A área de exposição equivalente segundo a Parte 2 da ABNT NBR 5419:2015

Edição 113 – Junho de 2015
Espaço 5419
Por Hélio Eiji Sueta*

O Anexo A da parte 2 da ABNT NBR 5419:2015 intitulado “Análise do número anual N de eventos perigosos” traz, junto com outros conceitos, como se determina a área de exposição equivalente A_D. 

Segundo o texto da norma, “para estruturas isoladas em solos planos, a área de exposição equivalente A_D é a área definida pela intersecção entre a superfície do solo com uma linha reta de inclinação 1 para 3 a qual passa pelas partes mais altas da estrutura (tocando-a nestes pontos) e rotacionando ao redor dela”. Trocando em miúdos, este procedimento é o mesmo já amplamente utilizado na versão de 2005, com a diferença da inclinação de 1 para 3 na versão de 2015, sendo que na de 2005 esta inclinação é de 1 para 1. As Figuras 1a e b mostram graficamente a determinação desta área para uma estrutura em forma de cubo.

Figuras 1 – a) Estrutura em forma de paralelogramo e b) Área de exposição equivalente 

Dessa forma, para a estrutura em questão, a área de exposição equivalente é dada por:

AD=L*W+2*(3*H)*(L+W)+π*(3*H)²

Estruturas com formas mais complexas devem ser estudadas caso a caso.

Uma novidade nesta versão de 2015 é que a avaliação a ser feita é mais complexa e completa, pois são avaliadas também as descargas que atingem as linhas que adentram à estrutura (A_L), as que atingem as proximidades da estrutura (A_M), as linhas (A_l) e as que atingem a estrutura adjacente (A_DJ). A Figura 2 (extraída da norma) mostra de uma forma esquemática estas áreas.

Figura 2 – Áreas de exposição equivalentes.

Assim, para realizar a análise de risco conforme a versão de 2015 da ABNT NBR 5419, todas estas áreas de exposição equivalente devem ser calculadas.

A área da estrutura adjacente (A_DJ), que pode ser uma subestação de energia ou central de telecomunicações, deve ser calculada de forma semelhante à estrutura principal.

A área referente às descargas que caem próximas à estrutura (A_M) deve ser calculada também de forma semelhante à estrutura principal, sendo que, neste caso, o afastamento da lateral da estrutura não seria três alturas (3H), mas sim 500 metros. A norma considera que somente as descargas que caem a 500 metros da estrutura influenciam no cálculo da análise de risco, em termos de surtos induzidos nos equipamentos dentro da estrutura.

A área referente às descargas que atingem a linha (A_L) deve ser calculada em função do comprimento da linha vezes 40 metros. Quando não se conhece o comprimento da seção da linha a ser considerada, pode ser assumido 1.000 metros, sendo que neste caso esta área seria 40.000m².

A área referente às descargas que caem próximas à linha considerada (A_l) deve ser calculada também em função do comprimento da linha só que neste caso vezes 4.000 metros. Neste caso, também pode ser assumida uma linha de 1.000 metros quando não se conhece o comprimento da seção da linha.

Calculando-se todas estas áreas, é possível obter diversos parâmetros necessários para a análise de risco, entre eles:

• O número de eventos perigosos N_D para a estrutura;
• O número de eventos perigosos N_DJ para uma estrutura adjacente;
• O número médio anual de eventos perigosos N_M devido a descargas perto da estrutura;
• O número médio anual de eventos perigosos N_L devido a descargas na linha;
• O número médio anual de eventos perigosos N_l devido a descargas perto da linha.

Estes números são obtidos utilizando estas áreas e também a densidade de descargas atmosféricas para a terra (N_G), que nesta versão pode ser obtido diretamente nos mapas de densidade de descargas atmosféricas que estão no Anexo F da norma ou obtidos por meio do link: http://www.inpe.br/webelat/ABNT_NBR5419_Ng.

O Anexo A fornece também diversas tabelas com fatores a serem utilizados nos cálculos, entre eles: o fator de localização da estrutura, o fator de localização da estrutura adjacente, o fator tipo de linha, o fator de instalação da linha e o fator ambiental da linha.

O gerenciamento do risco, segundo a ABNT NBR 5419-2:2015, pode necessitar de uma única estrutura, aproximadamente 110 parâmetros para obtenção dos riscos, algum deles obtidos por cálculos, outros por meio de medições e muitos obtidos nas tabelas fornecidas nos anexos da norma. Fazer manualmente estes cálculos é muito trabalhoso, demandando tempo e conhecimento apurado das técnicas de proteção contra os raios. O uso de um software ou planilha eletrônica é essencial para o cálculo dos riscos, principalmente para a definição das medidas de proteção (SPDA, MPS – Medidas de Proteção contra Surtos e as Medidas de prevenção de incêndio), uma vez que estes cálculos devem ser feitos e refeitos diversas vezes, variando-se as medidas de proteção para que os riscos fiquem dentro de valores indicados na norma toleráveis.

Muitos destes softwares e/ou planilhas calculam estas áreas de exposição equivalentes automaticamente, alguns até para estruturas mais complexas, o que facilita bastante o cálculo dos riscos. O Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo desenvolveu uma planilha para análise de risco de acordo com a NBR 5419-2:2015 e também um aplicativo para Android que auxilia no cálculo da área de exposição equivalente de uma estrutura, no local dela, quando não se tem nas mãos as dimensões da estrutura, para isso utilizando a câmera fotográfica do smartphone ou tablet. Uma apresentação mais detalhada sobre esta planilha e aplicativo será feita em uma matéria futura nesta seção.

*Hélio Eiji Sueta, é doutor em Engenharia Elétrica e secretário da CE-003.064-10.