Instalações Elétricas NBR 5419 2005

ABNT 2005

NORMA BRASILEIRA

ABNT NBR5419

Segunda edio29.07.2005

Vlida a partir de 29.08.2005

Proteo de estruturas contra descargas atmosfricas Protection of structures against lightning Procedure

Palavra-chave: Pra-raio. Descriptor: Lightning rod. ICS 91.120.40 29.020

Nmero de referncia

ABNT NBR 5419:200542 pginas

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ABNT 2005 Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida ou por qualquer meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia e microfilme, sem permisso por escrito pela ABNT. Sede da ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28 andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 2220-1762 [email protected] www.abnt.org.br Impresso no Brasil

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Sumrio Pgina

Prefcio ........................................................................................................................................................................ v 1 Objetivo .......................................................................................................................................................... 1 2 Referncias normativas ................................................................................................................................ 1 3 Definies ....................................................................................................................................................... 2 4 Caractersticas gerais ................................................................................................................................... 4 5 Condies especficas .................................................................................................................................. 5 5.1 Sistema externo de proteo contra descargas atmosfricas ................................................................. 5 5.1.1 Subsistema de captores ............................................................................................................................... 5 5.1.2 Subsistema de condutores de descida ....................................................................................................... 8 5.1.3 Subsistema de aterramento ....................................................................................................................... 12 5.1.4 Fixaes e conexes do SPDA .................................................................................................................. 15 5.1.5 Materiais e dimenses ................................................................................................................................ 16 5.2 Sistema interno de proteo contra descargas atmosfricas ................................................................ 17 5.2.1 Equalizao de potencial ............................................................................................................................ 17 5.2.2 Proximidade do SPDA com outras instalaes ....................................................................................... 19 6 Inspeo ....................................................................................................................................................... 22 6.1 Objetivo das inspees ............................................................................................................................... 22 6.2 Seqncia das inspees ........................................................................................................................... 22 6.3 Periodicidade das inspees ..................................................................................................................... 22 Anexo A (normativo) Requisitos complementares para estruturas especiais ................................................... 24 A.1 Chamins de grande porte ......................................................................................................................... 24 A.1.1 Proteo contra corroso ........................................................................................................................... 24 A.1.2 Captores ....................................................................................................................................................... 24 A.1.3 Condutores de descida ............................................................................................................................... 24 A.1.4 Elementos de fixao .................................................................................................................................. 25 A.1.5 Emendas e conexes .................................................................................................................................. 25 A.1.6 Chamins de concreto armado .................................................................................................................. 25 A.1.7 Equalizao de potencial ............................................................................................................................ 25 A.1.8 Subsistema de aterramento ....................................................................................................................... 25 A.1.9 Chamins metlicas .................................................................................................................................... 25 A.2 Estruturas contendo lquidos ou gases inflamveis ............................................................................... 25 A.2.1 Materiais e instalao .................................................................................................................................. 26 A.2.2 Volume de proteo .................................................................................................................................... 26 A.2.3 Proteo de tanques de superfcie contendo lquidos inflamveis presso atmosfrica ................ 26 A.2.4 Aterramento de tanques ............................................................................................................................. 27 A.3 Antenas externas ......................................................................................................................................... 27 A.4 Aterramento de guindastes/gruas ............................................................................................................. 28 Anexo B (normativo) Mtodo de seleo do nvel de proteo ........................................................................... 29 B.1 Generalidades .............................................................................................................................................. 29 B.2 Avaliao do risco de exposio ............................................................................................................... 30 B.3 Freqncia admissvel de danos ............................................................................................................... 32 B.4 Avaliao geral de risco.............................................................................................................................. 32 B.5 Interpretao dos resultados ..................................................................................................................... 36 Anexo C (normativo) Conceitos e aplicao do modelo eletrogeomtrico ........................................................ 38 C.1 Conceitos bsicos ....................................................................................................................................... 38 C.2 Aplicao do modelo eletrogeomtrico .................................................................................................... 38 C.2.1 Volume de proteo de um captor vertical com h R ............................................................................. 39

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Anexo D (normativo) Uso opcional de ferragem especfica em estruturas de concreto armado ................... 41 D.1 Como aterramento das fundaes ............................................................................................................ 41 D.2 Como descidas ............................................................................................................................................ 41 Anexo E (normativo) Ensaio de continuidade de armaduras ............................................................................... 42

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v ABNT 2005 - Todos os direitos reservados

Prefcio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais Temporrias (ABNT/CEET), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).

A ABNT NBR 5419 foi elaborada no Comit Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comisso de Estudo de Proteo contra Descargas Atmosfricas (CE-03:064.10). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital n 01, de 30.01.2000, com o nmero de Projeto NBR 5419. Seu Projeto de Emenda 1, de 2005 circulou em Consulta Nacional conforme Edital n 001/2005 de 31.01.2005.

Esta Norma foi baseada nas IEC 61024-1:1990, IEC 61024-1-1:1991 Guide A e IEC 61024-1-2:1998 Guide B.

Esta segunda edio incorpora a Emenda 1 de 29.07.2005 e cancela e substitui a edio anterior (ABNT NBR 5419:2001).

Esta Norma possui os anexos A a E, de carter normativo.

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Proteo de estruturas contra descargas atmosfricas

1 Objetivo

1.1 Esta Norma fixa as condies de projeto, instalao e manuteno de sistemas de proteo contra descargas atmosfricas (SPDA), para proteger as edificaes e estruturas definidas em 1.2 contra a incidncia direta dos raios. A proteo se aplica tambm contra a incidncia direta dos raios sobre os equipamentos e pessoas que se encontrem no interior destas edificaes e estruturas ou no interior da proteo imposta pelo SPDA instalado.

1.2 Esta Norma aplicvel s estruturas comuns, utilizadas para fins comerciais, industriais, agrcolas, administrativos ou residenciais, e s estruturas especiais previstas no anexo A.

1.3 As prescries desta Norma no garantem a proteo de pessoas e equipamentos eltricos ou eletrnicos situados no interior das zonas protegidas contra os efeitos indiretos causados pelos raios, tais como: parada cardaca, centelhamento, interferncias em equipamentos ou queima de seus componentes causadas por transferncias de potencial devidas induo eletromagntica.

1.4 Esta Norma no se aplica a:

a) sistemas ferrovirios;

b) sistemas de gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica externos s estruturas;

c) sistemas de telecomunicao externos s estruturas;

d) veculos, aeronaves, navios e plataformas martimas.

1.5 Esta Norma no contempla a proteo de equipamentos eltricos e eletrnicos contra interferncias eletromagnticas causadas pelas descargas atmosfricas.

1.6 A aplicao desta Norma no dispensa a observncia dos regulamentos de rgos pblicos aos quais a instalao deva satisfazer.

2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para esta Norma. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso, recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usarem as edies mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

ABNT NBR 5410:2004 Instalaes eltricas de baixa tenso Procedimento

ABNT NBR 6323:1990 Produto de ao ou ferro fundido revestido de zinco por imerso a quente Especificao

ABNT NBR 9518:1997 Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas Requisitos gerais Especificao

ABNT NBR13571:1996 Hastes de aterramento em ao cobreado e acessrios Especificao Impr

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3 Definies

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definies:

3.1 descarga atmosfrica: Descarga eltrica de origem atmosfrica entre uma nuvem e a terra ou entre nuvens, consistindo em um ou mais impulsos de vrios quiloampres.

3.2 raio: Um dos impulsos eltricos de uma descarga atmosfrica para a terra.

3.3 ponto de impacto: Ponto onde uma descarga atmosfrica atinge a terra, uma estrutura ou o sistema de proteo contra descargas atmosfricas.

NOTA Uma descarga atmosfrica pode ter vrios pontos de impacto.

3.4 volume a proteger: Volume de uma estrutura ou de uma regio que requer proteo contra os efeitos das descargas atmosfricas conforme esta Norma.

3.5 sistema de proteo contra descargas atmosfricas (SPDA): Sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosfricas. composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteo.

NOTA Em casos particulares, o SPDA pode compreender unicamente um sistema externo ou interno.

3.6 sistema externo de proteo contra descargas atmosfricas: Sistema que consiste em subsistema de captores, subsistema de condutores de descida e subsistema de aterramento.

3.7 sistema interno de proteo contra descargas atmosfricas: Conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos eltricos e magnticos da corrente de descarga atmosfrica dentro do volume a proteger.

3.8 ligao eqipotencial: Ligao entre o SPDA e as instalaes metlicas, destinada a reduzir as diferenas de potencial causadas pela corrente de descarga atmosfrica.

3.9 subsistema captor (ou simplesmente captor): Parte do SPDA destinada a interceptar as descargas atmosfricas.

3.10 subsistema de descida: Parte do SPDA destinada a conduzir a corrente de descarga atmosfrica desde o subsistema captor at o subsistema de aterramento.

3.11 subsistema de aterramento: Parte do SPDA destinada a conduzir e a dispersar a corrente de descarga atmosfrica na terra.

NOTA Em solos de alta resistividade, as instalaes de aterramento podem interceptar correntes fluindo pelo solo, provenientes de descargas atmosfricas ocorridas nas proximidades.

