Conforme dados divulgados pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), o Brasil é uma região que recebe em média 50 milhões de raios por ano. Para evitar possíveis problemas, prédios, indústrias e locais com energia elétrica devem receber a proteção correta contra descargas atmosféricas.
Nos estabelecimentos citados é obrigatório o laudo de inspeção do sistema de proteção contra descargas atmosféricas – mais conhecido como laudo SPDA. Trata-se de documento técnico, com registro das inspeções, verificações e medições realizadas no sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) e também do sistema de aterramento elétrico. Seu objetivo é verificar a conformidade com a norma técnica ABNT NBR 5419:2015 – Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas e a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho e Emprego – NR10.
O Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (Confea) e os Conselhos Regionais (CREA) estabeleceram na resolução Nº 218, DE 29 JUN 1973 do CONFEA - que somente profissional Engenheiro legalmente habilitado pode emitir laudos e parecer técnico. As inspeções e ensaios para emissão deste laudo devem ser executados segundo os objetivos, métodos e periodicidade prescritos na norma. A norma conta com quatro partes, sendo elas:
Parte 1 – Princípios gerais;
Parte 2 – Gerenciamento de risco;
Parte 3 – Danos físicos a estruturas e perigos à vida;
Parte 4 – Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura.
O Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003) é responsável pela norma e tem como escopo a normalização no campo da eletricidade compreendendo geração/transmissão e distribuição de energia; equipamentos industriais em atmosferas explosivas; eletrônica; dispositivos e acessórios elétricos; instrumentação; bens de consumo; condutores elétricos; instalações elétricas; iluminação; compatibilidade eletromagnética e telecomunicações no que concerne a terminologia, requisitos, métodos de ensaio e generalidades.
Além da norma, a ABNT também possui cursos de capacitação que auxiliam em sua aplicação, são eles: Proteção contra descargas atmosféricas segundo a ABNT NBR 5419:2015 e Medições elétricas em sistemas de aterramento e em sistemas de proteção contra descargas atmosféricas - SPDA.
Descarga atmosférica é um fenômeno da natureza imprevisível e aleatório, tanto em sua intensidade e duração quanto em seus efeitos destruidores. A medida de proteção para este fenômeno recebe o nome de Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas (SPDA).
Um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) tem por objetivo principal evitar a incidência direta de raios na estrutura a ser protegida, através da constituição de pontos preferenciais de incidência para as descargas que eventualmente atingiriam a estrutura na ausência do sistema.
O SPDA, além de captar a descarga atmosférica, deve direcionar o fluxo da corrente associada diretamente para o solo, segundo percursos definidos, constituído pelos condutores do sistema de proteção.
A norma de instalação de SPDA é regulada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através da NBR 5419. O objetivo da NBR 5419 é evitar e minimizar incêndios, explosões, danos materiais e risco de morte de pessoas e animais pelos efeitos das descargas elétricas.
O SPDA tem duas funções distintas:
Preventiva: Neutraliza a eletricidade das nuvens situadas acima das edificações, não se concretizando a formação dos raios;
Corretiva: O SPDA deve ser colocado no ponto mais alto da edificação a ser protegida e oferecer uma impedância mais baixa à passagem da corrente elétrica do raio. Se a nuvem for de intensidade suficiente para criar uma descarga atmosférica irá preferir o caminho através do SPDA.
A decisão de utilizar um sistema de proteção contra descargas atmosféricas em uma estrutura pode ser uma exigência legal (Ex: códigos de obras municipais), uma precaução do proprietário para evitar prejuízos ou ainda uma exigência das companhias de seguro, já que os raios são causas de danos físicos e incêndios.
Conforme NBR 5419, o SPDA deve passar por inspeções. Uma inspeção visual do SPDA deve ser efetuada anualmente. Já inspeções completas 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 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.)
Estruturas especiais com riscos inerentes de explosão, tais como aquelas contendo gases ou líquidos inflamáveis, requerem geralmente o mais alto nível de proteção contra descargas atmosféricas.
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.
Materiais
Quando se instala um SPDA externo, caso das edificações prontas, é necessário o projetista ficar atento aos detalhes arquitetônicos para escolher os melhores locais para posicionar os condutores de descida e anéis de cintamento horizontal. Como dissemos, é preciso considerar a questão estética. Neste estágio, pode-se tomar decisões de menor impacto sobre as fachadas, sob o ponto de vista estético.
