Introdução · de aquecimento solar, boilers, torres de resfriamento para ar-condicionado, guarda-...

Avenida Dom Pedro ll, 3973, 5º andar | Caiçara Belo Horizonte | Minas Gerais | CEP: 30720-460 Telefone: (31) 2517 – 3550 – 0800 604 5555

Introdução

Dos 3,15 bilhões de raios que caem na Terra, durante um ano, cerca de 100

milhões deles vão para terras brasileiras, numero divulgado pela equipe de cientistas

do Instituto Nacional de Pesquisas Especiais (INPE). Tais descargas atmosféricas

causam um prejuízo em torno de R$ 500 milhões a R$ 600 milhões por ano ao setor

elétrico brasileiro, segundo apurou o ELAT (Grupo de Eletricidade Atmosférica do

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). As concessionárias de energia elétrica são

atingidas por danos em seus equipamentos, por indenizações e penalizações as quais

estão sujeitas pelos órgãos reguladores.

Pelo fato do Brasil ter uma grande extensão territorial onde a principal matriz

energética é hidráulica, e geralmente tais fontes geradoras encontra-se distantes dos

grandes polos consumidores, faz com que tenhamos uma grande dependência de

linhas de transmissão bastante extensas para transporte da energia.

A conjunção destes dois fatores citados a cima vem tornando fundamental o

estudo sobre aterramento das linhas de transmissão frente à incidência de descargas

atmosféricas.

Aterramento do neutro é uma questão de grande importância nos sistemas

elétricos das indústrias telecomunicações. Essa importância se deve ao fato de que

cerca de 85% dos curto-circuito que ocorrem em sistemas elétricos industriais são

fase-terra, o que pode causar sobretensões transitórias, arco elétrico, incêndio danos

a vida humana e queimas de equipamentos. O aterramento do neutro através de

resistências nos sistemas de baixa tensão e média tensão, se executado

corretamente, pode controlar ou mitigar esses fatores adversos.


Descargas elétricas

O que são?

Descargas elétricas são definidas na NBR 5419 (Proteção de estruturas contra

descargas atmosféricas) como uma descarga elétrica de grande extensão (alguns

quilômetros) de grande intensidade na qual possui origem atmosférica entre uma

nuvem e a terra ou entre nuvens, consistindo em um ou mais impulsos de vários

quiloampères. Em resumo, seriam os raios, apesar de acordo com a norma 5419 raios

serem apenas impulsos elétricos, os quais são fenômenos naturais, assim como

também o relâmpago.

A descarga inicia-se quando o campo elétrico produzido por tais excedem a

capacidade isolante, quebrando a rigidez dielétrica, em um local na atmosférica

podendo ser próximo ou não do solo. Quebrando tal rigidez da inicio a uma grande

movimentação do elétrons de uma região de cargas positivas para a de cargas

negativas, ocasionando os raios.

Como ocorrem?

Descargas atmosféricas podem ocorrer da nuvem para o solo, do solo para a

nuvem, dentro da nuvem, da nuvem para um ponto qualquer na atmosfera,

denominados descargas no ar, ou ainda entre nuvens.

Cerca de 70% do numero total de descargas são intra-nuvens, ou seja, de uma

nuvem para a outra, entretanto isso varia de acordo com a latitude geográfica, sendo

em torno de 80-90% em regiões próximas ao equador geográfico e em torno de 50-

60% em regiões de médias latitudes.


NBR 5419

A ABNT NBR 5419 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade

(ABNT/CB-03), pela Comissão de Estudo de Proteção contra Descargas Atmosféricas

(CE-03:064.10), esta norma fixa as condições de projeto, instalação e manutenção de

sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), para proteger as

edificações e estruturas comuns, utilizadas para fins comerciais, industriais, agrícolas,

administrativos ou residenciais.

A proteção se aplica também contra a incidência direta dos raios sobre os

equipamentos e pessoas que se encontrem no interior destas edificações e estruturas

ou no interior da proteção imposta pelo SPDA instalado.

