicos e de elevadores (inclusive trilhos metálicos), tubulações metálicas de incêndio e gás (inclusive o piso da casa de gás quando houver), tubulações metálicas de água, recalque, etc.
Para tal devera ser definido uma posição estratégica para instalação de uma caixa de equalização de potenciais principal (LEP/TAP) que deverá ser interligada a malha de aterramento. A cada 20 metros de altura deverão ser instaladas outras caixas de equalização secundarias, conectadas as ferragens estruturais, e interligadas através de um condutor vertical conectado a caixa de aterramento principal.
A ligação da caixa de equalização bem como as tubulações metálicas poderão ser executadas com cabo de cobre 16mm² antes da execução do contra-piso dos apartamentos localizados nos níveis dos anéis de cintamento. A amarração das diferentes tubulações metálicas poderá ser executada por fita perfurada niquelada (bimetálica) que possibilita a conexão com diferentes tipos de metais e diâmetros variados, diminuindo também a indutância do condutor devido a sua superfície chata.
Os tipos de estruturas que necessitam de um SPDA são:
Estruturas especiais com riscos inerentes de explosão tais como aquelas contendo gases inflamáveis, requerem geralmente o mais alto nível de proteção;Para os demais tipos de estruturas, deve ser inicialmente determinado se um SPDA é, ou não, exigido.
Para alguns locais é indispensável o uso de um SPDA, como: o Locais com grande afluência de pessoas; o Locais onde se prestam serviços públicos essenciais, como por exemplo, subestações de potência; o Áreas de elevadas densidade de descargas atmosféricas; o Estruturas de valor histórico e cultural; o Estruturas isoladas com altura superior a 25 metros;
A seleção do nível de um SPDA pode ser feita de acordo com as seguintes prescrições: Frequência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma estrutura.
Existem basicamente três tipos de métodos contra sobrecargas atmosféricas:
1. Método de Franklin:
Consiste em se determinar o volume de proteção propiciado por um cone, cujo ângulo da geratriz varia de acordo com o nível de proteção desejado e de acordo com a altura da construção. O método de Franklin é recomendado para aplicação em estruturas muito elevadas e de pouca área horizontal, onde se pode utilizar uma pequena quantidade de captores, o que torna o projeto economicamente interessante.2. Método de Faraday:
É baseado na teoria de que o campo magnético no interior de uma gaiola condutora é nulo.
Consiste em envolver a parte superior da construção com uma malha captora de condutores elétricos nus, cuja distância entre eles é dada pelo nível de proteção desejado. O método de Faraday, ao contrário, do método de Franklin é indicado para construções com alturas relativamente baixas, porém com uma grande área horizontal. Mas de acordo com a NBR 5416/01, para edificações com altura superior a 60 metros é obrigatório o método de Faraday.
Algumas recomendações para a instalação do método de Faraday:
A norma recomenda instalar captores verticais ou terminais aéreos de 30 a 50 cm de altura, separados de 5 a 8m ao longo dos condutores da malha;
Condutores horizontais devem cobrir todo o perímetro da estrutura;
Podem ser utilizadas descidas naturais ou não-naturais: o Naturais fazem parte da estrutura da edificação:
Cantoneiras;
Tubulações metálicas;
Barras metálicas; o Não-naturais: Condutores e/ou barramentos instalados para tal finalidade;
Aterramento: o No mínimo uma haste para cada descida; o Todas as hastes devem estar interligadas formando um anel; o aterramento deve ser único em toda a instalação; o A resistência de aterramento deve ser < 10 ohms;
Se estivermos tratando de sistemas de pára-raios para proteção mais criticas, a gaiola de Faraday será a melhor opção, desde que respeitadas todas as orientações da norma técnica de pára-raios. A gaiola de Faraday tem a característica de blindar melhor o volume a proteger e se consideramos as ferragens da estrutura do concreto armado ou as estruturas metálicas, diversas gaiolas de Faraday haverá naturalmente, reforçando o sistema de pára-raios. O principio da gaiola da Faraday é que o volume a proteger terá uma blindagem contra a entrada de ondas eletromagnéticas, bem como a saída de ondas eletromagnéticas, desde que a gaiola de Faraday esteja devidamente aterrada ao sistema de pára-raios (SPDA). Para efeitos de cálculos e projetos consideramos os raios como componentes de fortes ondas eletromagnéticas, na ordem de mega-hertz.3. Método Eletrogeométrico:
Também conhecido como método da esfera rolante, o método Eletrogeométrico se baseia na delimitação do volume de proteção dos captores de um SPDA, podendo ser utilizados hastes, cabos ou mesmo uma combinação de ambos. É empregado com muita eficiência em estruturas de grande altura e/ou de formas arquitetônicas complexas.É o método mais recente, consiste em fazer uma esfera fictícia de Raio determinado pelo nível de proteção, rolar por toda a edificação. Os locais onde ela tocar a edificação, o raio também pode tocar, devendo estes ser protegidos por elementos metálicos interligados a malha de aterramento.
