Apostila Para Raio 05-2006

8/6/2019 Apostila Para Raio 05-2006

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Proteo contra descargasatmosfricas ( Para-raios)


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Publico Alvo

Todos os profissionais que direta ouindiretamentamente atuam na rea de

manuteno predial:

a) Sndicos.

b) Zeladores.c) Supervisores e encarregados de

manuteno predial.


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Lendas, Crenas e Crendices

O homem sempre teve medo do raio.Emconseqncia, surgiram varias lendas e crendices aseu respeito. Deuses eram associados aos raios.Varias simpatias existiam, e ainda existem, para

proteger as pessoas de raios , tais como: No abanar para o raio em dias de tempestade; Acender velas; Ficar escondido; Rezar encolhidinho;

Cobrir espelhos; Carregar amuleto colhido no local da queda de um

raio.


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Mito: Um raio nunca cai 2 vezes nomesmo lugar...


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O Brasil o pais com a maiorincidncia de raios no mundo.


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Magnitude de corrente do Raio.

0,1% excede 200.000Amperes.

0,7% excede 100.000Amperes.

6% excede 60.000Amperes.

50% excede 15.000Amperes.


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Raio,Relmpago e trovoada

Raio: uma gigantesca fasca eltrica,dissipada rapidamente sobre a terra,causando efeitos danosos.

Relmpago: a luz gerada pelo arcoeltrico do raio.

Trovoada: ao rudo ( estrondo)

produzido pelo deslocamento do ardevido ao sbito aquecimento causadopela descarga do raio.


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Prioridade de proteo


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Principais Prejuzos causados:

Incndios em florestas, campos e prdios; Destruio de estruturas e arvores; Colapso na rede de energia eltrica; Interferncia na radio transmisso;Acidentes na Aviao e embarcaes

martimas;Acidentes nas torres de poos e plataformas

martimas de petrleo; Mortes em seres humanos e animais.


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Efeitos sobre os seres vivos:

Parada Cardaca.

Tenso de Passo.

Tenso de Toque.

DescargaL

ateral.

Descarga Direta.


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Locais a serem evitados durante aocorrncia de tempestades

Picos de colinas. Topo de

construes.

Campos abertos,campos de futebol.

Estacionamentos. Piscinas, lagos e

costa martimas. Sob arvores

isoladas.


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Legislao Vigente

No Brasil os sistemas de para-raiosdevem atender a Norma BrasileiraNBR-5419/01 da ABNT ( AssociaoBrasileira de Normas Tcnicas.

NR-10 do Ministrio do Trabalho.

Decreto 32.329/92 .


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Definies:

Descarga Atmosfrica: Descarga eltrica deorigem atmosfrica entre uma nuvem e a terraou entre nuvens, consistindo em um ou mais

impulsos de vrios quiloamperes.

Raio: Um dos impulsos eltricos de uma

descarga atmosfrica para a terra.


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Definies:

Ponto de impacto: Ponto onde umadescarga atmosfrica atinge a terra, umaestrutura ou o sistema de proteo

contra descargas atmosfricas.

Volume a proteger: Volume de uma

estrutura ou de uma regio que requerproteo contra os efeitos dasdescargas atmosfricas.


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Tipos de proteo.

Proteo no isolada: aquela em quecaptores e descidas so colocadosdiretamente sobre a estrutura; note-se

que as normas editadas ate a dcada de60 pediam um afastamento doscondutores de poucos centmetros ( 10 a20 cm), o que no mais exigido pornenhuma das normas revisadas a partirdas dcadas de 70 e 80.


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Classificao das estruturas-Estruturas comuns.

ESTTRUTURAS COMUNS

FAZENDAS TEATROS INDUSTRIASBANCOS

ESCOLAS

LOJAS DE DEPARTAMENTO

SEGURADORAS

HOSPITAIS

COMPANIA COMERCIAL

IGREJAS

CASAS DE REPOUSO

PRISOES

RESIDENCIAS MUSEUS

LOCAIS ARQUEOLOGICOS


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Classificao das estruturas-Estruturas com danos confinados.

