Aterramento

SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS APLICADOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Edson dos Santos Xavier

Edgarde Gonsalves Cerqueira

RESUMO: Neste artigo constam as definições, métodos, sistemas e normas para instalação de Proteção contra Descargas Atmosféricas, utilizada na construção civil. Apresenta também em especial o sistema estrutural com a utilização de uma Barra Adicional (Re-Bar) entre as armaduras de concreto para escoamento para o solo da corrente elétrica produzida pela descarga atmosférica. São apresentados ainda alguns ensaios realizados no Brasil e no mundo que comprovam o não rompimento do concreto quando da passagem da corrente elétrica com o uso das armaduras de concreto como parte integrante do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA).

Palavras-chave: Descargas Atmosféricas; Barra Adicional; Corrente Elétrica

1 INTRODUÇÃO

Uma descarga atmosférica é um fenômeno natural que desde o princípio da humanidade causa medo e danos

A descarga atmosférica causa danos e pode provocar a morte, pois injeta correntes da ordem de centenas de quiloamperes no objeto atingido que, caso não sejam contidas, provocam prejuízos e acidentes, tais como:

• Seqüelas e mortes em seres humanos causados tanto pela incidência direta, como indireta das descargas atmosféricas.

• Danos em florestas e campos;

• Danos em edificações;

• Danos em instalações de transmissão e distribuição de energia elétrica;.

• Interferências em sistemas de telecomunicações e de dados.

• Acidentes em aviões, embarcações, plataformas de petróleo e antenas.

• Interrupções de fornecimento de energia elétrica.

Segundo Creder (2000), as descargas atmosféricas ou raio, são fenômenos naturais de danosas conseqüências, resultante do acúmulo de cargas elétricas em uma nuvem e a conseqüente condução para o solo terrestre ou sobre qualquer estrutura que ofereça condições favoráveis à dissipação. Mamede (1997) destaca que ao longo dos anos várias teorias foram desenvolvidas para explicar o fenômeno das descargas atmosféricas. Os estudos indicam que a única forma de proteção para evitar ou minimizar os danos e perigos relacionados ao fenômeno é dissipar para a terra a corrente com segurança para as instalações e os seres humanos.

O primeiro cientista a estudar o fenômeno foi Benjamim Franklin (1752), que concluiu que as descargas atmosféricas eram constituídas de corrente elétrica. A conclusão dos estudos indicou que estas correntes poderiam ser direcionadas com segurança para a terra, através de uma ponta metálica instalada, por exemplo, em cima de uma casa. Com base na teoria do poder das pontas, a ponta metálica atrairia os raios para si e a edificação estaria protegida contra as descargas. Com esta teoria Benjamim Franklin (1752) construiu um dispositivo de condução das descargas atmosféricas para o solo que denominou “pára-raios”. As cargas elétricas, produzidas pelas descargas atmosféricas, em vez de irromperem de um ponto qualquer do solo, seriam conduzidas até as pontas do Pára-Raios e delas para a terra através de um cabo de excelente condutividade elétrica (cabo de cobre), permitindo desta forma, que as descargas sejam efetuadas através deste, propiciando a proteção da construção dentro de determinado raio de atuação (MAMEDE, 1997).

Apesar do uso de Pára-Raios pontos de edificações têm sido atingidos por descargas atmosféricas as quais não haviam caído na ponta metálica, sendo assim, reformulou-se a teoria e concluiu-se que a ponta metálica seria o caminho mais provável mas não o único para conduzir o raio. Mais estudos foram desenvolvidos para assegurar que o raio seja conduzido até o solo com segurança e assim, iniciaram-se estudos para definir a região até onde a ponta metálica teria influência e foram definidos ângulos de proteção em função da exposição da edificação, bem como os riscos materiais e humanos envolvidos.

O comportamento das descargas atmosféricas continua sendo de difícil previsão e daí a necessidade de maiores estudos sobre sistemas de proteção contra descargas atmosféricas, que impeçam ou reduzam as possibilidades de prejuízos, acidentes e danos nas edificações.

Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) vêm sendo desenvolvidos no decorrer dos últimos anos, contudo deve ser destacado que ainda, não se conseguiu uma proteção completa ou totalmente efetiva para as descargas atmosféricas. A fim de evitar falsas expectativas sobre os sistemas de proteção, é bom tornar claro que a descarga atmosférica (raio) é um fenômeno da natureza absolutamente imprevisível e aleatório, tanto em relação às características elétricas (intensidade de corrente, tempo de duração, etc.), como em relação aos efeitos destruidores decorrentes de sua incidência sobre as edificações. Nada em termos práticos pode ser feito para se impedir a "queda" de uma descarga em determinada região. Não existe "atração" a longas distâncias, sendo os sistemas prioritariamente receptores. Assim sendo, as soluções internacionalmente aplicadas buscam tão somente minimizar os efeitos destruidores a partir da colocação de pontos preferenciais de captação e condução segura da descarga para a terra (Leon, 1991).

1.1 Normatização

A implantação e manutenção de sistemas de proteção são normatizadas internacionalmente pela IEC (International Eletrotecnical Comission) e em cada país por entidades próprias como a ABNT (Brasil), NFPA (Estados Unidos) e BSI (Inglaterra). Somente os projetos elaborados com base em disposições destas normas podem assegurar uma instalação eficiente e confiável. Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100 % estando, mesmo estas instalações, sujeitas à falhas de proteção. Os danos mais comuns são a destruição de pequenos trechos do revestimento das fachadas de edifícios ou de quinas da edificação ou ainda de trechos de telhados. Os sistemas visam a proteção da estrutura das edificações contra as descargas que a atinjam de forma direta, tendo a NBR-5419 da ABNT como norma básica. É de fundamental importância que após a