Modelo SPDA

É um Sistema de Proteção contra Descargas Elétricas, popularmente chamado de para-raios.

A instalação dos Sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) é uma exigência do Corpo de Bombeiros, regulamentada pela ABNT segundo a Norma NBR 5419/2005, e tem como objetivo evitar e/ou minimizar o impacto dos efeitos das descargas atmosféricas, que podem ocasionar incêndios, explosões, danos materiais e, até mesmo, risco à vida de pessoas e animais.

Considera-se que a principal e mais eficaz medida de proteção contra danos físicos é o SPDA. Geralmente, é composto por dois sistemas de proteção: sistema externo e sistema interno.


O SPDA interno é conjunto de dispositivos reduzem os efeitos elétricos e

magnéticos da corrente de descarga atmosférica dentro do volume a proteger (DPS -

dispositivo de proteção contra surtos)

O SPDA externo é destinado a interceptar uma descarga atmosférica para a

estrutura, consistindo basicamente na instalação de condutores metálicos envolvendo

a estrutura que é constituída pelos subsistemas de captação, os quais recebem a

descarga, repassa ao subsistema de descidas, que conduzem a descarga até o solo,

onde o subsistema de aterramento irá dissipar a descarga para o solo juntamente com

o subsistema de equipotencialização que irá reduzir os ricos de centelhamento e suas

consequências.


Projeto

A primeira etapa de um projeto de SPDA é definir o nível de proteção, que de

acordo com a NBR5419 estabelece quatro níveis de proteção. (foto 1).

(Foto 1)

Após a definição do nível de proteção deverá ser definido qual o método de

dimensionamento do sistema de captação mais adequado em função do risco da

edificação, do tipo de edificação e de outros fatores físicos da construção ou da

vizinhança.

Os métodos prescritos na norma são: Método Franklin, Método Eletrogeométrico

(esfera rolante), Método das Malhas (Gaiola de Faraday) ou a combinação desses

métodos.


Método Franklin

Consiste em se determinar o volume de proteção propiciado por um cone, cujo

ângulo da geratriz varia de acordo com o nível de proteção desejado e de acordo com

a altura da construção. Este sistema dentre os citados é o mais barato, entretanto não

há uma grande eficiência. É recomendado para estruturas muito elevadas e de pouca

área horizontal, lembrando que de acordo com NBR5416 para edificações acima de 60

metros é obrigatório o método de Faraday.

Gaiola de Faraday


A gaiola de Faraday é um sistema baseado na teoria de que o campo

magnético no interior de uma gaiola condutora é nulo. Consiste em envolver toda a

estrutura com condutores elétricos nus, na qual a distância entre ele será determinada

de acordo com o nível de proteção desejado. Diferente do método de Franklin, este é

indicado para construções de baixa altura, porém com uma grande área horizontal. A

gaiola apresenta a elevada eficiência, contudo, é de difícil implementação e elevados

custos.


Método Eletrogeométrico

Popularmente conhecido como esfera rolante, o método baseia-se na

delimitação do volume de proteção dos captores, podendo ser hastes, cabos ou

combinação de tais. Utilizado com maior eficiência em estruturas de grande altura e/ou

de formas arquitetônicas complexas, ressaltando que construções acima de 60 metros

é obrigatório o método de Faraday.

Sendo o método mais recente, o mesmo na ideia de uma esfera fictícia de Raio

determinado pelo nível dos captores, uma vez que, os locais onde a descarga “tocar” a

edificação também estará protegidas por elementos metálicos interligados a malha de

aterramento.

Antes de definir o subsistema de captação, é necessário levar diversos fatores

físicos que poderão interferir no melhor desempenho de seu projeto sendo necessário

verificar interferência, sinalizadores noturnos, outdoors, escadas de marinheiro, placas

de aquecimento solar, boilers, torres de resfriamento para ar-condicionado, guarda-

corpos, helipontos ou heliportos etc.


Independe do modelo existem estruturas que não podem sofrer impactos

diretos e deverão ser mantidas dentro do volume de proteção do sistema (antenas,

placas de aquecimento solar etc.), já as que sofrem o impacto direto do raio são

alocadas ao sistema de proteção, de acordo com a foto 2.