3.12 eletrodo de aterramento: Elemento ou conjunto de elementos do subsistema de aterramento que assegura o contato eltrico com o solo e dispersa a corrente de descarga atmosfrica na terra.

3.13 eletrodo de aterramento em anel: Eletrodo de aterramento formando um anel fechado em volta da estrutura.

3.14 eletrodo de aterramento de fundao: Eletrodo de aterramento embutido nas fundaes da estrutura.

3.15 resistncia de aterramento de um eletrodo: Relao entre a tenso medida entre o eletrodo e o terra remoto e a corrente injetada no eletrodo.

3.16 tenso de eletrodo de aterramento: Diferena de potencial entre o eletrodo de aterramento considerado e o terra de referncia.

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3.17 terra de referncia (de um eletrodo de aterramento): Regio na terra, suficientemente afastada do eletrodo considerado, na qual a diferena de potencial entre dois pontos quaisquer, causada pela corrente nesse eletrodo, desprezvel.

3.18 componente natural de um SPDA: Componente da estrutura que desempenha uma funo de proteo contra descargas atmosfricas, mas no instalado especificamente para este fim.

NOTA Exemplos de componentes naturais:

a) coberturas metlicas utilizadas como captores;

b) pilares metlicos ou armaduras de ao do concreto utilizadas como condutores de descida;

c) armaduras de ao das fundaes utilizadas como eletrodos de aterramento.

3.19 instalaes metlicas: Elementos metlicos situados no volume a proteger, que podem constituir um trajeto da corrente de descarga atmosfrica, tais como estruturas, tubulaes, escadas, trilhos de elevadores, dutos de ventilao e ar-condicionado e armaduras de ao interligadas.

3.20 massa (de um equipamento ou instalao): Conjunto das partes metlicas no destinadas a conduzir corrente, eletricamente interligadas, e isoladas das partes vivas, tais como invlucros de equipamentos eltricos.

3.21 ligao eqipotencial (LEP ou TAP): Barra condutora onde se interligam ao SPDA as instalaes metlicas, as massas e os sistemas eltricos de potncia e de sinal.

NOTA LEP = ligao eqipotencial principal.

TAP = terminal de aterramento principal.

3.22 condutor de ligao eqipotencial: Condutor de proteo que assegura uma ligao eqipotencial.

3.23 armaduras de ao (interligadas): Armaduras de ao embutidas numa estrutura de concreto, que asseguram continuidade eltrica para as correntes de descarga atmosfrica.

3.24 centelhamento perigoso: Descarga eltrica inadmissvel, no interior ou na proximidade do volume a proteger, provocada pela corrente de descarga atmosfrica.

3.25 distncia de segurana: Distncia mnima entre dois elementos condutores no interior do volume a proteger, que impede o centelhamento perigoso entre eles.

3.26 dispositivo de proteo contra surtos - DPS: Dispositivo que destinado a limitar sobretenses transitrias.

3.27 conexo de medio: Conexo instalada de modo a facilitar os ensaios e medies eltricas dos componentes de um SPDA.

3.28 SPDA externo isolado do volume a proteger: SPDA no qual os subsistemas de captores e os condutores de descida so instalados suficientemente afastados do volume a proteger, de modo a reduzir a probabilidade de centelhamento perigoso.

3.29 SPDA externo no isolado do volume a proteger: SPDA no qual os subsistemas de captores e de descida so instalados de modo que o trajeto da corrente de descarga atmosfrica pode estar em contato com o volume a proteger.

3.30 estruturas comuns: Estruturas utilizadas para fins comerciais, industriais, agrcolas, administrativos ou residenciais. Im

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3.31 nvel de proteo: Termo de classificao de um SPDA que denota sua eficincia. Este termo expressa a probabilidade com a qual um SPDA protege um volume contra os efeitos das descargas atmosfricas.

3.32 estruturas especiais: Estruturas cujo tipo de ocupao implica riscos confinados, ou para os arredores, ou para o meio ambiente, conforme definido nesta Norma, ou para as quais o SPDA requer critrios de proteo especficos.

3.33 estruturas (especiais) com risco confinado: Estruturas cujos materiais de construo, contedo ou tipo de ocupao tornam todo ou parte do volume da estrutura vulnervel aos efeitos perigosos de uma descarga atmosfrica, mas com os danos se restringindo ao volume prprio da estrutura.

3.34 estruturas (especiais) com risco para os arredores: Estruturas cujo contedo pode ser perigoso para os arredores, quando atingidas por uma descarga atmosfrica, tais como depsitos de explosivos ou de lquidos inflamveis.

3.35 estruturas (especiais) com risco para o meio ambiente: Estruturas que podem causar emisses biolgicas, qumicas ou radioativas em conseqncia de uma descarga atmosfrica.

3.36 estruturas (especiais) diversas: Estruturas para as quais o SPDA requer critrios de proteo especficos.

3.37 risco de danos: Expectativa de danos anuais mdios (de pessoas e bens), resultantes de descargas atmosfricas sobre uma estrutura.

3.38 freqncia de descargas atmosfricas (Nd): Freqncia mdia anual previsvel de descargas atmosfricas sobre uma estrutura.

3.39 freqncia provvel (Ndc) de descargas atmosfricas: Freqncia mdia anual previsvel de descargas atmosfricas sobre uma estrutura, aps aplicados os fatores de ponderao das tabelas B.1 a B.5.

3.40 freqncia admissvel (Nc) de danos: Freqncia mdia anual previsvel de danos, que pode ser tolerada por uma estrutura.

3.41 eficincia de intercepo (Ei): Relao entre a freqncia mdia anual de descargas atmosfricas interceptadas pelos captores e a freqncia (Ndc) sobre a estrutura.

3.42 eficincia de dimensionamento (Es): Relao entre a freqncia mdia anual de descargas atmosfricas interceptadas sem causar danos estrutura e a freqncia (Ndc) sobre a estrutura.

3.43 eficincia de um SPDA (E): Relao entre a freqncia mdia anual de descargas atmosfricas que no causam danos, interceptadas ou no pelo SPDA, e a freqncia (Ndc) sobre a estrutura.

3.44 condutor de aterramento: Condutor que interliga um eletrodo de aterramento a um elemento condutor no enterrado, que pode ser uma descida de pra-raios, o LEP/TAP ou qualquer estrutura metlica.

3.45 ponto quente: Aquecimento em uma chapa no lado oposto ao ponto de impacto e suscetvel de causar inflamao de gases ou vapores em reas classificadas.

4 Caractersticas gerais

4.1 Deve ser lembrado que um SPDA no impede a ocorrncia das descargas atmosfricas.

4.2 Um SPDA projetado e instalado conforme esta Norma no pode assegurar a proteo absoluta de uma estrutura, de pessoas e bens. Entretanto, a aplicao desta Norma reduz de forma significativa os riscos de danos devidos s descargas atmosfricas.

4.3 O nvel de proteo do SPDA deve ser determinado conforme a tabela B.6.

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4.4 O tipo e o posicionamento do SPDA devem ser estudados cuidadosamente no estgio de projeto da edificao, para se tirar o mximo proveito dos elementos condutores da prpria estrutura. Isto facilita o projeto e a construo de uma instalao integrada, permite melhorar o aspecto esttico, aumentar a eficincia do SPDA e minimizar custos.

4.5 O acesso terra e a utilizao adequada das armaduras metlicas das fundaes como eletrodo de aterramento podem no ser possveis aps o incio dos trabalhos de construo. A natureza e a resistividade do solo devem ser consideradas no estgio inicial do projeto. Este parmetro pode ser til para dimensionar o subsistema de aterramento, que pode influenciar certos detalhes do projeto civil das fundaes.

4.6 Para evitar trabalhos desnecessrios, primordial que haja entendimentos regulares entre os projetistas do SPDA, os arquitetos e os construtores da estrutura.

4.7 O projeto, a instalao e os materiais utilizados em um SPDA devem atender plenamente a esta Norma. No so admitidos quaisquer recursos artificiais destinados a aumentar o raio de proteo dos captores, tais como captores com formatos especiais, ou de metais de alta condutividade, ou ainda ionizantes, radioativos ou no. Os SPDA que tenham sido instalados com tais captores devem ser redimensionados e substitudos de modo a atender a esta Norma.

5 Condies especficas

5.1 Sistema externo de proteo contra descargas atmosfricas

5.1.1 Subsistema de captores

5.1.1.1 Generalidades

5.1.1.1.1 A probabilidade de penetrao de uma descarga atmosfrica no volume a proteger consideravelmente reduzida pela presena de um subsistema de captao corretamente projetado.

5.1.1.1.2 Os captores podem ser constitudos por uma combinao qualquer dos seguintes elementos:

a) hastes;

b) cabos esticados;

c) condutores em malha;

d) elementos naturais.

