Nova abordagem para os métodos de captação

Edição 110 – Março de 2015
Espaço 5419
Por Normando V. B. Alves*

Em breve teremos uma nova versão da norma ABNT NBR 5419 no mercado. Após dez anos de trabalho e retrabalho, finalmente, a tão esperada norma revisada estará disponível e, com a sua publicação, começarão as já tradicionais dúvidas e críticas na busca de um melhor entendimento das práticas de proteção contra raios.

Esta série de artigos visa abordar os diversos assuntos da nova norma de forma separada e com a visão de cada autor sobre cada assunto que está sendo abordado. Este artigo abordará as mudanças dos três métodos de dimensionamento de um subsistema de captação de descargas diretas.

Na norma atual de 2005, define-se o nível de proteção a partir de algumas informações básicas de utilização da edificação e análise de riscos, além da comparação com modelos pré-definidos na tabela de níveis de proteção. Na nova norma, o nível de proteção terá que ser definido na parte 2, em que é feita uma avaliação muito mais rigorosa da edificação e dos riscos envolvidos. Somente após o desenvolvimento dos cálculos estatísticos de todos os fatores envolvidos é que se define o nível de proteção.

A partir do nível de proteção obtido na parte 2, o passo seguinte é definir a filosofia do sistema de proteção, escolhendo o método de captação, descidas, aterramento, equipotencilaização, proteção contra surtos, etc.

Este artigo deverá abordar as mudanças nos métodos Franklin (ângulo de proteção), o método do modelo eletrogeométrico (esfera rolante) e o método das malhas (Faraday). Estes métodos estão detalhados na parte três da norma (danos físicos a estruturas e perigos à vida).

Método Franklin

Este método não teve mudanças no conceito, apenas na forma de obtenção dos dados. De acordo com a norma vigente, o ângulo de proteção é definido a partir do nível de proteção e do plano de referência do elemento captor (consultando uma tabela com faixas de alturas e cruzando com o respectivo nível de proteção). Na norma revisada, essa tabela foi trocada por um gráfico em que o ângulo de proteção poderá será obtido a cada metro de altura e ângulos de proteção de grau em grau. Por exemplo, poderemos ter uma altura de proteção de 23 metros com um ângulo de 46 graus na classe 2 de proteção, o que não era permitido anteriormente, uma vez que o ângulo era determinado em faixas de altura preestabelecidas.

Neste exemplo hipotético, teríamos que R= h₁ x tan α

Em que R = raio da base do cone formado pela altura do mastro (h₁) e pela tangente do ângulo obtido nas curvas mencionadas; h₁=23 m ; tan 46° = 1,036. Assim, teríamos que R = 23,83 m (OC).

Outra vantagem do novo gráfico é que, em algumas situações específicas, em estruturas com até dois metros de altura, por exemplo, pode-se trabalhar com ângulos maiores, variando de 70 até quase 80 graus.

No corpo da norma existem diversos desenhos didáticos mostrando os vários ângulos de proteção em função dos diferentes planos de referência, a interação entre captores e o volume gerado por condutores horizontais considerando a catenária do condutor.

Figura 1 – Gráfico para determinação do ângulo de proteção.

NOTA: o gráfico da Figura 1 irá substituir a atual tabela para determinação do ângulo de proteção. Em artigo futuro, poderemos detalhar melhor essa tabela com diversos exemplos.

Método eletrogeométrico

Este método não teve nenhuma alteração técnica e os raios da esfera rolante foram mantidos para as respectivas classes do Sistema de Proteção contra Descarga Atmosférica (SPDA).

I = 20 m, II= 30 m, III = 45 m, IV = 60 m.

A quantidade de desenhos didáticos também foi ampliada e enriquecida para melhorar o entendimento técnico do método, pois se tratando de uma ferramenta tridimensional, alguns projetistas tinham dificuldade para entendê-la.

Método das malhas

Este método foi o que mais sofreu alterações. As medidas das malhas (meshes) foram diminuídas com o objetivo de aumentar a eficiência da captação das descargas diretas, ficando assim estabelecido:

Como os módulos das malhas foram reduzidos, isso foi traduzido em uma menor condição de risco, porém, associado a isso os custos também irão aumentar, uma vez que mais materiais e serviços serão necessários para compor o sistema de captação por este método.

O benefício dos fechamentos das malhas não está ligado apenas à maior eficiência na captação das descargas diretas, mas também à redução de interferências eletromagnéticas que possam ser levadas para dentro da edificação, seja por uma descarga atmosférica direta, seja por efeitos indiretos causados por descargas atmosféricas que impactem na vizinhança. As pessoas, as instalações e os equipamentos agradecem por um ambiente eletromagneticamente mais limpo.

Conclusão

Vale lembrar que a norma continua aceitando que esses métodos possam ser utilizados de forma combinada, desde que de forma consciente e consistente, sem ferir as regras estabelecidas no texto. Um exemplo típico é o caso de se desejar proteger o topo de um prédio pelo método das malhas e determinadas estruturas específicas que estejam fora do volume de proteção (antenas, por exemplo) sejam protegidas pontualmente pelo método eletrogeométrico ou Franklin.

A nova versão da norma está mais segura, considerando que alguns parâmetros dos métodos de captação foram alterados com esse objetivo. Esse aumento da segurança não se restringe apenas à estrutura, pois trás como consequência positiva também um ambiente mais seguro para pessoas, instalações e equipamentos, assuntos a serem abordados oportunamente.

*Normando V. B. Alves, é diretor de engenharia da Termotécnica para-raios e membro da comissão de estudos CE-003.064-10, do CB-3 da ABNT | [email protected]