Projeto
O primeiro passo de um projeto de SPDA é definir o nível de proteção. Como vemos na tabela abaixo, a norma NBR 5419/2005 estabelece quatro níveis de proteção (tabela 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 edificação 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. Paralelamente a isso, também deve-se decidir se o sistema deve ser isolado (fora da edificação) ou não isolado (na edificação).
Posicionamento de captores conforme o nível de proteção
Ao se dimensionar o subsistema de captação, é necessário verificar interferências com antenas coletivas, sinalizadores noturnos, outdoors, escadas de marinheiro, placas de aquecimento solar, boilers, torres de resfriamento para ar-condicionado, guarda-corpos, helipontos ou heliportos etc.
As estruturas que não podem suportar o impacto direto do raio deverão ser mantidas dentro do volume de proteção do sistema (antenas, placas de aquecimento solar etc.), e as estruturas que podem sofrer o impacto direto do raio devem ser incorporadas ao sistema de proteção (ver tabela 2). Independentemente dessa questão, todas as massas metálicas têm que ser interligadas ao SPDA no ponto mais próximo deste.
Essa interligação das massas metálicas com o SPDA irá se repetir novamente no solo e em intervalos espaçados de acordo com o projeto para equipotencializar todos os sistemas funcionais da edificação.
Como regra, a execução do projeto começa pelo subsistema de aterramento, abrindo-se valetas onde serão lançados os cabos, cravadas as hastes de aterramento, executadas as soldas exotérmicas e, por fim, seguindo-se a etapa de reaterro, compactação e recomposição das valetas. À parte, deve-se executar o aterramento da central de gás e equalização de potenciais no nível do solo.
Seguindo-se essas etapas, faz-se a instalação dos condutores de descida e anéis de cintamento horizontal (se for o caso), obedecendo ao posicionamento especificado no projeto. Nesse item é importante observar a questão da eventual pintura dos condutores, por questões estéticas e também para atender às questões de segurança dos instaladores e dos moradores. Isolam-se as áreas abaixo dos locais de trabalho, após aviso aos condôminos e instrução do síndico.
O próximo passo é a execução do sistema de captação, que também deve seguir as especificações do projeto.
Controle da qualidade
O controle de qualidade começa pela especificação correta, em projeto, dos materiais com as características previstas em norma.
Todos os materiais deverão ser rigorosamente vistoriados e conferidos para evitar retrabalho e problemas legais. Por exemplo, se a instalação for com cabo de cobre nu, deverá ser checada a sua seção transversal e formação (número de fios). No caso dos cabos de cobre 16 mm², 35 mm² e 50 mm², é necessário verificar se a formação do cabo é de sete fios (NBR 6524), medir com um micrômetro o diâmetro de uma das pernas, calcular a área de um fio e multiplicar pelo número de fios.
Dessa forma, temos a área total do condutor. O mais comum é que esses condutores sejam fornecidos com 19 fios, e a seção total dos fios seja muito inferior à seção (cabos desbitolados - chamados cabos comerciais) mencionada no projeto. É comum os cabos de 50 mm² terem 35 mm². O mesmo ocorre com outras bitolas, então se torna vital conferir o material na obra antes do início dos serviços.
As hastes de aterramento têm que ser de alta camada, com 254 micra de cobre (NBR 13571). As ferragens e acessórios de aço têm que ser obrigatoriamente galvanizados a fogo (NBR 6323). Para garantir a qualidade com relação a estes e outros itens da instalação, é necessário que a empresa instaladora (ou fiscal) se responsabilize pela conferência e aprovação ou não dos materiais recebidos na obra.
A profundidade da valeta do aterramento deverá ser de 50 cm de profundidade, e outras exigências da norma e do projeto devem ser plenamente atendidas.
Seguem abaixo exemplos de especificações corretas:
Exemplo 1- Cabo de cobre para o aterramento
Cabo de cobre nu, 50 mm², formação sete fios, norma NBR 6524
Exemplo 2 - Haste de aterramento
Haste tipo Copperweld 5/8" x 3,0 m alta camada (254 micra) - NBR 13571
Para garantir a qualidade dos serviços, é recomendável que a execução seja fiscalizada por empresa especializada (preferencialmente terceirizada), para garantir a fidelidade do projeto e a documentação de todo o processo até a entrega da obra.
Manutenção
Os SPDAs 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.
* Instalação genérica de SPDA externo em prédio
Recomendações
É importante lembrar que o aterramento não natural consiste num anel circundando a edificação a 50 cm de profundidade e deverá ser medido pelo método de queda de potencial, com respectivo laudo de medição.
O projeto, instalação e fiscalização deverão ser realizados por empresas especializadas para garantir a qualidade final e confiabilidade do sistema.
