A construção de uma zona de proteção contra raios

Entre os conceitos apresentados pela norma técnica ABNT NBR 5419:2015 – Proteção contra descargas atmosféricas, está o de Zona de Proteção contra Raios (ZPR). Uma ZPR é um espaço eletromagneticamente bem definido, onde é possível esperar em seu interior um determinado nível de tensões e de correntes transitórias originadas por descargas atmosféricas diretas ou indiretas em uma edificação onde a ZPR se encontra.

Nos primórdios da proteção contra surtos, era ensinado que as ZPRs eram formadas pelas ferragens da edificação, que existiam devido a razões estruturais e construtivas, determinadas por engenheiros civis. Mas embora este fato ainda seja verdadeiro, a origem do conceito de ZPRs remonta à década de 1970, do século passado, através dos trabalhos de C.E. Baum, F.M. Tesche e E.F. Vanceas [1][2] sobre compatibilidade eletromagnética. Por isso, as ZPRs devem ser projetadas como uma Medida de Proteção Contra Surtos (MPS), segundo o que nos orienta a norma ABNT NBR 5419:2015 – Proteção contra Descargas Atmosféricas.

Uma ZPR é definida pelas consequências de uma descarga atmosférica no ambiente por ela definido. Se um objeto pode ser atingido diretamente por uma descarga atmosférica onde ele se encontra, então, ele estará em uma zona sem proteção contra descargas atmosféricas e sem nenhuma blindagem, neste caso, totalmente desprotegido.

Caso passemos para um segundo ambiente, referente à mesma edificação, em que uma descarga atmosférica não poderá mais atingir um objeto lá existente, por ele estar protegido pelo sistema de captação de um SPDA, mas ainda se encontrando desprotegido em relação às tensões e correntes induzidas, o objeto estará em uma zona protegida contra descargas diretas, mas não protegida por blindagens.

Quando um objeto estiver dentro de uma edificação construída utilizando-se estruturas metálicas, como ferragens estruturais por exemplo, ele estará protegido contra descargas diretas e contra as induções, caracterizando, neste caso, a sua presença dentro de uma região protegida contra descargas diretas e por uma forma de blindagem.

Visto dessa forma, proteger uma edificação contra descargas atmosféricas é colocá-la dentro da ZPR_0B e protegê-la contra surtos de tensão e corrente provocados por descargas atmosféricas é colocar a sua instalação eletroeletrônica dentro, no mínimo, de uma ZPR₁ (tabela 1).

Para atingir os dois objetivos apresentados anteriormente, proteção contra descargas atmosféricas e surtos, deverão ser construídas as respectivas ZPRs, mesmo que no projeto civil isto não tenha sido determinado. As ZPRs são construídas através de estruturas metálicas, barras, tubos e chapas, envolvendo o ambiente a ser protegido (imagem 1). A relação econômica custo-benefício desta decisão deverá ser avaliada através do método de gerenciamento de risco apresentado na parte 2 da norma ABNT NBR 5419:2015. Será ele que determinará a necessidade de construção das ZPRs, cuja inexistência poderá significar um risco intolerável, ou levará à utilização de outras MPSs, talvez de maior custo, como a instalação de um maior número de Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPS).

A construção de uma ZPR está muito bem explicada no anexo B da parte 4 da norma ABNT NBR 5419:2015. Através da leitura das 19 páginas do referido anexo é possível compreender claramente como uma ZPR deve ser construída e utilizada, avaliando-se algumas dificuldades que, porventura, possam existir nesta construção para obtenção do seu único, mas valioso, benefício: a colocação dos elementos de uma instalação eletroeletrônica dentro de um ambiente eletromagneticamente controlado.

A norma ABNT NBR 5419:2015 não tornou a vida dos projetistas mais difícil, mas a utilização intensiva de equipamentos eletroeletrônicos sensíveis sim. As MPSs surgiram para proteger as pessoas contra os efeitos de tensões e correntes de surto e para evitar falhas temporárias ou permanentes em sistemas eletroeletrônicos utilizados pelas sociedades modernas.

Cabe aos projetistas se aprofundarem nas MPSs, não tornando a parte 4 da ABNT NBR 5419:2015 um mero guia de especificação dos DPSs. Embora não seja tão simples envolver engenheiros civis e arquitetos na decisão de utilizar estruturas metálicas como blindagens estruturais, em muitas situações, esta será a segunda providência para se obter alto grau de proteção contra surtos, sendo a primeira a construção de uma malha de aterramento eficiente.

Referências bibliográficas:

1 – Vance, E.F. Elektromagnetic interference control. IEEE Trans. Of Electromagnetic 22, 1980, H.4, páginas 319-328.

2 – Hasse, P; Wiesinger, J. EMV Blitz-Schutzzonenn-Konzept. Editora Pflaum, Munique, 1994, Página 53.