SPDA
SPDA

As descargas atmosféricas, comumente conhecidas como raios, representam uma ameaça significativa a edifícios, linhas de transmissão de energia e equipamentos eletroeletrônicos. A implementação de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas – SPDA é essencial para minimizar os danos causados por essas descargas. Neste artigo, vamos explorar os componentes, métodos e melhores práticas para garantir a segurança de suas instalações.

O Que São Descargas Atmosféricas?

As descargas atmosféricas podem ser diretas ou indiretas:

  • Descargas Diretas: Ocorrem quando um raio atinge diretamente uma estrutura, como um edifício ou uma linha de transmissão de energia. Estas descargas exigem um SPDA robusto, que possa interceptar e conduzir a energia do raio para a terra com segurança.
  • Descargas Indiretas: Resultam de surtos de energia induzidos em sistemas elétricos devido à proximidade de uma descarga direta. Esses surtos, embora menos evidentes, podem causar danos significativos a equipamentos eletroeletrônicos sensíveis.

Componentes Essenciais de um SPDA

Um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas é composto por várias partes essenciais, cada uma desempenhando um papel crucial na segurança da instalação:

  1. Rede Captora de Descargas: Esta é a primeira linha de defesa contra raios. Ela inclui mastros, para-raios, cabos nus e terminais aéreos que interceptam as descargas atmosféricas.
  2. Descidas: São os condutores que conectam a rede captora ao sistema de aterramento. Eles são responsáveis por conduzir a energia do raio até o solo de maneira controlada.
  3. Aterramento: Dispersa a energia do raio no solo, minimizando o risco de danos às estruturas e equipamentos.
  4. Interligação de Aterramentos e Massas Metálicas: Este componente integra as partes metálicas da edificação ao sistema de aterramento, evitando tensões perigosas e melhorando a segurança geral.

Métodos de Proteção: Escolhendo o Melhor para Sua Estrutura

Existem três métodos principais utilizados no dimensionamento de um SPDA, cada um com suas aplicações específicas:

Modelo Eletrogeométrico (MEG)

O Modelo Eletrogeométrico (MEG) é uma abordagem baseada em princípios geométricos que se utiliza para determinar as áreas protegidas contra descargas atmosféricas em uma estrutura. O conceito central deste modelo é a “esfera rolante”, que simula a trajetória de um raio em direção ao solo.

Como Funciona o MEG?

  • Esfera Rolante: O MEG utiliza uma esfera imaginária que é rolada ao redor da estrutura a ser protegida. O raio dessa esfera é determinado pela intensidade máxima da corrente de um raio, sendo o raio maior para correntes mais intensas. A ideia é que, ao rolar a esfera sobre a estrutura, qualquer ponto da edificação que a esfera toque está em risco de ser atingido por um raio e, portanto, precisa de proteção.
  • Proteção Geométrica: A esfera rolante cria um volume de proteção ao redor dos para-raios ou elementos captadores instalados na edificação. Os pontos que não são tocados pela esfera ao ser rolada são considerados protegidos, pois qualquer raio que se aproxime será interceptado pelos captadores antes de atingir essas áreas.
  • Aplicação em Grandes Estruturas: O MEG é particularmente eficaz para grandes estruturas, como edifícios altos ou complexos industriais, onde é necessário um método preciso para determinar quais áreas precisam de proteção adicional. O modelo leva em conta a altura da estrutura e a probabilidade de descargas laterais, comuns em edifícios muito altos.

Benefícios do MEG

  • Precisão: Permite um cálculo detalhado das áreas protegidas, levando em consideração a altura e a forma da edificação.
  • Flexibilidade: Pode ser adaptado para diferentes tipos de estruturas e níveis de proteção, ajustando o raio da esfera de acordo com o risco de descargas.

Método de Franklin

O Método de Franklin, também conhecido como método do para-raios, é uma simplificação do Modelo Eletrogeométrico. Este método é amplamente utilizado para proteger edifícios menores e estruturas simples.

Como Funciona o Método de Franklin?

  • Segmento de Reta: Diferente do MEG, que utiliza uma esfera rolante, o Método de Franklin aproxima o volume de proteção por linhas retas. A proteção é definida por um ângulo que parte do topo do para-raios até o solo, criando uma zona de proteção cônica ao redor do captador.
  • Volume de Proteção: O volume de proteção é mais fácil de calcular do que no MEG, pois considera apenas um ângulo fixo de proteção, variando de acordo com a altura do captador e o nível de proteção desejado. A simplicidade do modelo o torna ideal para estruturas menores, como residências, pequenas fábricas e armazéns.
  • Aplicação em Edificações Menores: Este método é muito utilizado para edificações que não exigem a complexidade do MEG. É adequado para estruturas onde o impacto visual e o custo são fatores importantes a serem considerados.