(foto2)

Deve-se também definir o numero e o posicionamento dos condutores de

descida ao longo da estrutura, seguindo a tabela abaixo;

Após planejar todas as etapas anteriores, decidindo nível de proteção, modelo

a ser utilizado, posicionamento e espaçamento dos condutores, ainda resta

estabelecer o material que será utilizado. A norma permite o uso do cobre, do alumínio

e do aço galvanizado a fogo, com cabos ou outro tipo de perfil desde que sua seção

transversal seja obedecida:


Deve-se levar em consideração ao escolher o material a ser utilizado manter

uma boa estética da construção, por exemplo, fachadas com cores mais escuras para

dar um acabamento discreto o ideal é o cabo (ou fita). Já utilizando cores mais leves

(cinza, pérola, branco, azul ou verde muito claro), o alumínio (preferencialmente em

fita = barra chata), é mais adequado.

Utilizando fitas de cobre elevará o custo orçamental. Mantendo a eficiência

utiliza-se barras de alumínio, pois além de diminuir o custo podem ser pintadas de

acordo com a cor da fachada conservando a segurança e descrição.


Execução

A instalação do sistema SPDA traz diversos riscos ao instalador, sendo sempre

indicada a contração de empresas especializadas, pois assim, será realizado um

estudo preliminar de riscos apresentando soluções preventivas além de todos os

trabalhadores serem treinados e utilizarem EPI’s adequados para cada tarefa.

Instalação

Começa-se pela execução do subsistema de aterramento, no qual abre-se

valetas onde irão os cabos, cravadas as hastes do aterramento, executadas as soldas

exotérmicas, por fim, seguindo-se a etapa de reaterro, compactação e recomposição

das valetas. Também se deve realizar o aterramento da central de gás e equalização

de potenciais no nível do solo.

Posteriormente, instalam-se os condutores de descida e anéis de cintamento

horizontal (caso possua), obedecendo às regras do projeto. Nesta etapa ressalta-se o

que foi dito anteriormente, observando questões de estética uma saída é pintar os

condutores, mas sempre mantendo os módulos de segurando protegendo tanto o

instalador quanto aos moradores.

Para finalizar, insere-se sistema de captação e fazemos as equalizações de

potenciais internos e instalação do DPS (dispositivo de proteção contra surtos), para

proteção das instalações e equipamentos.


Eficiência do Projeto

Inicia-se tendo um grande controle de qualidade, é necessário seguir a risco

as especificações corretas em projeto, dos materiais com as características previstas

em norma.

Tornasse vital conferir o material na obra

antes do início dos serviços. Fio de cobre de 16 mm²,

35 mm² e 50 mm², é necessário verificar se a

formação do cabo é de sete fios (NBR 6524), e medi-

lo com um micrômetro (Foto1) o diâmetro de uma das

pernas, calcular a área de um fio e multiplicar pelo

número de fios.

(Foto1)

Seguindo a norma NBR13571 e NBR6323 as hastes de aterramento tem que

ser com 254 micra de cobre, os materiais de aço utilizados tem que ser

obrigatoriamente galvanizados a fogo. 50 cm será a profundidade da valeta do

aterramento. A empresa instaladora deve se responsabilizar pela conferência e

aprovação ou não dos materiais recebidos na obra.


Manutenção

Os SPDA’s devem passar por

inspeções visuais anualmente e

inspeções completas (de acordo

com o nível de proteção

requerido), e nessas inspeções

deverão ser identificadas

eventuais irregularidades (caso

existam) e corrigidas

imediatamente, para garantir e

eficiência do sistema.

Ressalta-se novamente que o projeto, instalação e fiscalização devem-se realizados por empresas especializadas para garantir maior eficácia e confiabilidade do sistema.

Introdução · de aquecimento solar, boilers, torres de resfriamento para ar-condicionado, guarda-...

Documents

Transcript of Introdução · de aquecimento solar, boilers, torres de resfriamento para ar-condicionado, guarda-...