PROXIMIDADE DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EXTERNO COM OUTRAS ESTRUTURAS

Márcio Augusto Teles da Cruz¹

Profissão e Contato²

RESUMO

As descargas atmosféricas, como os raios, podem gerar campos elétricos e correntes que, ao atingirem certos equipamentos metálicos, podem provocar centelhamentos perigosos e, dependendo do seu nível de energia, podem dar início a um princípio de incêndio em uma edificação. Uma forma de mitigar o risco de centelhamento é garantir a isolação elétrica entre os condutores do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) externo e os dispositivos metálicos. Tal componente metálico só poderá ser considerado isolado eletricamente do condutor do SPDA externo, quando seu afastamento for igual ou superior à distância de segurança “d” calculada em projeto. Este artigo aborda a importância dessa distância, os aspectos normativos e as boas práticas que garantem a eficácia do sistema de proteção.

Palavras-chave: Raio; Centelhamento; Isolação; Segurança.

ABSTRACT

Atmospheric discharges, such as lightning, can generate electric fields and currents that, when they reach certain metal equipment, can cause dangerous sparks and, depending on their energy level, can start a fire in a building. One way to mitigate the risk of sparks is to ensure electrical insulation between the conductors of the external Lightning Protection System (LPS) and the metal devices. Such a metal component can only be considered electrically isolated from the external LPS conductor when its distance is equal to or greater than the safety distance “d” calculated in the project. This article addresses the importance of this distance, the regulatory aspects and good practices that ensure the effectiveness of the protection system. 

Keywords: Lightning; Sparking; Insulation; Safety.

¹Profissional com experiência de 37 anos em indústrias nacionais e multinacionais. Formação na área de Engenharia de Energia (Unisinos) e Engenharia de Segurança do Trabalho (UTFPR). Atuou por mais de 25 anos no setor de Energia, Petróleo e Gás. Nos últimos 20 anos, atuou na Companhia de Gás do Estado do Rio Grande do Sul nas áreas de operação com gás natural, elétrica e automação. Elaborou procedimentos de trabalho em equipamentos elétricos, na fiscalização de projetos e inspeção de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas, na inspeção de dutos metálicos enterrados, na elaboração de memorial descritivo para licitação de serviços ligados ao setor elétrico e de inspeção de revestimento de dutos. Também atuou na prestação de apoio técnico a outros setores da companhia, como projetos de energia fotovoltaica para sistemas isolados, obras de engenharia e na reabilitação estrutural de dutos metálicos avariados por corrosão e obras de terceiros.

²Consultor e Projetista. E-mail: contato.vitalprevencao@gmail.com

1 INTRODUÇÃO

A proximidade dos condutores do SPDA com outras instalações metálicas pode gerar uma série de problemas de segurança, caso não sejam adequadamente projetados. Essa proximidade com outras estruturas metálicas, como tubulações, módulos fotovoltaicos, sistemas de ar-condicionado, antenas, sistemas de rede elétrica, entre outros, pode criar riscos significativos, como sobretensão e centelhamento e, por consequência, um princípio de incêndio.

Durante uma descarga atmosférica, o sistema de para-raios e aterramento pode gerar tensões muito altas. Se o sistema de aterramento não for projetado corretamente, ou se houver proximidade inadequada entre a proteção contra descargas atmosféricas e outras instalações metálicas (como tubulações ou estruturas de aço), essas sobretensões podem se propagar para as instalações metálicas adjacentes, criando riscos de centelhamento ou curto-circuito.

Em instalações industriais ou em áreas com substâncias inflamáveis, os centelhamentos gerados por uma descarga atmosférica ou pela difusão de corrente elétrica para estruturas metálicas próximas podem causar incêndios ou explosões. A presença de tubulações de gás, produtos químicos ou até poeiras combustíveis pode intensificar esses riscos.

2 A DISTÂNCIA DE SEGURANÇA

O sistema de proteção contra descarga atmosférica externo tem a função de interceptar os raios e direcioná-los de forma controlada para o solo, evitando que a descarga elétrica atinja partes sensíveis da estrutura, como a fundação, o sistema elétrico e os sistemas eletrônicos. Para que o sistema de proteção funcione adequadamente, é imprescindível que os componentes metálicos da construção, como estruturas de aço, cabos e outras instalações metálicas, estejam posicionados de maneira a não interferir na trajetória do raio ou permitir que a corrente elétrica do raio se propague de forma inadequada.

A distância de segurança refere-se à separação física que deve ser mantida entre os componentes metálicos e os elementos do sistema de proteção, como as hastes de captação e os condutores principais. Isso se faz necessário para garantir que a corrente do raio seja adequadamente desviada para o solo sem gerar riscos adicionais. A figura 1 ilustra uma situação clássica encontrada em edificações brasileiras.

Figura 1 ‒ SPDA externo próximo a antenas

Fonte:  Autor (2024).

2.1 Riscos Associados à Falta de Distância Adequada

A ausência de uma distância de segurança apropriada entre os componentes metálicos e o sistema de proteção pode gerar diversos riscos, entre eles:

• Propagação inadequada da corrente do raio: se a estrutura metálica estiver muito próxima ao sistema de aterramento ou aos condutores principais do SPDA externo, a corrente do raio pode se propagar por essas partes de forma indesejada, causando danos à edificação, como fusões de cabos e equipamentos.

• Risco de incêndio: o contato direto entre os componentes metálicos e o SPDA externo pode gerar arcos elétricos de alta temperatura, com o potencial de incendiar materiais inflamáveis presentes na edificação.