5.1.1.2 Posicionamento

5.1.1.2.1 Para o correto posicionamento dos captores, devem ser observados os requisitos da tabela 1 e da figura 1.

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Tabela 1 Posicionamento de captores conforme o nvel de proteo

ngulo de proteo () - mtodo Franklin, em funo da altura do captor (h) (ver Nota 1) e do nvel de proteo Largura do

mdulo da malha(ver Nota 2)

m Nvel de proteo

h m

R

m

0 - 20 m 21 m - 30 m 31 m - 45 m 46 m - 60 m 60 m

I 20 25 1) 1) 1) 2) 5

II 30 35 25 1) 1) 2) 10

III 45 45 35 25 1) 2) 10

IV 60 55 45 35 25 2) 20

R = raio da esfera rolante. 1) Aplicam-se somente os mtodos eletrogeomtrico, malha ou da gaiola de Faraday. 2) Aplica-se somente o mtodo da gaiola de Faraday.

NOTAS

1 Para escolha do nvel de proteo, a altura em relao ao solo e, para verificao da rea protegida, em relao ao plano horizontal a ser protegido.

2 O mdulo da malha dever constituir um anel fechado, com o comprimento no superior ao dobro da sua largura.

h - altura do captor a - largura da malha - ngulo de proteo (mtodo Franklin) b - comprimento da malha R - raio da esfera rolante b 2a

Figura 1 Parmetros e volumes de proteo do SPDA

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5.1.1.2.2 No projeto dos captores, podem-se utilizar os seguintes mtodos, conforme o caso:

a) ngulo de proteo (mtodo Franklin); e/ou

b) esfera rolante ou fictcia (modelo eletrogeomtrico); e/ou

c) condutores em malha ou gaiola (mtodo Faraday).

NOTA Captores em malha consistem em uma rede de condutores dispostos no plano horizontal ou inclinado sobre o volume a proteger. Gaiolas de Faraday so formadas por uma rede de condutores envolvendo todos os lados do volume a proteger.

5.1.1.3 Construo

5.1.1.3.1 Para um SPDA isolado, a distncia entre o subsistema captor e instalaes metlicas do volume a proteger deve ser maior que 2 m.

5.1.1.3.2 Para um SPDA no isolado do volume a proteger, o subsistema captor pode ser instalado diretamente sobre o teto ou a uma pequena distncia, desde que a corrente de descarga no possa causar qualquer dano, o que pode ocorrer se o material for inflamvel.

5.1.1.3.3 No topo das estruturas, em especial naquelas com altura superior a 10 m, recomenda-se instalar um captor em forma de anel, disposto ao longo de todo permetro. Este captor no deve estar situado a mais de 0,5 m da borda do permetro superior da edificao. Esta recomendao suplementar e no exclui a necessidade de outros captores, quando determinada pelo projeto.

5.1.1.4 Captores naturais

5.1.1.4.1 Quaisquer elementos condutores expostos, isto , que do ponto de vista fsico possam ser atingidos pelos raios, devem ser considerados como parte do SPDA.

NOTAS

1 Os elementos condutores expostos devem ser analisados para certificar se as suas caractersticas so compatveis com os critrios estabelecidos para elementos captores.

2 Exemplos de elementos metlicos nas condies deste item so:

a) coberturas metlicas sobre o volume a proteger;

b) mastros ou outros elementos condutores salientes nas coberturas;

c) rufos e/ou calhas perifricas de recolhimento de guas pluviais;

d) estruturas metlicas de suporte de envidraados, para fachadas, acima de 60 m do solo ou de uma superfcie horizontal circundante;

e) guarda-corpos, ou outros elementos condutores expostos, para fachadas, acima de 60 m da superfcie horizontal circundante;

f) tubos e tanques metlicos construdos em material de espessura igual ou superior indicada na tabela 4.

3 Para os caixilhos metlicos das janelas que se encontram em altura igual ou superior a 60 m e localizados em regies cujo ndice cerunico Td seja maior que 25, podem ser tomadas medidas alternativas para proporcionar caminhos seguros, excludas as descidas externas, preferencialmente atravs das ferragens estruturais eletricamente contnuas das lajes, para equalizar os potenciais que aparecerem no local devidos a correntes eltricas originadas das descargas atmosfricas laterais.

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4 Elementos condutores expostos que no possam suportar o impacto direto do raio devem ser colocados dentro da zona de proteo de captores especficos, integrados ao SPDA.

5.1.1.4.2 As condies a que devem satisfazer os captores naturais so as seguintes:

a) a espessura do elemento metlico no deve ser inferior a 0,5 mm ou conforme indicado na tabela 4, quando for necessrio prevenir contra perfuraes ou pontos quentes no volume a proteger;

b) a espessura do elemento metlico pode ser inferior a 2,5 mm, quando no for importante prevenir contra perfuraes ou ignio de materiais combustveis no volume a proteger;

c) o elemento metlico no deve ser revestido de material isolante (no se considera isolante uma camada de pintura de proteo, ou 0,5 mm de asfalto, ou 1 mm de PVC);

d) a continuidade eltrica entre as diversas partes deve ser executada de modo que assegure durabilidade;

e) os elementos no-metlicos acima ou sobre o elemento metlico podem ser excludos do volume a proteger (em telhas de fibrocimento, o impacto do raio ocorre habitualmente sobre os elementos metlicos de fixao).

5.1.2 Subsistema de condutores de descida


5.1.2.1.1 Estruturas metlicas de torres, postes e mastros, assim como as armaduras de ao interligadas de postes de concreto, constituem descidas naturais at a base das mesmas, dispensando a necessidade de condutores de descida paralelos ao longo da sua extenso.

5.1.2.1.2 Em construes de alvenaria, ou de qualquer tipo sem armadura metlica interligada, dever ser implantado um SPDA com descidas externas, que podem ser embutidas.

5.1.2.1.3 Para diminuir o risco de centelhamento perigoso, os condutores de descida devem ser dispostos de modo que:

a) a corrente percorra diversos condutores em paralelo;

b) o comprimento desses condutores seja o menor possvel.

5.1.2.2 Posicionamento das descidas para os SPDA isolados

5.1.2.2.1 Conforme o tipo de subsistema captor, devero ser previstas as seguintes quantidades mnimas de condutores de descida:

a) um ou mais mastros separados - um condutor de descida para cada mastro (no condutor);

b) um ou mais condutores horizontais separados - um condutor de descida na extremidade de cada condutor horizontal;

c) rede de condutores - um condutor de descida para cada estrutura de suporte (no condutora).

5.1.2.2.2 O espaamento entre os condutores de descida e as instalaes metlicas do volume a proteger deve ser no inferior a 2 m.

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5.1.2.3 Posicionamento das descidas para os SPDA no isolados

5.1.2.3.1 Os condutores de descida devem ser distribudos ao longo do permetro do volume a proteger, de modo que seus espaamentos mdios no sejam superiores aos indicados na tabela 2. Se o nmero mnimo de condutores assim determinado for inferior a dois, devem ser instaladas duas descidas.

5.1.2.3.2 Os condutores de descida no naturais devem ser interligados por meio de condutores horizontais, formando anis. O primeiro deve ser o anel de aterramento (ver 5.1.3.5.2) e, na impossibilidade deste, um anel at no mximo 4 m acima do nvel do solo e os outros a cada 20 m de altura. So aceitos como captores de descargas laterais elementos condutores expostos, naturais ou no, desde que se encontrem aterrados ou interligados, com espaamento horizontal no superior a 6 m, mantendo-se o espaamento mximo vertical de 20 m.

5.1.2.3.3 Os condutores de descida no naturais devem ser instalados a uma distncia mnima de 0,5 m de portas, janelas e outras aberturas e fixados a cada metro de percurso.

NOTA Condutores de descida em alumnio, mesmo com capa isolante, no devem ser instalados dentro de calhas ou tubos de guas pluviais, para evitar problemas de corroso.

5.1.2.3.4 A instalao dos condutores de descida deve levar em considerao o material da parede onde os mesmos sero fixados:

a) se a parede for de material no inflamvel, os condutores de descida podem ser instalados na sua superfcie ou embutidos na mesma;

b) se a parede for de material inflamvel e a elevao de temperatura causada pela passagem da corrente de descarga atmosfrica no resultar em risco para este material, os condutores de descida podem ser instalados na sua superfcie;

c) se a parede for de material inflamvel e a elevao de temperatura dos condutores de descida resultar em risco para este material, a distncia entre os condutores e o volume a proteger deve ser de no mnimo 10 cm (os suportes metlicos dos condutores de descida podem estar em contato com a parede).

5.1.2.4 Construo das descidas no naturais

5.1.2.4.1 Condutores de descida devem ser retilneos e verticais, de modo a prover o trajeto mais curto e direto para a terra. Laos (conforme a figura 3) devem ser evitados. Onde isto no for possvel, a distncia medida entre dois pontos do condutor e o comprimento ( ) do condutor entre esses dois pontos, segundo a mesma figura, devem estar conforme 5.2.2.

5.1.2.4.2 No so admitidas emendas nos cabos utilizados como condutores de descida, exceto na interligao entre o condutor de descida e o condutor do aterramento, onde dever ser utilizado um conector de medio (conforme 5.1.2.6). So admitidas emendas nas descidas constitudas por perfis metlicos, desde que estas emendas encontrem-se conforme 5.1.2.5.2. Para outros perfis, referir-se a 5.1.4.2.