Normatização
Para garantir a segurança e eficiência do sistema, o projeto deve ser elaborado sempre seguindo as prescrições da Norma NBR 5419 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), além da portaria 598 do Ministério do MTE (de 2004), que modifica as normas relativas à segurança em instalações e serviços em eletricidade da NR10.
Existem, ainda, decretos estaduais que integram SPDA juntamente com sistemas de segurança contra incêndio e pânico.
Além disso, ainda existem Informativos Técnicos do Corpo de Bombeiros de acordo com os regimentos estaduais, que tornam mais garantida a segurança dos projetos.Sequência para a elaboração do projeto
1. Definir o nível de proteção a ser adotado;
2. Verificar a possibilidade do uso de elementos naturais;
3. Acrescentar ao subsistema de captação, condutores metálicos pela periferia da edificação e em malhas distribuídas de acordo com as tabelas a seguir;
4. Uso de mastros altos com captores Franklin visando à proteção localizada de antenas e outras estruturas existentes no topo da edificação;
5. Distribuir as descidas uma em cada vértice da edificação e distâncias máximas conforme tabela. Proteger os condutores contra danos mecânicos até altura de 2,20m.
6. Anéis de cintamento a cada 20 metros a partir do solo interligando-se as descidas;
7. Equalizar todos os elementos metálicos que estão próximos 0,5m destes componentes;
8. Executar um anel de aterramento com cabo de cobre nu, enterrado a 0,5m de profundidade. Em cada descida deve ser instalada uma haste cobreada de alta camada ligada ao anel de aterramento e a descida, por solda exotérmica. Este é o mais prático sistema de aterramento.
9. Executar a equalização de potenciais como mencionado anteriormente, ao nível do solo a ao nível de cada cintamento.Observações:
1. Todas as estruturas metálicas (chaminés, guarda-corpo, escadas, etc.) devem ser equipotencializadas interligando ao sistema de captação;
2. Deve ser utilizadas caixas de medição para o desacoplamento do sistema de aterramento para medição;
3. As conexões enterradas devem ser feitas por soldas ou compressão. Conexões mecânicas devem estar em caixas do tipo solo protegido por massa de calafetar; Massa de calafetar é um produto de alta consistência, designado para vedar juntas ou fendas de grandes dimensões com a passagem de pó, umidade, etc.
4. Todas as tubulações metálicas que atravessam o anel de aterramento devem ser interligadas a este. Tubulações com proteção superficial catódica por corrente imposta deve ser equipotencializados através de dps;
5. Somente deve ser utilizado componentes em aço com proteção galvanizada a fogo, proteção eletrolítica é proibida;
6. As hastes cobreadas devem ter uma espessura de 254 micron, ou seja, 0,254mm de revestimento de cobre, com bitolas da haste com "1/2", 5/8" e 3/4".Dicas para elaboração de um bom projeto
- Os condutores de descidas e anéis intermediários podem ser fixados diretamente na fachada das edificações ou por baixo do reboco;
- Os condutores de descida devem ser distribuídos ao longo do perímetro da edificação, de acordo com o nível de proteção, com preferência para quinas principais; Em edificações acima de 20m de altura, os condutores das descidas e dos anéis intermediários horizontais deverão ter a mesma bitola dos condutores de captação, devido à presença de descargas laterais; - Para minimizar os danos estéticos nas fachadas e no nível dos terraços, podem ser usados condutores chatos de cobre;
- A malha de aterramento deverá ser um cabo de cobre nu #50mm2 a 0,5m de profundidade no solo, interligando as descidas;
- Os eletrodos de aterramento tipo “Copperweld” deverão ser de alta camada (254 microns) não sendo permitidos eletrodos de baixa camada;
- As conexões enterradas deverão ser preferencialmente com solda exotérmica, porém se forem usados conectores de aperto, deverá ser instalada uma caixa de inspeção de solo para proteção e manutenção do conector;
- Todas as ferragens deverão ser galvanizadas a fogo, sendo, portanto proibida a galvanização eletrolítica;
- As equalizações de potenciais deverão ser no mínimo executadas no nível do solo e a cada 20m de altura, onde deverão ser interligadas todas as malhas de aterramento, bem como todas as prumadas metálicas da edificação e a própria estrutura da edificação.
