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NBR 5419 – PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS
1.1 Esta Norma fixa as condições de projeto, instalação e manutenção de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), para proteger as edificações e estruturas definidas em 1. contra a incidência direta dos raios. 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.
1.2 Esta Norma é aplicável às estruturas comuns, utilizadas para fins comerciais, industriais, agrícolas, administrativos ou residenciais, e às estruturas especiais previstas no anexo A.
1.3 As prescrições desta Norma não garantem a proteção de pessoas e equipamentos elétricos ou eletrônicos situados no interior das zonas protegidas contra os efeitos indiretos causados pelos raios, tais como: parada cardíaca, centelhamento, interferências em equipamentos ou queima de seus componentes causadas por transferências de potencial devidas à indução eletromagnética.
1.4 Esta Norma não se aplica a: a) sistemas ferroviários; b) sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica externos às estruturas; c) sistemas de telecomunicação externos às estruturas; d) veículos, aeronaves, navios e plataformas marítimas.
1.5 Esta Norma não contempla a proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos contra interferências eletromagnéticas causadas pelas descargas atmosféricas.
3.5 sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA): Sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas. É composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteção: 3.6 sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas: Sistema que consiste em subsistema de captores, subsistema de condutores de descida e subsistema de aterramento. 3.7 sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas : Conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos elétricos e magnéticos da corrente de descarga atmosférica dentro do volume a proteger.
3.12 eletrodo de aterramento: Elemento ou conjunto de elementos do subsistema de aterramento que assegura o contato elétrico com o solo e dispersa a corrente de descarga atmosférica 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 fundação: Eletrodo de aterramento embutido nas fundações da estrutura.
3.18 componente natural de um SPDA: Componente da estrutura que desempenha uma função de proteção contra descargas atmosféricas, mas não é instalado especificamente para este fim: a) coberturas metálicas utilizadas como captores; b) pilares metálicos ou armaduras de aço do concreto utilizadas como condutores de descida; c) armaduras de aço das fundações utilizadas como eletrodos de aterramento.
3.21 ligação eqüipotencial (LEP ou TAP): Barra condutora onde se interligam ao SPDA as instalações metálicas, as massas e os sistemas elétricos de potência e de sinal.
NOTA LEP = ligação eqüipotencial principal. TAP = terminal de aterramento principal.
3.26 dispositivo de proteção contra surtos - DPS: Dispositivo que é destinado a limitar sobretensões transitórias.
4.1 Deve ser lembrado que um SPDA não impede a ocorrência das descargas atmosféricas.
4.2 Um SPDA projetado e instalado conforme esta Norma não pode assegurar a proteção absoluta de uma estrutura, de pessoas e bens. Entretanto, a aplicação desta Norma reduz de forma significativa os riscos de danos devidos às descargas atmosféricas.
4.7 O projeto, a instalação e os materiais utilizados em um SPDA devem atender plenamente a esta Norma. Não são admitidos quaisquer recursos artificiais destinados a aumentar o raio de proteção dos captores, tais como captores com formatos especiais, ou de metais de alta condutividade, ou ainda ionizantes, radioativos ou não. Os SPDA que tenham sido instalados com tais captores devem ser redimensionados e substituídos de modo a atender a esta Norma.
5.1.1.1.2 Os captores podem ser constituídos por uma combinação qualquer dos seguintes elementos: a) hastes; b) cabos esticados; c) condutores em malha; d) elementos naturais.
- O ângulo de proteção do SPDA depende do nível de proteção e da altura da estrutura (método Franklin).
- Para estruturas acima de 60 metros aplica-se somente o método da gaiola de faraday
muita eficiência em estruturas de grande altura ou de formas arquitetônicas complexas. Tem bastante aplicação em subestações de potência de instalação exterior.
5.1.1.3.1 Para um SPDA isolado, a distância entre o subsistema captor e instalações metálicas do volume a proteger deve ser maior que 2 m.
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 perímetro. Este captor não deve estar situado a mais de 0,5 m da borda do perímetro superior da edificação. Esta recomendação é suplementar e não exclui a necessidade de outros captores, quando determinada pelo projeto.
5.1.1.4.1 Quaisquer elementos condutores expostos, isto é, que do ponto de vista físico 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 características são compatíveis com os critérios estabelecidos para elementos captores. Exemplos de elementos metálicos nas condições deste item são: a) coberturas metálicas sobre o volume a proteger; b) mastros ou outros elementos condutores salientes nas coberturas; c) rufos e/ou calhas periféricas de recolhimento de águas pluviais; d) estruturas metálicas de suporte de envidraçados, para fachadas, acima de 60 m do solo ou de uma superfície horizontal circundante; e) guarda-corpos, ou outros elementos condutores expostos, para fachadas, acima de 60 m da superfície horizontal circundante; f) tubos e tanques metálicos construídos em material de espessura igual ou superior à indicada na tabela 4.
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 possível.
5.1.2.2 Posicionamento das descidas para os SPDA isolados 5.1.2.2.1 Conforme o tipo de subsistema captor, deverão ser previstas as seguintes quantidades mínimas de condutores de descida: a) um ou mais mastros separados - um condutor de descida para cada mastro (não 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 (não condutora).