5.1.2.4.3 Os cabos de descida devem ser protegidos contra danos mecnicos at, no mnimo, 2,5 m acima do nvel do solo. A proteo deve ser por eletroduto rgido de PVC ou metlico sendo que, neste ltimo caso, o cabo de descida deve ser conectado s extremidades superior e inferior do eletroduto.

5.1.2.5 Condutores de descida naturais

Os pilares metlicos da estrutura podem ser utilizados como condutores de descida naturais.

5.1.2.5.2 Os elementos da fachada (perfis e suportes metlicos) podero ser utilizados como condutores de descidas naturais, desde que suas sees sejam no mnimo iguais s especificadas para os condutores de descida conforme tabela 3 e com a sua continuidade eltrica no sentido vertical no mnimo equivalente. I

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Em alternativa admite-se um afastamento no superior a 1 mm entre as superfcies sobrepostas de condutores consecutivos, desde que com rea no in-ferior a 100 cm2.

5.1.2.5.3 As instalaes metlicas da estrutura podem ser consideradas condutores de descida naturais (inclusive quando revestidas por material isolante), desde que suas sees sejam no mnimo iguais s especificadas para condutores de descida na tabela 3 e com continuidade eltrica no sentido vertical no mnimo equivalente.

NOTA Tubulaes metlicas (exceto gs) podem ser admitidas como condutores de descida, desde que seu trajeto satisfaa s prescries de 5.1.2.3.4 e que sua continuidade no possa ser afetada por modificaes posteriores ou por servios de manuteno.

5.1.2.5.4 As armaduras de ao interligadas das estruturas de concreto armado podem ser consideradas condutores de descida naturais, desde que:

a) cerca de 50% dos cruzamentos de barras da armadura, incluindo os estribos, estejam firmemente amarradas com arame de ao torcido e as barras na regio de trespasse apresentem comprimento de sobreposio de no mnimo 20 dimetros, igualmente amarradas com arame de ao torcido, ou soldadas, ou interligadas por conexo mecnica adequada;

b) em alternativa, sejam embutidos na estrutura condutores de descida especficos, com continuidade eltrica assegurada por solda ou por conexo mecnica adequada, e interligadas s armaduras de ao para equalizao de potencial (ver anexo D);

c) em construes de concreto pr-moldado, seja assegurada a continuidade eltrica da armadura de ao de cada elemento, bem como entre os elementos adjacentes de concreto pr-moldado.

NOTA Em construes com concreto protendido, os cabos sujeitos a protenso, como nas telhas de concreto protendido, no podem fazer parte do sistema de escoamento de corrente de descarga atmosfrica. Porm, as armaduras dos pilares (que nunca so protendidas) e as armaduras passivas (que sempre existem nas lajes com elementos protendidos) podem ser utilizadas sem restrio como parte do SPDA.

5.1.2.5.5 Para as edificaes de concreto armado existentes poder ser implantado um SPDA com descidas externas ou, opcionalmente, podero ser utilizadas como descidas as armaduras do concreto. Neste ltimo caso devem ser realizados testes de continuidade e estes devem resultar em resistncias medidas inferiores a 1 . As medies devero ser realizadas entre o topo e base de alguns pilares e tambm entre as armaduras de pilares diferentes, para averiguar a continuidade atravs de vigas e lajes. As medies podero ser realizadas conforme o anexo E.

5.1.2.5.6 Os anis horizontais externos, prescritos em 5.1.2.3.2, no so necessrios se forem utilizados como condutores de descida os pilares metlicos da estrutura ou as armaes de ao do concreto armado, desde que se admitam danos no revestimento dos elementos metlicos no ponto de impacto do raio.

5.1.2.5.7 As equalizaes de potenciais internos estrutura seguem o mesmo critrio do sistema externo. Isto significa que, prximo ao solo e, no mximo, a cada 20 m de altura, todas as massas metlicas (tubulaes, esquadrias metlicas, trilhos, etc.) devero ser ligadas diretamente a uma armadura local (de pilar, viga ou laje). Os sistemas eltricos de potncia e de sinal, devero ser referenciados a um barramento de equalizao (TAP/LEP), o qual dever ser ligado a uma armadura local e/ou ao eletrodo de aterramento.

5.1.2.6 Conexo de medio

5.1.2.6.1 Cada condutor de descida (com exceo das descidas naturais ou embutidas) deve ser provido de uma conexo de medio, instalada prxima do ponto de ligao ao eletrodo de aterramento. A conexo deve ser desmontvel por meio de ferramenta, para efeito de medies eltricas, mas deve permanecer normalmente fechada.

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Tabela 2 Espaamento mdio dos condutores de descida no naturais conforme o nvel de proteo

Nvel de proteo Espaamento mdio m

I 10 II 15 III 20 IV 25

NOTAS

1 A distncia mdia entre condutores de descida est relacionada com a distncia de segurana. Se os espaamentos mdios forem maiores que os especificados na tabela 2, as distncias de segurana podem resultar consideravelmente aumentadas.

2 Os condutores de descida devem ser, na medida do possvel, espaados regularmente em todo o permetro, devendo ser instalado, sempre que possvel, um condutor de descida em cada vrtice da estrutura. 3 Em estruturas cobrindo grandes reas com larguras superiores a 40 m, so necessrios condutores de descida no interior do volume a proteger (requisito que ser naturalmente atendido no caso de estruturas metlicas ou com armaduras de ao interligadas).

Tabela 3 Sees mnimas dos materiais do SPDA

Material Captor e anis intermedirios

mm

Descidas (para estruturas de

altura at 20 m)mm

Descidas (para estruturas de

altura superior a 20 m) mm

Eletrodo de aterramento

mm

Cobre 35 16 35 50 Alumnio 70 25 70 -

Ao galvanizado a quente ou embutido em concreto 50 50 50 80

Tabela 4 Espessuras mnimas dos componentes do SPDA

Dimenses em milmetros Material Captores Descidas Aterramento

NPQ NPF PPF Ao galvanizado a quente 4 2,5 0,5 0,5 4

Cobre 5 2,5 0,5 0,5 0,5 Alumnio 7 2,5 0,5 0,5 -- Ao Inox 4 2,5 0,5 0,5 5

NPQ - no gera ponto quente; NPF - no perfura; PPF - pode perfurar.

NOTAS

1 Independentemente das espessuras, devero ser mantidas as sees transversais mostradas na tabela 3.

2 Os condutores e acessrios de ao (exceto inox) devem ser protegidos com uma camada zinco aplicado a quente (fogo) conforme a ABNT NBR 6323, ou com uma camada de cobre com espessura mnima de 254 m, conforme a ABNT NBR 13571.

3 O ao de construo s pode ser utilizado embutido em concreto.

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5.1.3 Subsistema de aterramento


5.1.3.1.1 Do ponto de vista da proteo contra o raio, um subsistema de aterramento nico integrado estrutura prefervel e adequado para todas as finalidades (ou seja, proteo contra o raio, sistemas de potncia de baixa tenso e sistemas de sinal).

5.1.3.1.2 Para assegurar a disperso da corrente de descarga atmosfrica na terra sem causar sobretenses perigosas, o arranjo e as dimenses do subsistema de aterramento so mais importantes que o prprio valor da resistncia de aterramento. Entretanto, recomenda-se, para o caso de eletrodos no naturais, uma resistncia de aproximadamente 10 , como forma de reduzir os gradientes de potencial no solo e a probabilidade de centelhamento perigoso. No caso de solo rochoso ou de alta resistividade, poder no ser possvel atingir valores prximos dos sugeridos. Nestes casos a soluo adotada dever ser tecnicamente justificada no projeto.

5.1.3.1.3 Sistemas de aterramento distintos devem ser interligados atravs de uma ligao eqipotencial de baixa impedncia.

5.1.3.2 Eletrodos de aterramento

5.1.3.2.1 Os seguintes tipos de eletrodo de aterramento podem ser utilizados:

a) aterramento natural pelas fundaes, em geral as armaduras de ao das fundaes;

b) condutores em anel;

c) hastes verticais ou inclinadas;

d) condutores horizontais radiais;

5.1.3.2.2 Eletrodos em forma de placas ou pequenas grades devem ser evitados, por razes de corroso.

5.1.3.2.3 No caso de eletrodos no naturais, devem ser instalados vrios eletrodos adequadamente distribudos. O comprimento total dos eletrodos de aterramento, conforme o nvel de proteo e para diferentes resistividades do solo, dado na figura 2, respeitadas as condies de 5.1.3.1.2.

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NOTA Para os nveis II a IV, o comprimento mnimo do eletrodo independente da resistividade.

Figura 2 Comprimento mnimo dos eletrodos de aterramento em funo dos nveis e da resistividade do solo

5.1.3.2.4 Eletrodos de aterramento profundos so adequados para solos em que a resistividade diminua com a profundidade e onde as camadas de baixa resistividade ocorram a profundidades maiores do que aquelas em que normal-mente so cravadas as hastes de aterramento.