Vale ressaltar que as tubulações de gás com proteção catódica não poderão ser vinculadas diretamente. Neste caso deverá ser instalado um DPS centelhador.
Recomenda-se que todos os furos realizados na instalação do SPDA sejam bem vedados para evitar infiltrações no futuro. Recomenda-se o uso de porcas, arruelas e parafusos em aço inox e buchas de nylon para aumentar a vida útil do SPDA.Continuidade elétrica em descidas estruturais de pára-raios
A ideia de se utilizar a ferragem do concreto armado com a finalidade de condução e dispersão para corrente de raios em descidas foi consequência do uso dessas mesmas estruturas metálicas em sistemas de aterramentos.
No Brasil, a utilização do SPDA estrutural também é orientada pela norma e de acordo com a revisão de 2015, existem duas opções para esse sistema. A primeira consiste em simplesmente usar as ferragens do concreto armado como descidas naturais, desde que seja garantida a continuidade elétrica da ferragem dos pilares, verticalmente. A segunda opção faz uso de uma barra de aço galvanizada a fogo adicional às ferragens existentes, porém essa possui na norma um anexo específico para sua descrição e exigências. Essa barra, conhecida como re-bar (barra de reforço), tem a suposta função específica de garantir a continuidade desde o solo até o topo do prédio, e é defendida por profissionais que instalam SPDA com base na dificuldade do empreiteiro da obra civil em garantir a continuidade elétrica vertical das ferragens, já que não existe essa preocupação durante o processo da construção civil, uma vez que a continuidade elétrica não é necessária em termos estruturais.
Independentemente da utilização ou não da barra adicional, a norma exige que pelo menos 50% dos cruzamentos das barras da armadura estejam firmemente amarradas com arame de aço torcido, e se aplica em armaduras de pilares, lajes e vigas. Essas amarrações deverão ser repetidas em todas as lajes, com todos os pilares que pertencem ao corpo do prédio. Exemplo de Re-bar
Mais importante que um bom aterramento de pára-raios, com medição ôhmica bem baixa (NBR 7117:81 - Medição da resistividade do solo pelo método dos quatro pontos -Wenner), é a equalização dos aterramentos, como terra único (Teoria do Barco) e a instalação do BEP (Barra de Equalização de Potenciais) conforme determina a norma técnica de instalações de baixa e medias tensões pára-raios NBR 5410. É proibido por norma técnica à utilização de alumínio dentro do solo no aterramentos de pára-raios ou aterramento elétrico ou simples interligações.
Basicamente um bom sistema de pára-raios funciona drenando ao solo, o máximo da corrente elétrica presente em uma descarga atmosférica. Quanto maior for o percentual de corrente elétrica encaminhada ao solo, melhor será a eficiência do sistema de pára-raios, lembrando que nenhuma instalação de pára-raios consegue conduzir 100% da descarga atmosférica que atinge um pára-raios (SPDA). O sistema de pára-raios irá equalizar (igualar) o potencial (tensão) da nuvem com a do solo, ou seja; se a nuvem tem uma corrente elétrica muito alta, quando esta passar por cima da instalação do pára-raios um lide descendente (raio caindo) ou lide ascendente (raio subindo) atingirá a instalação de pára-raios, será um grande curto circuito, gerando uma enorme faísca ou centelhamento (raio - relâmpago).
O melhor sistema de pára-raios é aquele que consegue drenar ao solo a maior parte da corrente da descarga atmosférica, de forma homogênea entre as descidas de pára-raios, evitando grandes diferenças de potenciais no solo ou entre as descidas do pára-raios.
