Avaliação de riscos devidos à incidência de raios em áreas abertas – Parte 01/04

Introdução

Há poucas semanas, encerrou-se a consulta nacional sobre a proposta de norma ABNT NBR 16785 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas. Quando aprovado, este documento complementará a NBR 5419-1-2-3-4 (2015), a qual foca na proteção de estruturas, enquanto que a nova norma fornece subsídios para a proteção em espaços abertos envolvendo aglomerações de pessoas, como em eventos esportivos, políticos, religiosos, assim como operação de máquinas como guindastes, escavadoras etc.

De fato, conquanto a NBR 5419 mencione a necessidade de proteger grandes aglomerações contra os efeitos de raios, são poucas as orientações de segurança aplicáveis a espaços abertos em geral: isolação do piso com camadas de brita e/ou de asfalto, uso malhas de aterramento para redução de potenciais de toque e de passo, assim como o uso de condutores de descida não naturais especialmente isolados, porém, nenhuma delas por si só, é capaz de evitar a incidência direta de descargas sobre o público em áreas abertas.

Em muitos casos práticos, a colocação de captores que reduzam a níveis aceitáveis a incidência direta sobre as aglomerações de pessoas pode tornar-se excessivamente onerosa ou mesmo impraticável, por vezes, com eficiência reduzida, como no caso de comícios, desfiles de rua etc. Nesses casos, a criação de procedimentos específicos, como por exemplo, a dispersão ordeira e antecipada das pessoas em busca de abrigos seguros resulta ser o único procedimento efetivo de proteção contra a ação da incidência de raios.

Nesse sentido, os sistemas de alerta de tempestades elétricas constitui-se em um dos mais efetivos, senão único recurso para reduzir e, se possível, evitar graves acidentes. É importante ressalvar que, nos casos envolvendo multidões, além dos riscos de danos severos às pessoas diretamente atingidas pelas descargas, adicionem-se os efeitos de possíveis situações de pânico, cujas consequências podem atingir proporções incontroláveis.

Por outro lado, em alguns casos como, por exemplo, em estádios esportivos, a instalação de captores, desde que dimensionada com base em uma análise de risco consistente, pode propiciar o nível de segurança prescrito nas normas, seja para os desportistas seja para o público.

O presente trabalho, baseado em uma situação real na qual estivemos envolvidos, foca nos procedimentos necessários ao dimensionamento correto de sistemas de proteção para estruturas abertas abrigando grande número de pessoas. Por uma questão de confidencialidade, omitiremos dados relativos à localização da estrutura em questão.

Modelagem por esferas rolantes

O volume 2 da NBR 5419 (2015) apresenta, em detalhes, uma metodologia para avaliação de diversos tipos de risco de perdas (vidas humanas, patrimônio cultural, serviços públicos e valores econômicos) dentro e nas imediações (até 3m) de edificações, em função de suas características construtivas, ocupação, conteúdo, atividades desenvolvidas e medidas de proteção contra os efeitos, diretos e indiretos, da incidência de raios. Tal metodologia não se aplica, porém, à avaliação de riscos de atividades que se desenvolvam em áreas abertas, tais como: passeatas e eventos desportivos, bem como não se aplica à avaliação de risco em grandes estruturas ao ar livre, como alguns tipos de fábricas e indústrias de processamento, como refinarias e petroquímica em geral, nos quais grande parte dos equipamentos fica diretamente exposta à incidência de raios.

Tais casos escapam à abrangência da metodologia da norma vigente da qual iremos reter apenas dois parâmetros:

• O risco tolerável de acidentes envolvendo morte e/ou ferimentos graves, RT, conforme a NBR 5419-2-(2015) – Tabela 4:

R_T =10^-5/ano

• O modelo do campo de ação de uma descarga atmosférica descendente, expressa pelo conceito da esfera rolante cujo raio R(I) se relaciona com a corrente de pico I da descarga segundo a expressão NBR 5419-1-(2015) – (A1):

R(I)=10.I0.65

na qual R é expresso em metros e I, a corrente de pico da descarga, expressa em kA.

Com base no exposto acima, nas edições de junho de 2009 e março de 2010 da Revista O Setor Elétrico, publicamos um artigo sobre a aplicação do método da esfera rolante na análise de riscos associados à incidência de raios em estruturas abertas: com base no método de Monte Carlo e nas distribuições estatísticas de intensidade das descargas conforme a NBR 5419-1-ANEXO-A (2015) foi desenvolvido um software que simula a incidência de descargas sobre edificações e estruturas de formas genéricas. Como descrito nos trabalhos citados, essa metodologia já foi usada na avaliação de risco devidos à raios, em várias outras situações:

• Riscos a que ficam expostos os profissionais durante uma parada de manutenção de uma refinaria, tendo em vista a ocorrência de tempestades.
• A mesma metodologia tem sido aplicada para avaliação de risco em várias outras estruturas, tais como usinas de álcool, linhas de transmissão de energia, efeito de descargas sobre equipamentos expostos na indústria petroquímica etc.
• Como descrito nos trabalhos citados, a metodologia permite ainda uma melhor e mais realista avaliação da incidência de raios em estruturas complexas, fornecendo, dentre outros parâmetros, a distribuição estatística das intensidades das descargas incidentes nas diversas partes de uma instalação.