ESTRUTURAS COM DANOS CONFINADOS

TELECOMUNICACOES

USINAS DE FORCA

INDUSTRIA COM RISCO DE INCENDIO


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Classificao das estruturas-Estruturas com perigo aos arredores

ESTRUTURAS COM PERIGO AOS ARREDORES

REFINARIAS

DEPOSITO DE COMBUSTIVEIS

FABRICA DE INFLAMAVEIS

FABRICA DE MUNICOES


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O SPDA ( Para-Raios) compostopor basicamente 03 subsistemas:

a) Sistema de captao.

b) Sistema de descidas.

c) Sistema de aterramento.


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Sistema de captores.

Tem a funo de receber os raios , reduzindoao Maximo a probabilidade da estrutura seratingida diretamente por eles e deve ter a

capacidade trmica e mecnica suficientepara suportar o calor gerado no ponto deimpacto, bem como os esforoseletromecnicos resultantes. A corroso pelosagentes atmosfricos tambm deve ser levada

em conta no seu dimensionamento, de acordocom o nvel de poluio e o tipo de poluenteda regio.


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Sistema de descidas.

Tem a funo de conduzir a corrente do raiorecebida pelos captores ate o aterramento,reduzindo ao mnimo a probabilidade de

descargas laterais e de camposeletromagnticos perigosos no interior daestrutura; deve ter ainda capacidade trmicasuficiente para suportar o aquecimentoproduzido pela passagem da corrente,

resistncia mecnica para suportar osesforos eletromecnicos e boasuportabilidade a corroso.


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Sistema de aterramento.

Tem a funo de dispersar no solo a correnterecebida dos condutores de descida,reduzindo ao mnimo a probabilidade de

tenses de toque e de passo perigosas; deveter capacidade trmica suficiente parasuportar o aquecimento produzido pelapassagem da corrente e , principalmente,

devem resistir a corroso pelos agentesagressivos encontrados nos diversos tipos desolos.


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Mtodos de proteo

Modelo eletrogeometrico.

Mtodo Franklin.

Mtodo da Gaiola de faraday.


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Modelo Eletrogeometrico.

a mais moderna ferramenta com quecontam os projetistas dos SPDA paraestruturas. baseado em estudos feitosa partir de registros fotogrficos , damedio dos parmetros dos raios , dosensaios em laboratrios de alta tenso,

do emprego das tcnicas de simulao emodelagem matemtica.


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Mtodo Franklin

Este mtodo baseado na proposta inicialfeita por Benjamim Franklin e tem por baseuma haste elevada. Esta haste na forma de

ponta , produz , sob a nuvem carregada, umaalta concentrao de cargas eltricas,

juntamente com um campo eltrico intenso.Isto produz a ionizao do ar , diminuindo a

altura efetiva da nuvem carregada, o quepropicia o raio atravs do rompimento darigidez dieltrica do ar.


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Mtodo Franklin- ngulos deabrangncia.

De acordo com a NBR 5419/01 temos paraum prdio residencial ( nvel de proteo lll) osseguintes ngulos de proteo:

45 graus- prdios com altura ate 20 metros 35 graus prdios com altura entre 20 e 30

metros.

25 graus prdios com altura entre 31 e 45metros.


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Exemplo de instalao de captortipo Franklin


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Outros exemplos de aplicao decaptores tipo Franklin


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Mtodo da Gaiola de Faraday.

O mtodo Faraday tambm conhecido comomtodo da utilizao dos condutores emmalha ou gaiola.

Captores em malha consistem em uma redede condutores dispostos no plano horizontalou inclinado sobre o volume a proteger. Asgaiolas de Faraday so formadas por umarede de condutores envolvendo todos os ladosdo volume a proteger.

Quanto menor forem as distancias doscondutores das malhas, maior ser o nvel deproteo.


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Ainda sobre a Gaiola de Faraday

Este mtodo o mais utilizado em variaspartes do mundo.

Ele foi especificado em norma a partir de1993.

o mais recomendado para edifcios comgrades reas especialmente em grandesalturas,sendo o mesmo obrigatrio paraprdios com mais de 60 metros de altura.

