Os centelhamentos perigosos

O incêndio é a maior causa de danos materiais e perdas de valores econômicos em uma ocorrência de descarga atmosférica. Ele também tem um potencial enorme de causar perda de vidas humanas. Há no Brasil ocorrências de incêndios causados por descargas atmosféricas onde há pequenos danos até a destruição completa da edificação e seu conteúdo.

A ABNT NBR 5419 estabelece duas principais medidas de proteção para reduzir o risco de haver perdas por incêndio causado por descargas atmosféricas. A primeira é o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) e a segunda é o Sistema de Combate a Incêndio. Sim, a ABNT NBR 5419 estabelece como medida de proteção para se reduzir o risco de incêndio os sistemas de combate a incêndio. A redução do risco será maior se o sistema de combate a incêndio for automatizado e menor se for manual. No caso do sistema automatizado através de alarmes automáticos, somente poderão ser considerados se o sistema for protegido contra sobretensões e outros danos e se os bombeiros puderem chegar em menos de dez minutos. No caso do sistema através de instalações fixas operadas automaticamente, para ser considerada, bastaria o sistema ser protegido contra sobretensões e outros danos.

Como dito, o SPDA também é uma medida de proteção que reduz o risco de incêndio. Porém, o seu dimensionamento deve considerar fundamentalmente a possibilidade de ocorrências de centelhamentos perigosos. Estes centelhamentos podem ocorrer entre o SPDA e as demais estruturas metálicas existentes na instalação e os sistemas internos de energia e de sinal. Logo, se um SPDA for dimensionado e instalado sem os devidos cuidados para se evitar os centelhamentos perigos, poderão ocorrer incêndios e explosões, mesmo com a presença do SPDA.

O risco de ocorrência de centelhamentos perigosos é reduzido em uma instalação através de ligações equipotenciais ou isolamentos. Um erro muito comum nos projetos e instalações de SPDA é considerar uma interligação entre o SPDA e uma estrutura metálica uma ligação equipotencial. A interligação e a ligação equipotencial só serão a mesma coisa se forem utilizados curtos comprimentos de condutores. Dependendo do comprimento e da disposição dos condutores de interligação entre o SPDA e uma estrutura, ainda poderemos ter o risco de ocorrência centelhamentos perigosos em níveis importantes.

A ligação equipotencial pode ser realizada diretamente através de condutores ou indiretamente através de Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS). Estes dispositivos são utilizados para realizar a ligação equipotencial do SPDA com os elementos vivos que não podem ser ligados diretamente. É o caso dos condutores das fases da instalação elétrica de energia. É possível acontecer um centelhamento perigoso do SPDA para a instalação interna de energia, podendo originar um incêndio, passando pela explosão de componentes da instalação elétrica. A ligação equipotencial através de DPS reduziria drasticamente a possibilidade desta ocorrência.

A outra forma de se evitar os centelhamentos perigosos é através da isolação elétrica. Porém, temos que estar atentos aos níveis das tensões gerados e utilizarmos isolantes capazes de suportar tais valores. Elementos dimensionados para as instalações elétricas de baixa tensão tipicamente não suportam as tensões geradas na ocorrência de uma descarga atmosférica. É o caso dos eletrodutos de PVC. Há uma percepção errada em algumas instalações que os eletrodutos de PVC comumente instalados nos condutores de descidas de um SPDA tem a função de proteger pessoas contra tensões de toque ou evitar centelhamentos perigosos.  Estes eletrodutos não foram dimensionados para suportar as tensões geradas na ocorrência de uma descarga atmosférica.

A boa notícia é que uma camada de ar, concreto e tijolos pode ser suficiente para se evitar a ocorrência de centelhamentos perigosos. À espessura desta camada a NBR 5419 dá o nome de distância de segurança. Ou seja, a distância de segurança é a espessura da camada de ar, concreto, tijolos ou de outro material isolante, capaz de evitar o centelhamentos perigoso entre o SPDA e uma estrutura metálica ou sistemas internos de energia e sinal. Esta espessura não é fixa e dependerá de vários fatores. A ABNT NBR 5419 apresenta a fórmula a seguir para o cálculo da distância de segurança para cada caso:

Em que,

S    é a distância de segurança;

k_i    depende do nível de proteção escolhido para o SPDA;

k_c    depende da corrente de descarga pelos condutores de descida;

k_m   depende do material isolante;

l       é o comprimento, em metros, ao longo do subsistema de captação ou de descida, desde o ponto onde a distância de segurança deve ser considerada até a equipotencialização mais próxima.

Os valores de k_i e k_m são tabelados e podem ser encontrados na parte 3 da ABNT NBR 5419. Já os valores de k_c  e l exigem um cuidado no seu dimensionamento. Em edições anteriores desta coluna e também na parte 3 da norma ABNT NBR 5419 há os critérios para o dimensionamento adequado.

Por José Barbosa de Oliveira é engenheiro eletricista e membro da comissão de estudos CE 03:64.10, do CB-3 da ABNT.

Edição 135 – Abril de 2017.