Benefícios do Método de Franklin

  • Simplicidade: Mais fácil de implementar e calcular do que o MEG, o que o torna ideal para projetos menos complexos.
  • Eficácia em Estruturas Pequenas: Oferece uma proteção adequada para edifícios de menor porte, onde a precisão geométrica não é tão crítica.

Método de Faraday

O Método de Faraday é baseado no princípio da gaiola de Faraday, que é um conceito da física onde uma estrutura metálica bloqueia campos elétricos externos. Este método é ideal para proteger grandes áreas de cobertura, como fábricas, galpões industriais e edifícios com muitas janelas e fachadas metálicas.

Como Funciona o Método de Faraday?

  • Malha de Condutores: No Método de Faraday, uma malha de condutores é instalada sobre e ao redor da estrutura a ser protegida. Essa malha funciona como uma “gaiola de Faraday”, interceptando qualquer descarga atmosférica antes que ela atinja a estrutura.
  • Interligação de Elementos Metálicos: Todos os elementos metálicos da estrutura, como revestimentos, caixilhos de janelas, e trilhos, são integrados à malha de proteção. Isso garante que qualquer descarga seja imediatamente conduzida para a terra, evitando que a corrente entre na edificação.
  • Proteção Completa: Este método oferece proteção em todas as direções, tornando-o ideal para estruturas que têm uma grande área exposta ou que estão em áreas de alto risco de descargas atmosféricas. É particularmente eficaz em galpões industriais e edifícios altos com fachadas metálicas.

Benefícios do Método de Faraday

  • Cobertura Total: Protege a estrutura de descargas atmosféricas vindas de qualquer direção.
  • Adequado para Grandes Áreas: Ideal para grandes edifícios e complexos industriais, onde outros métodos seriam menos eficientes.
  • Integração com a Estrutura: A malha de condutores pode ser integrada à estrutura existente, reduzindo o impacto visual e mantendo a estética do edifício.

Importância do Aterramento e da Continuidade Elétrica

O aterramento é um dos componentes mais críticos de um SPDA. Ele garante que a energia captada seja eficientemente dissipada no solo. Segundo a NBR 5419, a resistência do aterramento deve ser inferior a 10 ohms, e o sistema pode usar armaduras de concreto ou cabos de cobre enterrados.

A continuidade elétrica, especialmente em edificações existentes, deve ser testada regularmente para garantir que as armaduras de concreto ou outros condutores possam conduzir a corrente do raio sem interrupções. Esse cuidado é essencial para garantir que o SPDA funcione corretamente em caso de uma descarga atmosférica.

FAQ

1. O que é um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA)?
Um SPDA é um conjunto de dispositivos e métodos projetados para proteger edifícios e instalações contra os efeitos das descargas atmosféricas, conduzindo a energia do raio de forma segura para o solo.

2. Qual é a diferença entre descargas atmosféricas diretas e indiretas?
Descargas diretas atingem diretamente uma estrutura, enquanto descargas indiretas são surtos induzidos em sistemas elétricos devido à proximidade de uma descarga direta.

3. Qual é o papel do aterramento em um SPDA?
O aterramento dispersa a energia captada pelos para-raios no solo, minimizando o risco de danos à estrutura e a equipamentos eletrônicos.

4. Como o Modelo Eletrogeométrico (MEG) funciona?
O MEG usa uma “esfera rolante” para determinar as áreas protegidas, identificando pontos onde os raios podem atingir e garantindo que esses pontos estejam protegidos.

5. Quando devo optar pelo Método de Faraday?
O Método de Faraday é ideal para edifícios com grandes áreas de cobertura, onde outros métodos seriam menos eficientes. Ele utiliza uma malha de condutores para formar uma gaiola protetora ao redor da estrutura.

Compreender e implementar um SPDA adequado é fundamental para a segurança de qualquer instalação, garantindo que os danos causados por descargas atmosféricas sejam minimizados e que a integridade da estrutura seja preservada.

Se você gostou desse artigo considere compartilhar nas redes sociais, dessa forma irá contribuir para disseminar conhecimento, deixe seu comentário abaixo para podermos saber sua opinião.

Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas – SPDA Read More »