5.1.3.3 Subsistemas de aterramento para condies normais

5.1.3.3.1 Eletrodos de aterramento naturais

As armaduras de ao embutidas nas fundaes das estruturas, cujas caractersticas satisfaam s prescries de 5.1.5, devem ser preferencialmente utilizadas como eletrodo de aterramento natural nas seguintes condies:

a) as armaduras de ao das estacas, dos blocos de fundao e das vigas baldrame devem ser firmemente amarradas com arame recozido em cerca de 50% de seus cruzamentos ou soldadas. As barras horizontais devem ser sobrepostas por no mnimo 20 vezes o seu dimetro, e firmemente amarradas com arame recozido ou soldadas;

b) em fundao de alvenaria pode servir como eletrodo de aterramento, pela fundao, uma barra de ao de cons-truo, com dimetro mnimo de 8 mm, ou uma fita de ao de 25 mm x 4 mm, disposta com a largura na posio vertical, formando um anel em todo o permetro da estrutura. A camada de concreto que envolve estes eletrodos deve ter uma espessura mnima de 5 cm;

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c) as armaduras de ao das fundaes devem ser interligadas com as armaduras de ao dos pilares da estrutura, utilizados como condutores de descida naturais, de modo a assegurar continuidade eltrica equivalente prescrita em 5.1.2.5;

d) o eletrodo de aterramento natural assim constitudo deve ser conectado ligao eqipotencial principal prescrita em 5.2.1, atravs de uma barra de ao com dimetro mnimo de 8 mm ou uma fita de ao de 25 mm x 4 mm. Em alternativa, a ligao eqipotencial principal deve simplesmente ser aterrada a uma armao de concreto armado prxima, quando estas so constituintes do SPDA;

e) no caso de se utilizarem as armaduras como constituintes do SPDA, sempre que possvel, deve ser prevista a avaliao do aterramento da edificao, por injeo de corrente atravs da terra, entre a barra TAP, desligada da alimentao exterior, e um eletrodo externo ao edifcio;

f) alm da verificao do aterramento, se a execuo da construo no tiver sido acompanhada pelo responsvel pelo aterramento, dever fazer-se a verificao da continuidade eltrica das armaduras, por injeo de corrente entre pontos afastados tanto na vertical como na horizontal. Os valores de impedncia medidos costumam situar-se entre alguns centsimos e poucos dcimos de ohm, respeitando o valor mximo indicado em 5.1.2.5.5.

5.1.3.3.2 Arranjo A

Este arranjo composto de eletrodos radiais (verticais, horizontais ou inclinados), sendo indicado para solos de baixa resistividade (at de 100 .m) e para pequenas estruturas (com permetro at 25 m). Cada condutor de descida deve ser conectado, no mnimo, a um eletrodo distinto. Devem ser instalados, no mnimo, dois eletrodos que no devem ter comprimento inferior ao estabelecido na figura 2, assim determinado:

a) a) 1 - para eletrodos horizontais radiais;

b) 0,5 1 - para eletrodos verticais (ou inclinados).

NOTAS

1 Quando se utilizar uma combinao destes dois tipos de eletrodo, deve-se considerar o comprimento total.

2 Em solos de muito baixa resistividade (at 30 .m), os comprimentos mnimos indicados na figura 2 podem ser desconsiderados, desde que se obtenha uma resistncia de aterramento inferior a 10 .

3 Estes tipos de eletrodos de aterramento requerem cuidados quanto s tenses de passo e de toque, caso o local apresente risco para pessoas ou animais. As tenses de passo podem ser reduzidas aumentando-se a profundidade dos eletrodos horizontais, ou a profundidade do topo dos eletrodos verticais; as tenses de toque podem ser minimizadas mediante equalizao de potencial (ver 5.2.1).

5.1.3.3.3 Arranjo B

Este arranjo composto de eletrodos em anel ou embutidos nas fundaes da estrutura e obrigatrio nas estruturas de permetro superior a 25 m.

5.1.3.4 Sistemas de aterramento para estruturas no providas de SPDA externo

5.1.3.4.1 Em estruturas no providas de SPDA externo, deve ser instalado, para aterramento do SPDA interno, no mnimo, um eletrodo horizontal de comprimento 1 ou um eletrodo vertical (ou inclinado) de comprimento 0,5 1 , conforme a figura 2.

5.1.3.4.2 A ligao eqipotencial principal, exigida em 5.2.1 e pela ABNT NBR 5410, deve estar aterrada nesse mesmo eletrodo.

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5.1.3.5 Instalao de eletrodos de aterramento no naturais

5.1.3.5.1 Com exceo dos eletrodos de aterramento naturais prescritos anteriormente, os eletrodos de aterramento preferencialmente devem ser instalados externos ao volume a proteger, a uma distncia da ordem de 1 m das fundaes da estrutura.

5.1.3.5.2 Eletrodos de aterramento formados de condutores em anel, ou condutores horizontais radiais, devem ser instalados a uma profundidade mnima de 0,5 m. Nos eletrodos radiais, o ngulo entre dois condutores adjacentes no deve ser inferior a 60.

5.1.3.5.3 Hastes de aterramento verticais (ou inclinadas), instaladas em paralelo, devem ser, quando possvel unifor-memente, distribudas no permetro da estrutura, espaadas entre si por uma distncia no inferior ao seu comprimento.

5.1.3.5.4 A profundidade e o tipo dos eletrodos de aterramento devem ser escolhidos de forma a minimizar os efeitos da corroso e do ressecamento do solo, e assim estabilizar a resistncia de aterramento. Em solos de rocha viva, aplica-se o arranjo de aterramento B se no for possvel fazer aterramento pelas fundaes; os condutores devem ser cobertos por uma camada de concreto para proteo mecnica.

NOTA No projeto e execuo do subsistema de aterramento, deve-se considerar que a interligao de metais diferentes, sem precaues adequadas, pode causar problemas graves de corroso eletroltica.

5.1.4 Fixaes e conexes do SPDA

5.1.4.1 Fixaes

Salvo no caso de elementos naturais, os captores e os condutores de descida devem ser firmemente fixados, de modo a impedir que esforos eletrodinmicos, ou esforos mecnicos acidentais (por exemplo, vibrao) possam causar sua ruptura ou desconexo.

5.1.4.2 Conexes

5.1.4.2.1 O nmero de conexes nos condutores do SPDA deve ser reduzido ao mnimo. As conexes devem ser asseguradas por meio de soldagem exotrmica, oxiacetilnica ou eltrica, conectores de presso ou de compresso, rebites ou parafusos.

NOTA Conexes embutidas em concreto armado devem atender a 5.1.2.5.4 e 5.1.3.5, a menos que se destinem a estabelecer uma ligao para utilizao fora do concreto armado, caso em que devem ser feitas a uma armadura de dimetro no inferior a 8 mm, por solda ou conector com derivao para exterior.

5.1.4.2.2 Para conexo de condutores chatos a estruturas de ao, devem ser utilizados, no mnimo, dois parafusos M8 ou um parafuso M10, com porcas.

5.1.4.2.3 Para conexo de condutores chatos a chapas metlicas com espessura inferior a 2 mm, devem ser utilizadas contraplacas com rea mnima de 100 cm2, fixadas com dois parafusos M8, no mnimo.

5.1.4.2.4 Para conexo de condutores chatos a chapas metlicas acessveis somente de um lado, podem ser utilizados quatro rebites de 5 mm de dimetro. Para chapas com espessura mnima de 2 mm, tambm podem ser utilizados dois parafusos auto-atarraxantes de ao inoxidvel, com dimetro de 6,3 mm.

5.1.4.2.5 Conexes soldadas devem ser compatveis com os esforos trmicos e mecnicos causados pela corrente de descarga atmosfrica.

5.1.4.2.6 Conexes mecnicas embutidas no solo devem ser protegidas contra corroso, atravs da instalao de uma caixa de inspeo com dimetro mnimo de 250 mm que permita o manuseio de ferramenta. Esta exigncia no se aplica a conexes entre peas de cobre ou cobreadas com solda exotrmica ou conectores de compresso.

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5.1.5 Materiais e dimenses

5.1.5.1 Materiais

5.1.5.1.1 Os materiais utilizados devem suportar, sem danificao, os efeitos trmicos e eletrodinmicos das correntes de descarga atmosfrica, bem como os esforos acidentais previsveis.

5.1.5.1.2 Os materiais e suas dimenses devem ser escolhidos em funo dos riscos de corroso da estrutura a proteger e do SPDA.

5.1.5.1.3 Os componentes do SPDA podem ser construdos com os materiais indicados na tabela 5, desde que eles tenham condutividade eltrica e resistncia corroso compatveis com a aplicao. Outros metais podem ser utilizados, contanto que suas caractersticas mecnicas, eltricas e qumicas sejam equivalentes.

5.1.5.2 Dimenses

As dimenses mnimas dos materiais do SPDA so indicadas nas tabelas 3 e 4. Esses valores podem ser aumentados em funo de exigncias mecnicas ou de corroso.

5.1.5.3 Proteo contra corroso

Os riscos de corroso provocada pelo meio ambiente, ou pela juno de metais diferentes, devem ser cuidadosamente considerados no projeto do SPDA. Em caso de aplicaes no previstas na tabela 5, a compatibilidade dos materiais deve ser avaliada. Materiais ferrosos expostos, utilizados em uma instalao de SPDA, devem ser galvanizados a quente, conforme a ABNT NBR 6323.

