A blindagem como medida de proteção contra surtos

Edição 121 – Fevereiro de 2016
Espaço 5419
Por Sergio Roberto Santos*

As Medidas de Proteção contra Surtos (MPS) podem ser complementares ou concorrentes, mas seu objetivo sempre será evitar que nos terminais dos equipamentos eletroeletrônicos apareça uma diferença de tensão maior do que eles podem suportar. Uma das MPS apresentadas na parte 4 da norma ABNT NBR 5419:2015 é a blindagem. Ela pode ser dividida entre a blindagem espacial do ambiente onde a instalação se encontra e a blindagem dos próprios cabos, de energia e sinal, dos sistemas elétricos externos ou internos à edificação. A utilização de cabos blindados para linhas de sinal é uma medida já recomendada na ABNT NBR 5410-2004 para a limitação das sobretensões transitórias nos equipamentos eletroeletrônicos.

A blindagem espacial define as Zonas de Proteção contra Raios (ZPRs) enquanto a blindagem dos cabos e dos equipamentos impede a indução de correntes de surto nas linhas ou no interior dos dispositivos eletroeletrônicos. A blindagem espacial, ao envolver um determinado volume, cria dentro deste, sob as condições descritas na ABNT NBR 5419:2015, uma ZPR que é formada pelos próprios elementos construtivos da edificação interconectados, como as barras do concreto armado, as armaduras e os suportes metálicos existentes no teto, nas paredes e no piso. Elas atenuam no interior desta ZPR os campos magnéticos criados pelas descargas atmosféricas diretas ou indiretas, limitando os surtos de tensão.

As ZPR podem corresponder ao interior de toda a estrutura, parte dela, um único ambiente ou apenas um equipamento. Estas blindagens podem ser construídas em forma de grade, serem totalmente continua, e projetadas levando em consideração a eficácia necessária em função da confiabilidade dos sistemas eletroeletrônicos em seu interior, a partir da prévia análise de risco que orientou o desenvolvimento do projeto da Proteção contra Descargas Atmosféricas (PDA). Todas as informações necessárias para projetar corretamente as blindagens espaciais e as ZPR estão na parte 4 da ABNT NBR 5419:2015 e é indispensável a leitura completa da norma para a realização do projeto.

A vantagem da utilização das blindagens espaciais é o aproveitamento dos elementos construtivos da própria edificação para de forma pratica e econômica obtermos a proteção de toda a instalação, ao invés de blindar, ou proteger, individualmente cada um dos seus componentes. Pelas suas características é muito importante que já no projeto da edificação seja considerada a utilização da blindagem espacial. Para que seja parte da blindagem espacial, o elemento metálico em questão deve apresentar continuidade elétrica com os outros componentes da mesma blindagem espacial para que ela funcione de fato como um envoltório metálico do espaço que delimita a ZPR. De maneira geral, uma blindagem espacial eficaz está relacionada a uma largura de malha não maior que cinco metros.

Até a publicação da edição de 2015 da ABNT NBR 5419, os conceitos de blindagem espacial e ZPRs eram pouco conhecidos e aplicados de forma simplória, relacionados apenas ao posicionamento dos Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS). A edição atual da norma apresenta de forma muito mais completa e detalhada os conceitos, explicações e a teoria que permite aos projetistas utilizarem a blindagem espacial e as ZPRs de forma eficaz na proteção contra os surtos de tensão.

Já a blindagem das linhas internas através da utilização de cabos blindados ou dutos metálicos totalmente fechados minimiza os surtos induzidos internamente, ou seja, aqueles que tem origem dentro da própria ZPR onde a linha se encontra. A blindagem das linhas é uma pratica mais conhecida, já utilizada normalmente para evitar interferências em circuitos de sinal que comprometam a transmissão de dados entre equipamentos.  Na ABNT NBR 5410:2004 a blindagem das linhas é apresentada como uma das medidas para evitar interferências eletromagnéticas ou sobretensões induzidas.

A blindagem corretamente dimensionada e instalada faz com que uma corrente indesejada seja conduzida através dela e com isso não chegue ao interior dos equipamentos. A decisão entre utilizar uma blindagem ou um DPS depende de fatores técnicos e econômicos porque quanto maior for o comprimento do cabo a ser blindado, maior será o seu custo total e mais econômico será optar pelos DPSs, sendo a recíproca verdadeira. Vale lembrar que o roteamento dos cabos também é um fator importante de análise.

Um cabo blindado pode ser aterrado nas suas duas extremidades ou aterrado diretamente em uma e indiretamente na outra através de um DPS. Infelizmente, na prática, muitas vezes o cabo não é aterrado em ambas as extremidades, o que frustra o objetivo que levou a utilização da blindagem. O cabo deve ser aterrado sempre nas duas extremidades, a menos que exista uma diferença de potencial em regime permanente entre os dois pontos onde a blindagem deveria ser aterrada, o que ocasionaria uma condução permanente da corrente através da blindagem, e poderia compromete-la ou ao próprio funcionamento do sistema.

Caso exista a possibilidade de a blindagem conduzir uma parcela da corrente da descarga atmosférica, e não apenas uma corrente por ela induzida, é necessário que a espessura da blindagem atenda este critério conforme determina a ABNT NBR 5419:2015. Não podemos esquecer que a blindagem, seja espacial ou da linha, pode fazer parte também do subsistema de captação ou de descida e assim deve atender aos mesmos critérios de especificação destes elementos.

O não aterramento das duas extremidades da blindagem decorre de uma falha na sua instalação ou em sua manutenção, o que infelizmente acontece com mais frequência do que imaginamos. Para evitar este problema é mais do que recomendável projetar o ponto de aterramento da blindagem com meios de conexão adequados para permitir sua correta e inequívoca fixação e a possibilidade de manutenção deste contato elétrico.

A blindagem das linhas externas segue os mesmos princípios acima e também é uma medida eficaz, mas a sua aplicação pode depender do provedor destas linhas e neste caso esta blindagem pode não ser responsabilidade do projetista do SPDA.

Para conseguir proteger os sistemas eletroeletrônicos no interior de edificações atingidas direta ou indiretamente por descargas atmosféricas o projetista do SPDA deve aplicar corretamente as MPS. Este artigo procurou apresentar alguns pontos que podem ajudar a compreender melhor o que são e para que servem as blindagens. Após a sua leitura os projetistas devem estudar este assunto lendo a parte 4 da ABNT NBR 5419:2015, tendo em mente os seguintes pontos.

– A especificação dos DPS depende das ZPRs, que, por sua vez, são formadas pelas blindagens espaciais. Por isso a norma cita medidas de proteção contra surto que são eficazes quando utilizadas em seu conjunto. É necessário entende-las dentro do contexto da sua aplicação;

– Blindagem é uma ideia que todo profissional da área elétrica tem ideia do que seja. A ABNT NBR 5419:2015 fornece as condições objetivas para que a blindagem seja corretamente projetada;

– A aplicação da norma depende basicamente da sua leitura. Dificuldades surgirão no começo, mas não existe nada na norma que represente um obstáculo intransponível ou um conceito de difícil compreensão.