Dicas para otimização de parâmetros da análise de risco

por Hélio Eiji Sueta*

A  análise   de   risco  conforme  a  ABNT NBR 5419-2: 2015 é uma ferramenta muito importante  para   a definição  das   medidas de proteção  contra os efeitos danosos das descargas atmosféricas. Os programas e planilhas  desenvolvidas baseadas na parte 2  da  norma   auxiliam  bastante nesta tarefa, que é árdua se realizada à mão. Esta ajuda é importante, porém, os profissionais que atuam nesta área não  podem deixar  de  estudar e entender bem a norma, procurar sempre a melhor solução para cada caso estudado e não confiar apenas no resultado da planilha.

O  objetivo   deste  artigo   é  fornecer e  colocar  em  discussão  alguns  pontos da   análise    de   risco  conforme  a   ABNT NBR 5419-2: 2015 para a otimização de parâmetros, e assim, procurar as melhores medidas de proteção para que a estrutura sob  estudo fique  com  os  seus  riscos  com valores toleráveis.

Dependendo  do tipo  de utilização de cada estrutura, um parâmetro pode ter mais peso ou  não.  Por exemplo, em  estruturas industriais, áreas   classificadas com  perigo de  explosão têm  um  peso muito grande na  análise   de   risco.  Em  edificações tipo residencial, a área de exposição equivalente (AD), a localização (CD) e a densidade de descargas  atmosféricas  para   terra   (Ng) têm   um   peso  significante, assim   como em estruturas para uso comercial, onde o número de  pessoas e o local onde estas pessoas transitam  na  estrutura  também têm um peso considerável.

Iniciando pelas estruturas industriais, considerando   que     a    indústria     possua áreas  classificadas, a divisão  por  zonas  de estudo  é essencial para a otimização da análise de  risco. Assim como  o  caso de um hospital, onde geralmente definimos zonas   de   estudo  diferentes para   UTIs e salas de operação, quartos de internação, salas de consultas, parte  administrativa, eventualmente, áreas  externas, no caso da indústria  com  áreas  classificadas, a divisão por zonas é muito importante.

Dependendo   da    exposição  da indústria   aos   raios,   se   considerarmos a indústria    inteira   como  área   classificada, os riscos, certamente, serão muito  acima dos toleráveis. Neste caso, um estudo detalhado de  classificação de  áreas   deve ser   feito   por   um   especialista,  definindo quais zonas são 0, 1 ou 2 e/ou 20, 21 ou 22.

Como  exemplo, vamos  considerar um galpão industrial de 30 metros de largura, 80 metros de comprimento  e 15 metros de altura, e que neste galpão  trabalham 300  pessoas, onde  290  (na maioria das simulações) trabalham internamente ao galpão e 10 circulam nas redondezas (até três metros das paredes) do galpão na área externa. Consideramos também que  uma linha de  energia aérea de  Baixa Tensão de 300 metros alimenta o galpão e que não existe   nenhum  tipo   de   perigo  especial em relação à pânico ou dificuldade de evacuação no caso de alguma falha devido às descargas atmosféricas.

No  caso de  estruturas com  risco de explosão, com  Ng   de 4, sem medidas de proteção, o  risco  R1  é altíssimo   (5865  x 10-5) e com todas as principais medidas de proteção, ainda o R1 fica com valores acima do  tolerável (32 x 10-5). Uma solução para uma indústria com risco de explosão seria confinar ao máximo   o  setor   considerado como  área classificada (zona 0 ou 20) e criar uma  zona  de  estudo específica para   ela. Neste caso, considerar o mínimo de pessoas possível   na  área   classificada  e ficando   o menor tempo possível também nesta área. No exemplo estudado, consideramos uma terceira área  com  10 pessoas ficando  2600 horas  por  ano  nesta área  classificada com perigo de  explosão. O R1 caiu  para  0,8  x 10-5 e, portanto, com valor tolerável.

Neste  mesmo  caso,    se   a   indústria estiver instalada em local com Ng   igual a 15, uma solução seria restringir ainda mais a permanência de funcionários na área classificada, por  exemplo, três  horas   por dia, cinco dias por semana ou automatizar processos,    diminuindo   o    número  de com valores toleráveis.