Para um prdio residencial ou comercialcomum ( nvel de proteo tipo lll) o mesh oumodulo da malha devera ser de 10 x 20 m.


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Exemplo de aplicao da gaiola defaraday.


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Regras bsicas para a construode captores:

Qualquer que seja o mtodoescolhido para a proteo deve-se:

- Instalar um condutor na periferiado teto( em anel).

- Instalar condutores nas

periferias ( em anel ) de todassalincias das estruturas ( casade maquinas dos elevadores,chamins,etc).

- Instalar o sistema captor , quecompletando a malha sobre oteto interligado com os anis das

salincias, quer colocandohastes verticais de maneira quetodo o teto esteja dentro dovolume de proteo ( Franklin oumodelo eletrogeometrico).


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Interligao das antenas e massasmetlicas ao sistema de captao.

Todas as partes metlicas existentes noteto, como escadas, beirais, mastros deluz piloto e antenas , farao parte dosistema captor e devero serinterligadas aos condutores maisprximos.


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Uso dos componentes naturaiscomo captores

A utilizao racional decomponente naturaisdas edificaes, comotelhados , rufos , telhasmetlicas e armaesde ao do concretoarmado , podem reduzirenormemente os custos

e aumentar a eficinciado sistema captor.


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Materiais utilizados nos captores

Cobre e suas ligas.

Alumnio e suas ligas.

Ao inoxidvel e ao galvanizado a

quente.


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Dimensionamento.

MATERIAL SECAOMINIMA

COBRE 35MM

2

ALUMINIO 70 MM2

ACO 50 MM2


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Para- raios radioativos


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Proibio do para-raios radioativo

Depois de pelo menos quinze anos deutilizao irrestrita no Brasil, os captoresradioativos tiveram sua fabricaoproibida pelo CNEN-Comissao Nacionalde Energia Nuclear, atraves daResoluo n. 4 , de 19 de abril de 1989,

e publicada no Dirio Oficial da Unio dodia 9 de maio.


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Remoo do captor radioativo


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As Descidas

Depois da descarga atmosfrica ter sidorecebida pelo sistema de captores, ascorrentes correspondentes devero serconduzidas ao sistema de aterramentopor um conjunto de condutoresdenominados condutores de descida.


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Os condutores de descida seroinstalados de maneira que:

Os condutores suportem trmica emecanicamente as correntes e os respectivosesforos dinmicos.

No hajam descargas laterais. Os campos eletromagnticos internos sejam

mnimos. No haja risco para as pessoas prximas . Suportem o impacto dos raios . No haja danos as paredes. Os materiais usados resistam as intempries

e a corroso.


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Materiais para Descidas.

Cobre.

Alumnio.

Ao galvanizado a quente ou embutidono concreto.


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Dimensionamento.

MATERIAL DESCIDA ATE 20 M

DESCIDA ACIMA 20 M

COBRE 16 MM2 35 MM2

ALUMINIO 25 MM2 70 MM2

ACO GALV.OUEMBUTIDO

50 MM2 50 MM2


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Numero de descidas eespaamento.

Para um prdio residencial/comercial ( nvelde proteo lll) o numero de descidas oresultado da diviso do permetro do prdiopor 20 ( espaamentoMaximo para o nvel deproteo lll) .

Por exemplo para um prdio de largura 15metros e comprimento 25 metros , temos opermetro como a soma dos 4 lados do prdio( 15 + 15 + 25 + 25 = 80m). O numero dedescidas ser igual a 80/20 = 4 descidas.


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Descidas de cabos Generalidades.

Os condutores de descida devem serespaados regularmenteem todo o permetro .Sempre que possvel , instalar descidas em

cada canto da estrutura. No mnimo so necessrios dois condutores

de descida em qualquer caso.

O comprimento destes trajetos devera ser omenor possvel.


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Condutores de descidas-Instalacao.

Se a parede for de material no combustvel , os condutores dedescida podem ser instalados na superfcie ou embutidos naparede.

Os condutores de descida devem ser retilneos e verticais , demodo a prover o caminho mais curto e direto para a terra. Curvasfechadas devem ser evitadas.

