Zonas de proteção contra raios

Edição 114 – Julho de 2015
Espaço 5419
Por Sergio Roberto Santos*

Para a proteção dos equipamentos eletrônicos no interior das estruturas atingidas direta ou indiretamente por uma descarga atmosférica, a ABNT NBR 5419:2015 nos orienta a utilizarmos uma série de medidas chamadas de Medidas de Proteção contra Surtos (MPSs). A base destas medidas são o roteamento dos condutores, suas blindagens e a equipotencialização por meio dos Dispositivos de Proteção contra Surtos (DPSs), daqueles condutores normalmente energizados. 

Blindagens e DPSs estão relacionadas na norma por meio das zonas de proteção contra raios (ZPRs), um conceito aparentemente abstrato, mas prático e eficaz.

A aplicação das ZPRs considera a redução gradual dos surtos de tensão até valores suportáveis, antes que eles alcancem os terminais dos equipamentos eletrônicos e comprometam a sua integridade.

Para utilizar este conceito, devemos dividir as redes de energia, sinal em ZPR e efetuar nas transições entre estas zonas, as fronteiras, a sua equipotencialização, que será a referência única de tensão nesse ambiente.

O que determina uma ZPR é a blindagem que a envolve, formada pelas suas estruturas metálicas, e que pode ser inerente à edificação, ao invólucro do equipamento ou projetada com este objetivo.

O conceito é o de redução do valor do campo eletromagnético ao passar de uma ZPR para outra de índice superior em função das medidas citadas. Um equipamento fica cada vez mais protegido, quanto mais “internamente” ele se encontrar dentro das respectivas ZPRs.

A criação de cinco ZRPs costuma ser suficiente para alcançar-se um bom nível de proteção (ZPR_0A, ZPR_0B, ZPR₁, ZPR₂ e ZPR₃), mas outras ZPRs também podem ser criadas caso seja necessário.

Partindo de fora para dentro na edificação, a intensidade da indução criada pela corrente da descarga atmosférica é máxima nas ZPR_0A e ZPR_0B, se reduz na ZPR₁, é mínima na ZPR₂ e desprezível na ZPR₃, para um valor determinado da corrente da descarga atmosférica.

O que diferencia as ZPRs _0A e _0B é que, na primeira, um objeto ou pessoa pode ser atingido por uma descarga atmosférica direta, enquanto na segunda esta possibilidade fica reduzida em função da proteção oferecida pelo SPDA. O que define a fronteira entre as ZPRs é a própria estrutura que constrói o ambiente, sejam as armaduras do concreto das vigas e pilares externos de uma edificação, ou as internas de um apartamento, sala, até chegar à caixa metálica de um quadro elétrico.

Desde que interligadas e com continuidade elétrica para a terra garantida, as armaduras de um prédio, por exemplo, constituem uma blindagem metálica que define o que chamamos de fronteiras entre as ZPRs. Os DPSs são utilizados justamente na transição de uma ZPR para outra, de modo a impedir que a totalidade da corrente provocada pela descarga atmosférica seja conduzida entre dois ambientes, já que a própria blindagem entre as ZPRs limita as tensões e correntes induzidas. Justamente a partir da proteção criada pela aplicação das ZPRs, resta então voltarmos para utilização dos DPSs para impedir que correntes elevadas, criadas por descargas atmosféricas, atinjam nossos equipamentos por meio de condutores que passem de uma ZPR para outra.

ZPRs externas (desprotegidas contra impactos diretos):

ZPR _0A – Zona desprotegida exterior à edificação, o impacto direto de uma descarga atmosférica é possível nesta região e não existe nenhuma blindagem contra o campo eletromagnético criado pela descarga atmosférica;

ZPR _0B – Zona protegida contra o impacto direto de uma descarga atmosférica pela presença do SPDA segundo a ABNT NBR 5419:2015, mas ainda sem nenhuma blindagem contra o campo eletromagnético criado pela descarga atmosférica.

ZPRs internas (protegidas contra efeitos diretos):

ZPR ₁ –   Zona interna à edificação. A blindagem entre esta zona e a anterior atenua o campo eletromagnético gerado pela descarga atmosférica, a indução em um condutor dentro desta zona é sensivelmente menor caso ele estivesse na ZPR _0B;

ZPR ₂ – Zona interna à ZPR ₁. A possibilidade de impacto direto da descarga atmosférica já não existia na ZPR 1 e o campo eletromagnético gerado pela descarga atmosférica sofre o efeito de uma segunda “camada de proteção”, neste caso a existente entre esta ZPR e a anterior;

ZPR ₃ – Zona interna à ZPR 2. O campo eletromagnético gerado pela descarga atmosférica sofre o efeito de uma terceira blindagem e a sua intensidade é reduzia a um valor mínimo.

*Sergio Roberto Santos, é engenheiro eletricista e membro da comissão de estudos CE 03:64.10, do CB-3 da ABNT.