No caso de estruturas tipo residencial (prédios ou  casas) e comerciais (shopping centers, por  exemplo), a análise  do  número anual “N” de eventos perigosos é muito importante. Assim, a densidade de descargas atmosféricas para  a terra  (Ng), a área de exposição equivalente (AD)  e a localização da estrutura (CD) são os parâmetros a serem avaliados com mais cuidados.

O Ng   é obtido  nos mapas que estão na norma ou, de preferência, no site do Instituto  Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), onde  se obtêm  valores mais precisos (http://www.inpe.br/webelat/ ABNT_NBR5419_Ng).

Os parâmetros AD  e CD  são  fixos para cada   estrutura? O  que   significa  a  última frase  da  página 35 da  parte 2  da  ABNT NBR 5419:  “Uma  avaliação mais precisa da  influência  dos  objetos ao  redor  pode ser obtida  considerando  a altura relativa da estrutura em relação aos objetos nas cercanias ou o solo dentro de uma distância de 3 x H da estrutura e assumindo CD = 1”?.

Localização da estrutura que as comissões nacionais podem  fornecer  métodos  mais detalhados para avaliar o impacto dos edifícios nas redondezas e o ambiente geológico.

Consideremos  duas  estruturas, conforme a figura  1 a) e  b): a Estrutura  1 com  20 x 30 metros e 20 metros de  altura e a Estrutura  2 com  10 x 20 metros e três metros de  altura.  A área  de  exposição equivalente da Estrutura 2 (AD2  = 854m²) está no interior da AD1  da Estrutura 1, bem próxima  à periferia  da  área  de  exposição equivalente   da   Estrutura  1,   que   vale 17909m² (Figura 1a). O  número   de    eventos   perigosos ND  para uma estrutura é avaliado pela equação;

ND=Ng×AD×CD×10

Para a análise de risco da Estrutura 1, podemos considerar:

ND2=Ng×(17909 – 854)×1×10  = Ng×17055×10

sendo 17055 a diferença entre AD1 e AD2.

Na  equação  de  ND2,  consideramos a influência  da  Estrutura 2  na área de

exposição da  Estrutura  1, assumindo CD = 1. Teremos, neste caso,  quase o dobro de eventos perigosos considerados (1,9 vezes).

Neste caso,  não  foi uma  “vantagem” descontar a  área  de  exposição equivalente da Estrutura 2 para o estudo da   estrutura   1,   porém   pode-se   ter casos que  esta ação pode  diminuir  os riscos.  Um exemplo seria  se  tivéssemos 12 estruturas com as dimensões da Estrutura 2 com suas áreas de exposição equivalentes dentro da área de exposição equivalente da Estrutura 1. Neste caso, um novo N seria igual a N ×7661×10-6, que já seria inferior ao ND1.

Consideremos  agora  a  análise  de risco  para  a  estrutura  2.  No  primeiro caso, esta está toda  dentro  do  Volume de Proteção (ver Figura 1a). Assim, o CD valerá 0,25:

ND3=Ng×854×0,25×10  = Ng×213,5×10

ou

N = N ×(praticamente ZERO)×1×10-6= N ×0×10-6

Neste caso, as descargas atmosféricas, na teoria, não cairão diretamente  na estrutura 2, somente na

1. Mas, como fica a análise de risco da Estrutura 2? As Componentes de risco que dependerem  do ND  terão valor ZERO. Assim, os riscos estarão menores se isto for considerado.

No caso de a Estrutura 2 estar, como neste exemplo, a aproximadamente 10 metros da estrutura 1, ela poderá estar fora do Volume de proteção, mas sua área de exposição equivalente pode  estar   dentro da  Área   de   exposição equivalente da Estrutura 1. Assim, o CD ainda valerá 0,25:

ND5=Ng×854×0,25×10  = Ng×213,5×10

ou

ND6=Ng×854×1×10  = Ng×854×10

Uma parte das descargas que iria cair na Estrutura 2 (se fosse isolada) pode cair na Estrutura 1, mas o ND6  ficou quatro vezes maior que o ND5. Neste caso, não tem sentido considerar o CD igual a 1 (pensando na observação da norma).

Em resumo,  devemos  ou não considerar as áreas  de exposição equivalente de outras estruturas e/ou objetos  que estejam dentro  da área de exposição equivalente da estrutura que estamos estudando?

Um ponto a refletir…

Hélio Eiji Sueta é chefe adjunto da Divisão Científica de Planejamento, Análise e Desenvolvimento Energético do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo.