SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS – SPDA

SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS – SPDA

O Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) é uma proteção de pessoas e bens sobre os danos provenientes de descargas elétricas presentes na atmosfera: os raios.

É parte do projeto integrante de combate aos incêndios, sendo exigido pelos bombeiros para a aprovação de alvarás e é regulamentada pela NBR 5419 – “Proteção de Estruturas Contra Descargas Atmosféricas”.

Por ser um fenômeno elétrico, o raio deve ser conduzido o mais rápido possível para o solo e pára-raios são utilizados para facilitar o “caminho” do mesmo, a fim de reduzir seu poder destrutivo.

Desde a criação de Franklin, o para-raio não foi muito estudado e ainda consiste em, basicamente, três etapas:

1. Captores de Raio;
2. Cabos de descida;
3. Sistema de aterramento.

Para dimensionar esse dispositivo, existem as seguintes maneiras:

1. Método Franklin – é ideal para edificações menores e possui limitações em questão de altura e nível de proteção.[pic 1]

1. Método da Esfera Rolante, Eletrogeométrico ou Esfera Ficticia – consiste em uma esfera que envolve a edificação. Esta esfera terá um raio definido em função do Nível de Proteção : onde a esfera toca, os raios também podem tocar, porém, devem haver proteção metálica (captores metálicos ou do tipo Franklin);

[pic 2]

1. Método Gaiola de Faraday ou Malha – Funciona como uma blindagem elétrica. Uma superfície condutora envolve e delimita uma região, impedindo a entrada de outros campos elétricos ou eletromagnéticos que as ondas sejam maiores do que o tamanho da malha.

[pic 3]

ÁREA DE CAPTAÇÃO

        A área de captação de um raio é a área ao redor da edificação. Esta área corresponde a soma de duas áreas: [pic 4]

ELEMENTOS QUE COMPÕEM O SISTEMA DE PROTEÇÃO[pic 5]

CAPTORES

        Deve receber os raios e reduzir a probabilidade da estrutura receber carga elétrica direta. Deve ser capaz térmica e mecanicamente a fim de suportar o calor ocasionado no ponto de impacto e também vencer esforços resultantes.

CONDUTORES DE DESCIDA

Conduz a corrente elétrica ate o sistema de aterramento, minimizando as descargas elétricas e laterais no interior da edificação protegida. Deve suportar também o calor gerado pela passagem da corrente e suportar a corrosão.

        ANÉIS DE CINTAMENTO OU EQUALIZAÇÃO

Os anéis de cintamento deverão ser executados a cada 20 metros de altura, contados a partir do solo, até a captação, podendo também serem fixados por baixo do reboco (cobre) ou por cima do acabamento da fachada com cabo de alumínio ou barra chata de alumínio. Tem como objetivo principal de igualar os potenciais desses condutores.

        SISTEMA DE ATERRAMENTO

        Dispersa no solo a corrente recebida, reduzindo ao mínimo a ocorrência de tensões e passo e toque. Deve resistir ao alto calor e aos diversos tipos de solo.

Há diversas tabelas na NBR que indicam o Nível de Proteção de alguns tipos de edificações:

[pic 6][pic 7]

CAPTORES

O captor mais usado atualmente é o tipo Franklin, que consiste de um conjunto de algumas hastes pontiagudas para facilitar a condução, montado em um mastro vertical.

CABOS DE DESCIDA

Uma vez ter sido captada pelo captor a descarga atmosférica deverá ser conduzida ao sistema de aterramento pelos condutores de descida (Cabo de descida) onde o numero de condutores utilizados, o distanciamento entre eles e a respectiva seção transversal deverão ser escolhidos de maneira que:

• Os Condutores suportem térmica e mecanicamente as correntes e os respectivos esforços;
• Não haja descargas laterais;
• Os campos eletromagnéticos sejam mínimos;
• Não haja risco para as pessoas próximas;
• Não haja danos às paredes;
• Os materiais usados resistam às intempéries e a corrosão.

Para isso, deve-se utilizar os caminhos mais curtos e retilíneos possíveis para conduzir a descarga atmosférica, além disto, devem ser utilizados condutores de cobre, alumínio ou aço galvanizado a quente.

 

A seção transversal mínima especificada pelas normas é a calculada pelos efeitos térmicos e eletrodinâmicos causados pela passagem da corrente das descargas atmosféricas. A temperatura limite considerada foi de 500°C, levados em consideração os maiores valores de corrente e a resistência dos condutores.

 

Para edificações até 20m as seções mínimas são: 16mm² de cobre, 35mm² para alumínio e 50 mm² para o aço galvanizado. Para edificações superiores a 20m as seções mínimas são: 35mm², 50 mm² e 70 mm² respectivamente.

NÚMERO DE DESCIDAS E ESPAÇAMENTO

A quantidade de descidas deve seguir o espaçamento médio máximo exigido pelo nível de proteção:

 

Nível	Espaçamento Máximo
I	10 m
II	15 m
III	20 m
IV	25 m

Deve-se considerar que o número mínimo de descidas exigido pela norma é de 2. O perímetro do prédio dividido pelo espaçamento da tabela acima resulta no NÚMERO MÍNIMO de descidas.

ATERRAMENTO

Tem como intenção, dissipar no solo a corrente do raio, sem provocar tensões de passo perigosas e mantendo baixa a queda de tensão na resistência de terra, Os condutores de um sistema de terra são denominados eletrodos e podem ser introduzida nas posições VERTICAL, HORIZONTAL ou INCLINADA.

A terra possui certa resistência e a mesma é medida por um termômetro especial que constitui em 3 ou 4 hastes que são colocadas na terra à distancias padrões, geralmente entre 30 – 50 ou 40 – 60 m. Primeiro mede-se a escala de tensão e depois o valor ôhmico do terreno.