Tabela 5 Materiais do SPDA e condies de aplicao

Material

Aplicao Corroso

Ao ar livre Enterrado Embutido no concretoEmbutido no reboco Resistncia

Risco agravado Eletroltica

Cobre Macio, encordoado ou como revestimento de haste de ao

- Macio ou encordoado

A mais substncias

Cloretos altamente concentrados; compostos sulfricos; materiais orgnicos

-

Ao de construo comum ou galvanizado a quente

Macio ou encordoado

Macio ou encordoado

Macio ou encordoado -

Boa, mesmo em solos cidos -

Com o cobre

Ao inoxidvel

Macio ou encordoado

Macio ou encordoado -

Macio ou encordoado

A muitas substncias

gua com cloretos dissolvidos

-

Alumnio Macio ou encordoado - - - - Agentes bsicos

Com o cobre

Chumbo Como revestimento - - Altas concentraes de sulfatos

Solos cidos -

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5.2 Sistema interno de proteo contra descargas atmosfricas

5.2.1 Equalizao de potencial


5.2.1.1.1 A equalizao de potencial constitui a medida mais eficaz para reduzir os riscos de incndio, exploso e choques eltricos dentro do volume a proteger.

5.2.1.1.2 A equalizao de potencial obtida mediante condutores de ligao eqipotencial, eventualmente incluindo DPS (dispositivo de proteo contra surtos), interligando o SPDA, a armadura metlica da estrutura, as instalaes metlicas, as massas e os condutores dos sistemas eltricos de potncia e de sinal, dentro do volume a proteger.

5.2.1.1.3 Em geral, componentes metlicos exteriores a um volume a ser protegido podem interferir com a instalao do SPDA exterior e, em conseqncia, devem ser considerados no estudo do SPDA. Poder ser necessrio estabelecer ligaes eqipotenciais entre esses elementos e o SPDA.

5.2.1.1.4 Em estruturas que no possuem SPDA externo, mas requerem proteo contra os efeitos das descargas atmos-fricas sobre as instalaes internas, deve ser efetuada a equalizao de potencial.

5.2.1.1.5 Uma ligao eqipotencial principal, como prescreve a ABNT NBR 5410, obrigatria em qualquer caso.

5.2.1.2 Ligao eqipotencial das instalaes metlicas e das massas (LEP/TAP)

5.2.1.2.1 Uma ligao eqipotencial deve ser efetuada:

a) no subsolo, ou prximo ao quadro geral de entrada de baixa tenso. Os condutores de ligao eqipotencial devem ser conectados a uma barra de ligao eqipotencial principal, construda e instalada de modo a permitir fcil acesso para inspeo. Essa barra de ligao eqipotencial deve estar conectada ao subsistema de aterramento;

b) acima do nvel do solo, em intervalos verticais no superiores a 20 m, para estruturas com mais de 20 m de altura. As barras secundrias de ligao eqipotencial devem ser conectadas a armaduras do concreto ao nvel corres-pondente, mesmo que estas no sejam utilizadas como componentes naturais;

c) quando as distncias de segurana prescritas em 5.2.2 no podem ser atendidas.

5.2.1.2.2 Em estruturas providas de SPDA isolados, a ligao eqipotencial deve ser efetuada somente ao nvel do solo.

5.2.1.2.3 A ligao eqipotencial pode ser realizada atravs de:

a) condutores de ligao eqipotencial - onde a continuidade eltrica no for assegurada por ligaes naturais. Caso uma ligao eqipotencial deva suportar toda a corrente de descarga atmosfrica, ou substancial parte dela, as sees mnimas dos condutores devem estar conforme a tabela 6. Para os demais casos, as sees so indicadas na tabela 7;

b) DPS - quando uma ligao eqipotencial direta no for permitida (por exemplo, em tubulaes metlicas com proteo catdica por corrente imposta). Os DPS devem ser instalados de modo a permitir fcil inspeo.

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Tabela 6 Sees mnimas dos condutores de ligao eqipotencial para conduzir parte substancial da corrente de descarga atmosfrica

Nvel de proteo Material Seo

mm2

I IV

Cobre 16

Alumnio 25

Ao 50

Tabela 7 Sees mnimas dos condutores de ligao eqipotencial para conduzir uma parte reduzida da corrente de descarga atmosfrica

I IV

Cobre 6

Alumnio 10

Ao 16

5.2.1.2.4 As canalizaes metlicas acopladas por meio de luvas isolantes devem ser eletricamente interligadas por meio de DPS adequadamente dimensionado.

5.2.1.2.5 Nas canalizaes e outros elementos metlicos que se originam do exterior da estrutura, a conexo ligao eqipotencial deve ser efetuada o mais prximo possvel do ponto em que elas penetram na estrutura. Uma grande parte da corrente de descarga atmosfrica pode passar por essa ligao eqipotencial, portanto as sees mnimas dos seus condutores devem atender tabela 6.

5.2.1.3 Ligao eqipotencial dos sistemas eltricos de potncia e de sinal, em condies normais

5.2.1.3.1 A ligao eqipotencial dos sistemas eltricos de potncia e de sinal deve satisfazer s prescries da ABNT NBR 5410.

5.2.1.3.2 Se os condutores so blindados, suficiente, em geral, conectar apenas as blindagens ligao eqipotencial, desde que sua resistncia hmica no provoque uma queda da tenso perigosa para o cabo ou para o equipamento associado. Eletrodutos metlicos devem ser conectados ligao eqipotencial.

5.2.1.3.3 Todos os condutores dos sistemas eltricos de potncia e de sinal devem ser direta ou indiretamente conectados ligao eqipotencial. Condutores vivos devem ser conectados somente atravs de DPS. Em esquemas de aterramento TN (definidos na ABNT NBR 5410), os condutores de proteo PE ou PEN devem ser conectados diretamente ligao eqipotencial principal. O condutor de proteo PE pode, e em geral deve, ser ligado a eventuais outras ligaes eqipotenciais, porm o condutor neutro s deve ser ligado ligao eqipotencial principal. Em edifcios comerciais com mais de 20 m de altura, os condutores de proteo PE devem obedecer s ligaes eqipotenciais previstas em 5.2.1.2.1-b). Neste caso recomendvel prever a ligao mais freqente dos condutores de proteo s armaduras em todos os andares por insertos ligados ferragem na coluna correspondente ao shaft. O uso da ferragem no dispensa o emprego do condutor PE ou PEN.

NOTA A ligao eqipotencial deve ser atravs de uma barra chata de cobre nu, de largura maior ou igual a 50 mm, espessura maior ou igual a 6 mm e comprimento de acordo com o nmero de conexes, com o mnimo de 15 cm.

5.2.1.4 Ligao eqipotencial das instalaes metlicas, das massas e dos sistemas eltricos de potncia e de sinal em condies particulares

Em estruturas em que um SPDA externo no for exigido, as instalaes metlicas, as massas e os sistemas eltricos de potncia e de sinal devem ser conectados, ao nvel do solo, a um subsistema de aterramento conforme prescrito em 5.1.3.4.

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5.2.2 Proximidade do SPDA com outras instalaes

Para evitar centelhamentos perigosos quando uma ligao eqipotencial no puder ser efetuada, a distncia de separao s entre os condutores do SPDA e as instalaes metlicas, massas e condutores dos sistemas eltricos de potncia e de sinal, deve ser aumentada com relao distncia de segurana d:

s d

mlKKkd

m

ci

onde:

ki depende do nvel de proteo escolhido (tabela 8);

kc depende da configurao dimensional (ver figuras 4, 5 e 6);

km depende do material de separao (tabela 9);

l(m) o comprimento do condutor de descida, em metros, compreendido entre o ponto em que se considera a proximidade e o ponto mais prximo da ligao eqipotencial

NOTAS

1 Esta equao vlida para distncias entre condutores de descida da ordem de 20 m.

2 Esta equao s aplicvel quando a corrente no condutor indutor pode ser estabelecida em funo da corrente da descarga atmosfrica.

3 Em estruturas de concreto com armaduras de ao interligadas, e em estruturas metlicas ou com nvel de proteo equivalente, os requisitos de proximidade so, em geral, atendidos, devido subdiviso da corrente de descarga por mltiplos condutores.

4 Tubulaes de gs devero distar em no mnimo 2 m das descidas. Na impossibilidade da manuteno deste distanciamento, essas tubulaes devero estar interligadas a cada 20 m de sua altura por meio de uma ligao eqipotencial (condutor conforme tabela 7, ou DPS tipo centelhador encapsulado).

S = distncia de separao l = comprimento do condutor

Figura 3 Lao formado por um condutor de descida

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Tabela 8 Proximidade do SPDA com as instalaes - Valores do coeficiente ki

Nvel de proteo ki

I 0,1

II 0,075

III - IV 0,05

Tabela 9 Proximidade do SPDA com as instalaes - Valores do coeficiente km

Material km

Ar 1

Slido 0,5

S = distncia de separao

l = comprimento do condutor de descida

Figura 4 Proximidade do SPDA com instalaes - Valor do coeficiente Kc numa configurao unidimensional (ver 5.2.2)

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Figura 5 Proximidade do SPDA com instalaes - Valor do coeficiente Kc numa configurao bidimensional (ver 5.2.2)



Figura 6 Proximidade do SPDA com as instalaes - Valor do coeficiente Kc numa configurao tridimensional (ver 5.2.2)

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6 Inspeo

6.1 Objetivo das inspees

Este item no se aplica aos subsistemas do SPDA instalados, que tenham seus acessos impossibilitados por estarem embutidos no concreto armado (ferragens estruturais) ou reboco.