5.1.2.3.4 A instalação dos condutores de descida deve levar em consideração o material da parede onde os mesmos serão fixados: a) se a parede for de material não inflamável, os condutores de descida podem ser instalados na sua superfície ou embutidos na mesma; b) se a parede for de material inflamável e a elevação de temperatura causada pela passagem da corrente de descarga atmosférica não resultar em risco para este material, os condutores de descida podem ser instalados na sua superfície; c) se a parede for de material inflamável e a elevação de temperatura dos condutores de descida resultar em risco para este material, a distância entre os condutores e o volume a proteger deve ser de no mínimo 10 cm (os suportes metálicos dos condutores de descida podem estar em contato com a parede).
5.1.2.5.3 As instalações metálicas da estrutura podem ser consideradas condutores de descida naturais (inclusive quando revestidas por material isolante), desde que suas seções sejam no mínimo iguais às especificadas para condutores de descida na tabela 3 e com continuidade elétrica no sentido vertical no mínimo equivalente. NOTA Tubulações metálicas (exceto gás) podem ser admitidas como condutores de descida, desde que seu trajeto satisfaça às prescrições de 5.1.2.3.4 e que sua continuidade não possa ser afetada por modificações posteriores ou por serviços de manutenção.
- Seção mínima para condutores de PROTEÇÃO: Cobre 16 mm Alumínio 25 mm Aço 50 mm
- Aço galvanizado A QUENTE ou embutido. Esse condutor de proteção é para condução substancial das correntes de descarga atmosférica.
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 fundações, em geral as armaduras de aço das fundações; 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 razões de corrosão.
5.2.1.3.2 Se os condutores são blindados, é suficiente, em geral, conectar apenas as blindagens à ligação eqüipotencial, desde que sua resistência ôhmica não provoque uma queda da tensão perigosa para o cabo ou para o equipamento associado. Eletrodutos metálicos devem ser conectados à ligação eqüipotencial.
6 Inspeção Este item não se aplica aos subsistemas do SPDA instalados, que tenham seus acessos impossibilitados por estarem embutidos no concreto armado (ferragens estruturais) ou reboco.
6.3 Periodicidade das inspeções 6.3.1 Uma inspeção visual do SPDA deve ser efetuada anualmente.
6.3.2 Inspeções completas conforme 6.1 devem ser efetuadas periodicamente, em intervalos de: a) 5 anos, para estruturas destinadas a fins residenciais, comerciais, administrativos, agrícolas ou industriais, excetuando-se áreas classificadas com risco de incêndio ou explosão; b) 3 anos, para estruturas destinadas a grandes concentrações públicas (por exemplo: hospitais, escolas, teatros, cinemas, estádios de esporte, centros comerciais e pavilhões), indústrias contendo áreas com risco de explosão, conforme a ABNT NBR 9518, e depósitos de material inflamável; c) 1 ano, para estruturas contendo munição ou explosivos, ou em locais expostos à corrosão atmosférica severa (regiões litorâneas, ambientes industriais com atmosfera agressiva etc.).
6.4 Documentação técnica A seguinte documentação técnica deve ser mantida no local, ou em poder dos responsáveis pela manutenção do SPDA: a) relatório de verificação de necessidade do SPDA e de seleção do respectivo nível de proteção, elaborado conforme anexo B. A não necessidade de instalação do SPDA deverá ser documentada através dos cálculos constantes no anexo B; b) desenhos em escala mostrando as dimensões, os materiais e as posições 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 às estratificações do solo, ou seja, o número 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 resistência de aterramento a ser atualizado nas inspeções periódicas ou quaisquer modificações ou reparos SPDA. A medição de resistência de aterramento pode ser realizada pelo método de queda de potencial usando o medidor da resistência de aterramento, voltímetro/amperímetro ou outro equivalente. Não é admissível a utilização de multímetro.
B.1.2 Para os demais tipos de estrutura, deve ser inicialmente determinado se um SPDA é, ou não, exigido. Em muitos casos, a necessidade de proteção é evidente, por exemplo: a) locais de grande afluência de público; b) locais que prestam serviços públicos essenciais; c) áreas com alta densidade de descargas atmosféricas;
d) estruturas isoladas, ou com altura superior a 25 m; e) estruturas de valor histórico ou cultural.
B.1.3 Este anexo apresenta um método para determinar se um SPDA é, ou não, exigido, e qual o nível de proteção aplicável. No entanto, alguns fatores não podem ser avaliados e podem sobrepujar todas as demais considerações. Por exemplo, o fato de que não deve haver qualquer risco de vida evitável, 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 proteção seria normalmente dispensável. Nestas circunstâncias, deve recomendar-se uma avaliação que considere o risco de exposição (isto é, o risco de a estrutura ser atingida pelo raio), e ainda os seguintes fatores: a) o tipo de ocupação da estrutura; b) a natureza de sua construção; c) o valor de seu conteúdo, ou os efeitos indiretos; d) a localização da estrutura; e) a altura da estrutura.
A. aço galvanizado B. Cobre (aço cobreado)
- Devido a corrosão não se usa o alumínio.
- Condutor de aterramento: No caso de solos ácidos, utiliza condutor de cobre nu de seção mínima de 16 mm². Para solos alcalinos a seção do condutor deve ser no mínimo de 25 mm².
- Conexões: Utilizadas nas emendas ou derivações. Existem conectores “aparafusados” e conexões “exotérmicas”.
- Condutor de proteção: A NBR 5410 estipula valores mínimos para tais condutores.
*** Calculo da malha de terra (subestação):** Necessita-se conhecer, os seguintes itens.
- Resistividade aparente do solo
- Resistividade da camada superior do solo
- Resistividade do material de acabamento
- Corrente máxima de curto fase terra
- Tempo de duração da corrente de curto fase terra.