Traduzindo, o principal motivo da queima de aparelhos eletro-eletrônicos e acidentes com pessoas por raios, se deve a tensão residual que fica no solo ou entre as partes metálicas da edificação e o solo, por isso a norma técnica NBR 5419:05 e NBR 5410 orientam a interligar todas as partes metálicas, carcaças de equipamentos, ao pára-raios, assim como as demais normas técnicas pertinentes, em analogia é como o antigo "fio terra" do chuveiro, quando os canos era metálicos. Tudo deve estar no mesmo potencial (mesmo terra), pára-raios, condutores de proteção elétrica, estruturas metálicas, cabos terras etc.SPDA segundo a IEC 62305-3
O escopo da IEC 62305-3 consiste em: Projeto, instalação, inspeção, manutenção, de um SPDA para estruturas, sem limitação de suas alturas. Definição de medidas para proteção contra lesões a seres vivos devido a tensões de toque e de passo.
Um projeto de SPDA, conforme esta Norma do IEC, pode, portanto, ser dividido nos seguintes tópicos: Instalação de um sistema de proteção externo. Instalação de um sistema de proteção interno. Adoção de medidas para redução de potenciais perigosos.
Nos itens que se seguem, cada um dos tópicos enumerados e discutido, tomando-se como base a IEC 62305-3.
Instalação de um sistema de proteção externo
Um projeto de SPDA externo pode ser implementado dividindo-se as soluções nos seguintes subsistemas:
Subsistema de captação: responsável por receber as descargas atmosféricas.
Subsistema de descida: responsável por conduzir a corrente oriunda da descarga atmosférica no subsistema de captação para o subsistema de aterramento.
Subsistema de aterramento: responsável por conduzir e dissipar a corrente oriunda da descarga atmosférica no solo.Subsistema de captação
O subsistema de captação pode se implementado através de:
Mastros.
Cabos em catenária.
Cabos em forma de malha.
Componentes metálicos naturais da estrutura, desde que atendidos os requisitos e as espessuras mínimas prescritas em norma.
Os condutores de captação devem ser posicionados preferencialmente nos pontos mais expostos da estrutura, como bordas e quinas, seguindo um ou mais dos seguintes métodos de posicionamento:
Método do angulo de proteção.
Método da esfera rolante.
Método de malha.
O método do angulo de proteção e limitado a estruturas com formato simplificado e possui restrições quanto a sua aplicação em estruturas elevadas (limitado a estruturas de no máximo 60 metros).
O método da esfera rolante e aplicável em qualquer situação, desde estruturas com formas simplificadas ate estruturas com formas complexas.
O método de malha e aplicável em estruturas com cobertura em formato plano, como galpões de grande extensão horizontal.
Em estruturas com altura superior a 60 metros, atenção especial deve ser dada para proteção contra descargas incidindo em sua lateral.
Os requisitos mínimos de posicionamento para cada método são especificados em Norma, de acordo com o nível de proteção.
O posicionamento do subsistema de captação em um projeto para os serviços de \parada.
Subsistema de descida
Os condutores de descida, no intuito de se minimizar a probabilidade de danos durante ocorrência de raio, devem ser arranjados buscando-se menor distancia entre o ponto de impacto da descarga (subsistema de captação) e a terra (subsistema de aterramento), devendo ser observadas as seguintes características: Propiciarem diversos caminhos para descida da corrente. Terem o menor comprimento possível. Propiciar equipotencialização com as partes condutoras da estrutura.
O subsistema de descida pode ser constituído por condutores metálicos instalados para este fim ou pelas próprias partes da estrutura a ser protegida desde que sejam atendidos os requisitos e as espessuras mínimas prescritas em norma.
Subsistema de aterramento
O subsistema de aterramento e constituído basicamente por eletrodos enterrados no solo. A Norma recomenda um sistema de aterramento com resistência inferior a 10 ohms, mas ressalta que a geometria e as interligações do sistema de aterramento são mais importantes de que a resistência propriamente dita. Portanto, sob o ponto de vista de descargas atmosféricas, um subsistema de aterramento interligado e com geometria adequada e o mais recomendável. O valor da resistência de aterramento em baixa frequência serve como referencia, mas não representa o desempenho do aterramento frente a descargas atmosféricas que são fenômenos impulsivos.