As inspees visam a assegurar que:

a) o SPDA est conforme o projeto;

b) todos os componentes do SPDA esto em bom estado, as conexes e fixaes esto firmes e livres de corroso;

c) o valor da resistncia de aterramento seja compatvel com o arranjo e com as dimenses do subsistema de aterramento, e com a resistividade do solo (ver 5.1.3.1.2). Excetuam-se desta exigncia os sistemas que usam as fundaes como eletrodo de aterramento;

d) todas as construes acrescentadas estrutura posteriormente instalao original esto integradas no volume a proteger, mediante ligao ao SPDA ou ampliao deste;

e) a resistncia pode tambm ser calculada a partir da estratificao do solo e com uso de um programa adequado. Neste caso fica dispensada a medio da resistncia de aterramento.

6.2 Seqncia das inspees

As inspees prescritas em 6.1 devem ser efetuadas na seguinte ordem cronolgica:

a) durante a construo da estrutura, para verificar a correta instalao dos eletrodos de aterramento e das condies para utilizao das armaduras como integrantes da gaiola de Faraday;

b) aps o trmino da instalao do SPDA, para as inspees prescritas em 6.1-a), 6.1-b) e 6.1-c);

c) periodicamente, para todas as inspees prescritas em 6.1, e respectiva manuteno, em intervalos no superiores aos estabelecidos em 6.3;

d) aps qualquer modificao ou reparo no SPDA, para inspees completas conforme 6.1;

e) quando for constatado que o SPDA foi atingido por uma descarga atmosfrica, para inspees conforme 6.1-b) e 6.1-c).

6.3 Periodicidade das inspees

6.3.1 Uma inspeo visual do SPDA deve ser efetuada anualmente.

6.3.2 Inspees completas conforme 6.1 devem ser efetuadas periodicamente, em intervalos de:

a) 5 anos, para estruturas destinadas a fins residenciais, comerciais, administrativos, agrcolas ou industriais, excetuando-se reas classificadas com risco de incndio ou exploso;

b) 3 anos, para estruturas destinadas a grandes concentraes pblicas (por exemplo: hospitais, escolas, teatros, cinemas, estdios de esporte, centros comerciais e pavilhes), indstrias contendo reas com risco de exploso, conforme a ABNT NBR 9518, e depsitos de material inflamvel;

c) 1 ano, para estruturas contendo munio ou explosivos, ou em locais expostos corroso atmosfrica severa (regies litorneas, ambientes industriais com atmosfera agressiva etc.).

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6.4 Documentao tcnica

A seguinte documentao tcnica deve ser mantida no local, ou em poder dos responsveis pela manuteno do SPDA:

a) relatrio de verificao de necessidade do SPDA e de seleo do respectivo nvel de proteo, elaborado conforme anexo B. A no necessidade de instalao do SPDA dever ser documentada atravs dos clculos constantes no anexo B;

b) desenhos em escala mostrando as dimenses, os materiais e as posies de todos os componentes do SPDA, inclusive eletrodos de aterramento;

c) os dados sobre a natureza e a resistividade do solo; constando obrigatoriamente detalhes relativos s estratificaes do solo, ou seja, o nmero de camadas, a espessura e o valor da resistividade de cada uma, se for aplicado 6.1-c) .

d) um registro de valores medidos de resistncia de aterramento a ser atualizado nas inspees peridicas ou quaisquer modificaes ou reparos SPDA. A medio de resistncia de aterramento pode ser realizada pelo mtodo de queda de potencial usando o medidor da resistncia de aterramento, voltmetro/ampermetro ou outro equivalente. No admissvel a utilizao de multmetro.

NOTAS

1 Na impossibilidade de execuo das alneas c) e d), devido a interferncias externas, dever ser emitida uma justificativa tcnica.

2 As alneas c) e d) no se aplicam quando se utilizam as fundaes como eletrodos de aterramento.

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Anexo A (normativo)

Requisitos complementares para estruturas especiais

A.1 Chamins de grande porte

Chamins so consideradas de grande porte quando a seo transversal de seu topo for maior que 0,30 m2 e/ou sua altura exceder 20 m.

A.1.1 Proteo contra corroso

Nesta instalao somente devero ser utilizados materiais nobres, como o cobre, bronze ao inox ou metal monel. Este requisito se aplica aos captores, condutores de descida e seus suportes, conectores e derivaes. Chamins que ultrapassem o teto de uma estrutura em menos de 5 m requerem esta proteo somente na parte externa estrutura.

A.1.2 Captores

Os captores devem ser macios de cobre, ao inoxidvel ou metal monel. Devem ser dispostos uniformemente no topo de chamins cilndricas, em intervalos mximos de 2,5 m ao longo do permetro. Em chamins de seo quadrada ou retangular, os captores no devem estar a mais de 0,6 m dos cantos, e espaados no mximo em 2,5 m ao longo do permetro.

A.1.2.1 A altura dos captores acima do topo da chamin deve ser de no mnimo 0,5 m e no mximo 0,8 m. O dimetro mnimo dos captores deve ser de 15 mm.

A.1.2.2 Os captores devem ser interligados na sua extremidade inferior por um condutor formando um anel fechado em torno da chamin.

A.1.2.3 Chamins que possuam no topo uma cobertura de chapa de ao, eletricamente contnua e com espessura mnima de 4 mm, dispensam a instalao de captores. A cobertura de chapa de ao deve ser firmemente aparafusada com porcas ou soldada aos condutores de descida.

A.1.3 Condutores de descida

Devem ser instalados, no mnimo, dois condutores de descida, situados em lados opostos da chamin. Se a chamin for de concreto armado, a armadura do concreto deve ser executada de forma a poder ser utilizada como condutor de descida, sem mais exigncias.

A.1.3.1 Os condutores de descida devem ser interligados por anis, sendo o primeiro situado preferencialmente no solo ou no mximo a 3,5 m da base da chamin, e outros a intervalos de cerca de 20 m a partir do primeiro anel.

A.1.3.2 Os condutores de descida, quando exteriores, devem ser protegidos contra danos mecnicos at no mnimo 2,5 m acima do nvel do solo. A proteo deve ser por eletroduto rgido de PVC ou eletroduto rgido metlico; neste ltimo caso, o condutor de descida deve ser conectado s extremidades superior e inferior do eletroduto.

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A.1.4 Elementos de fixao

Os elementos de fixao do SPDA devem ser de cobre, bronze ou ao inoxidvel. Condutores verticais devem ser fixados a intervalos mximos de 2 m, e condutores horizontais a intervalos mximos de 0,6 m.

A.1.5 Emendas e conexes

No so admitidas emendas nos condutores de descida. Os demais conectores utilizados no SPDA devem fazer contato com o condutor por no mnimo 35 mm, medidos no sentido longitudinal, e suportar um ensaio de trao de 900 N.

A.1.6 Chamins de concreto armado

As armaduras de ao interligadas do concreto podem ser utilizadas como condutor de descida natural, desde que 50% dos cruzamentos das barras verticais com as horizontais sejam firmemente amarrados com arame torcido, e as barras verticais sejam sobrepostas por no mnimo 20 vezes seu dimetro e firmemente amarradas com arame de ferro torcido, ou soldadas. Chamins existentes podero ter suas ferragens utilizadas, desde que estas tenham a sua continuidade eltrica verificada.

A.1.6.1 Caso sejam instalados condutores de descida externos, eles devem ser conectados armadura de ao do concreto no topo e na base da chamin, e a cada 20 m de altura. Essas conexes devem ser soldadas ou aparafusadas.

A.1.7 Equalizao de potencial

Todas as massas e instalaes metlicas incorporadas chamin, tais como escadas, plataformas, tubulaes e suportes para luz de obstculo, devem ser conectadas aos condutores de descida na base, no topo e a cada 20 m de altura, conforme a sua localizao.

A.1.7.1 Todas as massas e instalaes metlicas situadas a uma distncia de 2 m da base da chamin devem ser interligadas ao subsistema de aterramento da chamin.

A.1.7.2 Os condutores vivos dos circuitos de luz de obstculo devem ser protegidos por DPS, situados prximo s luminrias, e no respectivo quadro de distribuio.

A.1.8 Subsistema de aterramento

O subsistema de aterramento da chamin deve satisfazer s prescries de 5.1.3.

A.1.9 Chamins metlicas

Chamins de grande porte construdas de chapa de ao com espessura de no mnimo 4 mm dispensam captores e condutores de descida. Seu subsistema de aterramento deve ser conforme 5.1.3.

A.1.9.1 Caso a chamin seja adjacente a uma estrutura, ou esteja situada dentro da distncia de 2 m, ela deve ser interligada ao SPDA dessa estrutura.