Os condutores de descida devem ser instalados a uma distanciamnima de 0,5 m de portas, janelas e outras aberturas.

Os condutores de descidas no devem ser instalados dentro decalhas ou tubos de guas pluviais, para evitar corroso.

Os cabos de descida devem ser protegidos contra danosmecnicos ate, no mnimo 2,5 m do solo.

Evitar a proximidade e o paralelismo das descidas do SPDA comos circuitos das instalaes eltricas, comunicaes , gs.


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Forma dos condutores.

Cabos.

Fitas metlicas e barras chatas.

Cantoneiras


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Condutores de descidas naturais.

Elementos da estrutura podem serconsiderados como condutores dedescida naturais se atender os quesitosprevistos na norma principalmentequanto a continuidade eltrica ao longodo tempo.


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Sistema de aterramento.Generalidades.

Do ponto de vista daproteo contra o raio,um subsistema deaterramento nico eintegrado a estrutura

prefervel e adequadopara todas asfinalidades.

Subsistemas deaterramento distinto

devem ser interligadosatravs de ligaoequipotencial de baixaimpedncia.


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Requisitos de um aterramento.

Baixa resistncia de aterramento ( deveser menor que 10 ohms).

Alta capacidade de conduo de

corrente. Resistncia de aterramento variando

pouco com as estaes do ano.

Proporcionar segurana ao pessoal,evitando potenciais ao toque, passo etransferncia perigosos.


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Eletrodo de aterramento.

o conjunto de elementos do sistemade aterramento que assegura o contatoeltrico com o solo e dispersa a correntepara a terra.a) Aterramento natural das fundaes.

b) Condutores em anel.

c) Hastes verticais ou inclinados.

d) Condutores horizontais radiais.


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Dimensionamento.

MATERIAL ELETRODO DEATERRAMENTO

COBRE 50 MM2

ALUMINIO NO PERMITIDO

ACO GALV. A QUENTEOU EMBUT.

80 MM2


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Materiais utilizados nas instalaes.


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Captores tipo franklin


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Mini-captores ( terminais areos)


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Sistemas de Aterramento.


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Proteo Interna


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Importncia.

Com a evoluo daeletrnica, os danoscausados

indiretamente pelosraios esto setornando cada vezmais importantes ,

tanto para usurioscomo para asseguradoras.

S t t it i


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Surto um transitrio que ocorreem uma rede eltrica.


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Dispositivos de proteo.

Centelhadores a gs.

Centelhadores a ar.

Varistores. Para-raios de linha.

Diodos especiais.

Filtros.


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Supressor de surto eltrico


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Supressor de surto telefnico.


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Supressor de surto para informtica.


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Supressor de surto para CFTV.


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A medio da Resistncia.

A medio da resistncia de terra de umeletrodo pode ser feita pelo mtodo doampermetro e voltmetro ou, mais

facilmente, por um aparelho construdoespecialmente para essa finalidade eque denominado terrmetro ou

telurimetro.


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Terrmetro modelo Minipa


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Terrmetro Modelos Instrutherm.


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Terrmetro Modelo Instrum.

Mili amperimetro Modelo


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Mili-amperimetro ModeloInstrutherm.


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Manuteno.

Os SPDA instalados devem atender a NBR 5419/01da ABNT.

Os componentes metlicos ( suportes, mastros ,conectores, elementos de contraventagem, etc )

devem estar isentos de oxidao e fuligem. Todos os componentes , em especial, os condutores

eltricos devem estar tensionados e firmementeconectados garantindo uma perfeita ligao eltrica emecnica.

Os valores de resistncia hmica devem estar abaixode 10 ohms.


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Documentao tcnica

Projeto e memorial tcnico do SPDA ( prdios novos). Croqui ou as built para prdios existentes e que

passaram por reforma. Atestado de medio hmica e abrangncia do para-

raios assinado por Eng. Eletricista. ART ( Responsabilidade Tcnica) do Eng.

Responsvel. Copia ( Xerox) do documento funcional ( CREA) do

eng. Eletricista. Comprovante de emisso de captor radioativo para o

CNEN.

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