Critérios básicos para a proteção contra descargas atmosféricas

Edição 117 – Outubro 2015
Por Jobson Modena

A proteção ideal para estruturas é envolvê-las completamente por blindagem contínua perfeitamente condutora, aterrada e de espessura adequada, além disso, executar equipotencialização para as linhas elétricas de energia e de sinal, além de tubulações metálicas que adentram na estrutura nos pontos de passagem pela blindagem. Isso impede a penetração da corrente da descarga atmosférica e do campo eletromagnético associado à estrutura a ser protegida e evita efeitos térmicos e eletrodinâmicos perigosos da corrente, como centelhamentos e sobretensões perigosas para os sistemas internos.

Na prática, porém, a aplicação de tais medidas para se obter total proteção é praticamente impossível. A falta de continuidade da blindagem ou espessura inadequada e o baixo nível de uma equipotencialização em tais condições permitem a penetração da corrente da descarga atmosférica e seus efeitos nas estruturas ou instalações, podendo causar risco à vida e falha dos sistemas internos.

As medidas de proteção adotadas para reduzir tais danos e perdas relevantes a níveis suportáveis por instalações, equipamentos e pessoas devem ser projetadas, limitando a corrente das descargas atmosféricas e seus efeitos secundários a um conjunto definido de parâmetros, conforme o nível de proteção adotado, agregando, assim, uma percentagem de eficiência à proteção.

Níveis de proteção contra descargas atmosféricas – NP

A ABNT NBR 5419 considera quatro níveis de proteção contra descargas atmosféricas (I a IV). Para cada NP é fixado um conjunto de parâmetros máximos e mínimos das correntes das descargas atmosféricas.

Os valores máximos dos parâmetros das correntes das descargas atmosféricas correspondentes ao NP I não podem ser excedidos, com uma probabilidade de eficiência de 99%.

Os níveis de proteção contra descargas atmosféricas, cujos parâmetros máximos de corrente sejam menores que aqueles correspondentes ao NP IV, permitem considerar valores de probabilidade de danos maiores que aqueles apresentados no anexo B da parte 2 da NBR 5419.

Os valores máximos dos parâmetros das correntes das descargas atmosféricas para os diferentes níveis de proteção são dados na Tabela 3 da parte 1 da ABNT NBR 5419 e são usados para projetar componentes de proteção contra descargas atmosféricas (por exemplo, seção transversal dos condutores, espessuras das chapas metálicas, capacidade de condução de corrente dos DPS, distância de segurança contra centelhamentos perigosos) e para definir parâmetros de ensaios que simulam os efeitos das descargas atmosféricas sob tais componentes.

Os valores mínimos de amplitudes das correntes das descargas atmosféricas para os diferentes NP são usados para se determinar o raio da esfera rolante de modo a definir a zona de proteção contra raios ZPR 0B, a qual não pode, dentro da probabilidade do NP adotado, ser alcançada por descargas atmosféricas diretas. Os valores mínimos dos parâmetros das correntes das descargas atmosféricas junto aos raios das esferas rolantes correspondentes são dados na Tabela 4 da parte 1 da ABNT NBR 5419.

As medidas de proteção especificadas nas partes 3 e 4 da ABNT NBR 5419 são efetivas contra descargas atmosféricas cujos parâmetros de corrente estiverem na faixa definida pelo NP adotado para o projeto. Desta maneira, assume-se que a eficiência de uma medida de proteção é igual à probabilidade com a qual os parâmetros das correntes das descargas atmosféricas estão dentro de tal faixa. Para parâmetros que excedam esta faixa, permanece um risco residual de danos.