A.2 Estruturas contendo lquidos ou gases inflamveis

Nesta seo, o termo estrutura aplica-se tambm a tanques e outros recipientes de processo externos s edificaes, que contenham lquidos ou gases inflamveis.

NOTA Enquanto no existir norma IEC a respeito, esta seo pode ser complementada pelas NFPA 78, BS 6651 ou VDE 0185 Parte 2.

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A.2.1 Materiais e instalao

Os captores, condutores de descida e o subsistema de aterramento devem atender a seo 5. Os componentes do SPDA devem ser resistentes ao tipo de corroso atmosfrica existente no local de instalao.

A.2.1.1 Estruturas e tubulaes de chapa de ao utilizadas como captores devem ter espessura de no mnimo 4 mm. O efeito da corroso sobre a espessura da chapa deve ser levado em conta, assim como os riscos advindos da elevao de temperatura no ponto de impacto.

A.2.2 Volume de proteo

O volume de proteo dos captores para estruturas contendo lquidos ou gases inflamveis deve ser determinado pelo modelo eletrogeomtrico, segundo o anexo C, adotando-se com raio da esfera fictcia um comprimento R de 20 m.

A.2.2.1 Para evitar centelhamento perigoso, a distncia mnima entre um mastro ou cabo areo e a estrutura a proteger no deve ser inferior a 2 m. Os mastros e cabos areos devem ser aterrados e interligados ao subsistema de aterramento da estrutura a proteger.

A.2.3 Proteo de tanques de superfcie contendo lquidos inflamveis presso atmosfrica

A.2.3.1 Tanques com teto fixo

Tanques metlicos com teto de chapa de ao rebitada, aparafusada ou soldada, utilizados para armazenar lquidos inflamveis presso atmosfrica, so considerados autoprotegidos contra descargas atmosfricas, desde que satisfaam simultaneamente aos seguintes requisitos:

a) todas as juntas entre chapas metlicas devem ser rebitadas, aparafusadas com porcas ou soldadas;

b) todas as tubulaes que penetram no tanque devem ser eletromecanicamente ligadas a ele no ponto de entrada, de modo a assegurar equalizao de potencial;

c) os respiros, vlvulas de alvio e demais aberturas que possam desprender vapores inflamveis devem ser providos de dispositivos de proteo corta-chama ou ter o volume definido pela classificao de rea protegida por um elemento captor;

d) o teto deve ter uma espessura mnima de 4 mm, e deve ser soldado, aparafusado com porcas ou rebitado ao corpo do tanque.

A.2.3.2 Tanques com teto flutuante

O teto flutuante deve ser eletromecanicamente ligado ao corpo do tanque, por meio de condutores flexveis ou escadas articuladas ligadas aos bordos do tanque e ao topo do teto flutuante.

NOTA Esta ligao serve principalmente para equalizao de potencial e, em caso de impacto de uma descarga atmosfrica, no impede a ignio de uma mistura inflamvel eventualmente presente sobre o teto flutuante, ou no costado do tanque.

A.2.3.2.1 Tetos flutuantes que utilizem dispositivos suspensos abaixo da vedao, dentro da atmosfera de vapor inflamvel, devem ser providos de condutores que interliguem o teto s sapatas metlicas deslizantes.

A.2.3.2.2 As interligaes prescritas em A.2.3.2.1 devem seguir o trajeto mais direto entre os dois pontos, e ser dispostas a intervalos de no mximo 3 m, medidos ao longo da circunferncia do tanque.

A.2.3.2.3 Como condutores, devem ser utilizadas, nesta aplicao, fitas de ao inoxidvel de 50 mm x 0,5 mm, ou material equivalente em capacidade de conduo de corrente e resistncia corroso.

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A.2.3.3 Tanques com teto no-metlico

Tanques com teto no-metlico no podem ser considerados autoprotegidos contra descargas atmosfricas e requerem a instalao de captores. Podem ser utilizados como captores mastros metlicos, ou cabos areos esticados, ou uma combinao de ambos.

A.2.4 Aterramento de tanques

A.2.4.1 Condies gerais

Os tanques devem ser aterrados para escoamento das correntes de descarga atmosfrica, bem como para evitar elevaes de potencial que possam causar centelhamento para a terra. Um tanque considerado aterrado se qualquer uma das seguintes condies for satisfeita:

a) o tanque est conectado a um subsistema de aterramento que atende s exigncias de 5.1.3;

b) o tanque est acoplado eletromecanicamente a uma rede de tubulaes eletricamente contnuas e aterradas;

c) um tanque cilndrico vertical est apoiado no solo, ou sobre uma base de concreto, e tem no mnimo 6 m de dimetro, ou est apoiado sobre um revestimento betuminoso e tem no mnimo 15 m de dimetro.

A.2.4.2 Proteo contra corroso

Quando for julgado crtico o risco de corroso galvnica de tanques de chapa de ao, devem ser consideradas as seguintes alternativas de proteo:

a) proteo catdica mediante nodos de sacrifcio;

b) proteo catdica mediante corrente imposta. Neste caso so necessrias medidas especficas para eliminar o risco de ignio de atmosferas explosivas, tais como a equalizao de potencial atravs de DPS (centelhador) encapsulados prova de exploso.

NOTA Em geral, a corroso galvnica s crtica quando Sk/SA > 100, sendo SK a rea do metal catdico (mais nobre), e SA a rea do metal andico.

A.3 Antenas externas

A.3.1 O mastro metlico da antena externa de televiso ou sua torre de suporte, instalados sobre uma estrutura, devero ser aterrados segundo uma das seguintes alternativas:

a) o mastro da antena deve ser conectado ao SPDA por meio de solda exotrmica ou braadeira com dois parafusos M8. Esta ligao deve ser o mais curta e retilnea possvel, mediante condutor, conforme as tabelas 6 ou 7;

b) se no houver SPDA, deve ser instalado um condutor exclusivo para aterramento da antena, com seo no inferior a 16 mm2 em cobre, ligando o mastro a um eletrodo de aterramento conforme 5.1.3. Condutores de descida naturais podem tambm ser utilizados, desde que de acordo com esta Norma.

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A.3.2 As condies para equalizao de potencial do aterramento da antena com as instalaes metlicas e com o sistemas eltricos de potncia e de sinal da estrutura so determinadas pela ABNT NBR 5410, em particular ao que se refere ao uso de proteo contra surto (DPS).

A.4 Aterramento de guindastes/gruas

Estruturas metlicas, com continuidade assegurada na vertical, tais como guinchos, gruas, elevadores de carga e pessoas, etc., podero ser usadas como elementos naturais do SPDA. Para tal, devero ser aterradas por uma malha de aterramento ou simplesmente interligada ao aterramento do SPDA.

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Anexo B (normativo)

Mtodo de seleo do nvel de proteo

B.1 Generalidades

B.1.1 Estruturas especiais com riscos inerentes de exploso, tais como aquelas contendo gases ou lquidos inflamveis, requerem geralmente o mais alto nvel de proteo contra descargas atmosfricas. Prescries complementares para esse tipo de estrutura so dadas no anexo A.

B.1.2 Para os demais tipos de estrutura, deve ser inicialmente determinado se um SPDA , ou no, exigido. Em muitos casos, a necessidade de proteo evidente, por exemplo:

a) locais de grande afluncia de pblico;

b) locais que prestam servios pblicos essenciais;

c) reas com alta densidade de descargas atmosfricas;

d) estruturas isoladas, ou com altura superior a 25 m;

e) estruturas de valor histrico ou cultural.

B.1.3 Este anexo apresenta um mtodo para determinar se um SPDA , ou no, exigido, e qual o nvel de proteo aplicvel. No entanto, alguns fatores no podem ser avaliados e podem sobrepujar todas as demais consideraes. Por exemplo, o fato de que no deve haver qualquer risco de vida evitvel, ou de que os ocupantes de uma estrutura devem se sentir sempre seguros, pode determinar a necessidade de um SPDA, mesmo nos casos em que a proteo seria normalmente dispensvel. Nestas circunstncias, deve recomendar-se uma avaliao que considere o risco de exposio (isto , o risco de a estrutura ser atingida pelo raio), e ainda os seguintes fatores:

a) o tipo de ocupao da estrutura;

b) a natureza de sua construo;

c) o valor de seu contedo, ou os efeitos indiretos;

d) a localizao da estrutura;

e) a altura da estrutura.

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B.2 Avaliao do risco de exposio

B.2.1 A probabilidade de uma estrutura ser atingida por um raio em um ano o produto da densidade de descargas atmosfricas para a terra pela rea de exposio equivalente da estrutura.

B.2.2 A densidade de descargas atmosfricas para a terra (Ng) o nmero de raios para a terra por quilmetros quadrados por ano. O valor de (Ng) para uma dada regio pode ser estimado pela equao:

Ng = 0,04 . Td1,25 [por km2/ano]

onde Td o nmero de dias de trovoada por ano, obtido de mapas isocerunicos, conforme a figura B.1.

NOTA Nmero mdio de dias de trovoada por ano.

Figura B.1-a) Mapa de curvas isocerunicas - Brasil

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