Conforme Norma o subsistema de aterramento pode apresentar duas topologias básicas:
Tipo A que consiste em condutores dispostos horizontalmente e verticalmente sob o solo, conectados a cada condutor de descida.
Tipo B que consiste em condutores dispostos, pelo menos, em 80% de sua extensão sob o solo, formando um anel no entorno da edificação. Tal tipo de sistema também pode ser constituído por sistema em grid sob toda a superfície da edificação, sistema este constituído por condutores não naturais ou pela própria ferragem estrutural da edificação.Instalação do sistema de proteção interno
A instalação do sistema de proteção interno objetiva evitar a ocorrência de centelhamentos perigosos na porção interna da estrutura que podem provocar danos às instalações e transferências de potenciais perigosos.
Os centelhamentos perigosos podem ser evitados de 2 formas básicas:
Equipotencialização.
Isolamento elétrico.
Nos subitens que se seguem, são detalhadas cada uma das formas de minimização de potenciais perigosos.
Equipotencialização
A instalação do subsistema de equipotencialização e obtida através da interligação do SPDA com as seguintes partes da estrutura:
Componentes metálicos.
Sistemas internos.
Elementos condutores externos conectados a estrutura.
A equipotencialização pode ser implementada através dos seguintes métodos:
Diretamente através de condutores elétricos, quando o elemento a ser equipotencializado com o SPDA pode ser vinculado diretamente ao potencial de terra.
Indiretamente através de dispositivos protetores de surtos - DPS quando o elemento a ser equipotencializado com o SPDA não pode ser vinculado diretamente ao potencial de terra.
Isolamento elétrico
O isolamento elétrico das partes metálicas da estrutura e do SPDA deve ser provido respeitando-se uma distancia d entre as partes que deve ser maior que a distancia de separação mínima.Adoção de medidas para redução de potenciais perigosos
A vizinhança dos condutores de descida do SPDA podem desenvolver potenciais perigosos que podem causar danos aos serem humanos através de 2 fenômenos:
Potencial de toque. Potencial de passo.
Nos próximos itens são apresentados conceitos e implicações colocadas em Norma [8] destes dois perigos. Perigo significa o risco ao ser humano ocasionado pelos potenciais perigos.
Potencial de passo
A diferença de potencial experimentada entre os pés de uma pessoa e definida como potencial de passo.
A Norma IEC coloca que a vizinhança dos condutores de descida de um SPDA e favorável para o desenvolvimento de potenciais de passo, mesmo que o SPDA tenha sido projetado conforme Norma.
Conforme o perigo e reduzido se: A probabilidade da presença de pessoas nas imediações dos condutores de descida e muito baixa. A resistividade da camada superficial do solo no entorno de 3 metros do condutor de descida seja superior a 5 kΩm
Se nenhuma destas condições forem satisfeitas medidas de proteção devem ser implantadas seguindo as diretivas abaixo: Equipotencialização através de um sistema de aterramento em malha. Restrição física de acesso e/ou instalação de avisos de perigo para minimizar a probabilidade de acesso de pessoas no entorno de 3 metros dos condutores de descida.
Potencial de toque
Uma pessoa em contato com uma peca com potencial distinto do ponto onde seus pés se apoiam pode estar sujeita a uma tensão que ira gerar a circulação de corrente em seu corpo. Esta tensão e denominada potencial de toque.
A Norma IEC alerta que os condutores de descida de um SPDA são pontos favoráveis para o desenvolvimento de potenciais de toque.
Conforme a norma o perigo é reduzido se:
A probabilidade da presença de pessoas nas imediações dos condutores de descida e muito baixa. Subsistema de descida e do tipo natural, composto por diversos pilares com continuidade elétrica assegurada. A resistividade da camada superficial do solo no entorno de 3 metros do condutor de descida seja superior a 5 kΩm.
Se nenhuma destas condições forem satisfeitas medidas de proteção devem ser implantadas seguindo as diretivas abaixo: Isolação dos condutores de descida expostos para impulsos de 100 KV em rampa 1,2/50 microsegundos. Restrição física e/ou instalação de avisos de perigo para evitar que os condutores de descida sejam tocados.
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