• Danos à integridade estrutural: a sobrecarga de corrente em elementos metálicos próximos ao sistema de proteção pode comprometer a resistência estrutural de materiais, como concreto e aço, resultando em rachaduras e deformações.

• Riscos à segurança dos ocupantes: um sistema de proteção mal projetado ou mal dimensionado pode não proteger adequadamente os ocupantes, deixando a edificação vulnerável a acidentes graves, como choques elétricos ou até mesmo incêndios.

2.2 Boas Práticas para a Implementação da Distância de Segurança

A implementação de uma distância segura entre os componentes metálicos e o sistema de proteção deve ser feita com base nas melhores práticas e diretrizes estabelecidas pelas normas técnicas. Entre as boas práticas para garantir a eficácia da proteção, destacam-se:

• Planejamento cuidadoso do layout: O projeto do sistema de proteção contra descargas atmosféricas externo, ou seja, os condutores, deve considerar a localização dos componentes metálicos e garantir que a distância mínima seja respeitada em todo o sistema. Tais componentes só poderão ser considerados isolados eletricamente do SPDA externo quando seu afastamento for, no mínimo, igual ou superior à distância de segurança “d” calculada no trecho em análise. O ideal é que essa distância seja respeitada em todos os pontos da edificação, tendo como referência os subsistemas de captação e condutores de descida. Caso essa distância seja inferior à dimensionada, serão necessárias algumas medidas, uma delas será promover uma ligação equipotencial do equipamento metálico ao BEP/BEL mais próximo ou mover o condutor do SPDA externo, objetivando o seu afastamento para uma distância maior que "d" e, posteriormente, equipotencializando-o ao BEP/BEL.

• Manutenção preventiva: A realização de inspeções periódicas no sistema de proteção é essencial para garantir que as distâncias de segurança sejam mantidas, principalmente em instalações antigas ou em áreas de alto risco.

• Treinamento de profissionais: Técnicos e engenheiros responsáveis pela instalação e manutenção do sistema de proteção devem ser adequadamente treinados sobre as normativas e a importância da distância de segurança, de modo a minimizar riscos operacionais.

2.3 Normas Técnicas e Regulamentação

A definição da distância de segurança entre os componentes metálicos e o SPDA externo está embasada em normas técnicas que visam garantir a eficiência do sistema e a segurança da instalação. A norma brasileira ABNT NBR 5419 (Proteção contra Descargas Atmosféricas) estabelece diretrizes detalhadas sobre o dimensionamento e a instalação da PDA, incluindo a necessidade de definir adequadamente as distâncias de segurança.

De acordo com a NBR 5419, a distância mínima entre um componente metálico e o sistema de proteção deve ser determinada considerando fatores como:

• Intensidade da corrente de descarga atmosférica pelos condutores de descida (Tabela 12 da NBR 5419-3:2015 e Anexo C);

• Nível de proteção escolhido para o SPDA (Tabela 10 da NBR 5419-3:2015);

• Material isolante, se ar, concreto ou tijolos (Tabela 11 da NBR 5419-3:2015) e;

• Comprimento em metros desde o ponto onde a distância de segurança deverá ser considerada, até a ligação equipotencial mais próxima.

O valor “d” é o mínimo, devendo ser ajustado conforme a especificidade de cada projeto, mas serve como referência para evitar a indução de tensões nos elementos metálicos.

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Toda vez que realizamos uma ligação equipotencial de um objeto metálico ao SPDA, este passará a conduzir uma parcela da corrente do raio e isto implicará na obrigatoriedade de instalar DPS do tipo I.

A distância de segurança não é exigida em estruturas metálicas ou de concreto com armadura interligada e com continuidade elétrica.

Em estruturas com telhado metálico contínuo na forma de captação natural, o comprimento ao longo da captação pode ser desconsiderado.

4 CONCLUSÃO

A distância de segurança, entre componentes metálicos e o sistema de proteção contra descargas atmosféricas externo, é um elemento essencial para garantir a eficácia da PDA e a proteção das instalações contra os danos causados por raios. As normas técnicas, como a ABNT NBR 5419, fornecem diretrizes claras para dimensionar e implementar adequadamente essas distâncias. O respeito às distâncias de segurança evita, não apenas danos materiais e estruturais, mas também contribui para a segurança de vidas humanas, minimizando os riscos associados às descargas atmosféricas. Assim, a correta implementação dessa medida é fundamental para qualquer projeto de PDA, independentemente da complexidade ou da escala da instalação.

REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5419: Proteção contra Descargas Atmosféricas: 1. ed. Rio de Janeiro: ABNT, 2015.

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FISCHER, Darlan Régis. Análise de Risco e Proposta de PDA para uma Edificação Universitária. Monografia. Trabalho de Conclusão de Curso. Engenharia de Segurança do Trabalho. Santa Rosa, UNIJUI, 01 de Março de 2018. Portal do Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia. https://www.oasisbr.ibict.br/vufind/Record/UNIJ_9387572de231db5af761ad72bb536dac/Details . Acesso em: 08 nov. 2024.

PATRÍCIO, Fernando Nunes. CREA-PR – Proteção Contra Descargas Atmosféricas. Série de Cadernos Técnicos da Agenda Parlamentar. 2016. Disponível em: https://www.crea-pr.org.br/ws/wp-content/uploads/2016/12/protecao-contra-descargas-atmosfericas-SPDA.pdf .Acesso em: 21 nov. 2024.

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