Seção: Tutoriais Infraestrutura

 

 
SPDA: Níveis de Proteção

 

6.0 Necessidade de Proteção

 

A decisão de proteger uma determinada estrutura pode ser de ordem legal (códigos de obras municipais – Brasil), uma preocupação do proprietário para evitar prejuízos materiais e pessoais, ou exigência das seguradoras já que raios provocam danos e incêndio.

 

O Método pode vir especificado pelo código de obras ou ser um dos existentes na norma NBR5419.

 

Área de atração

 

É a área da vista em planta aumentada proporcionalmente a uma vez a altura da estrutura (NBR5419) e tres vezes a altura IEC1024-I.

 

 

Fórmula de cálculo

 

Formação paralelepipédica: Ap = área base+2x área da base + ¶ x h ao quadrado

 

Com a área de proteção calcula-se a probabilidade de queda de raios.

 

P=Ap x Ng x 0,000001 onde: Ng = densidade de raios na região e 0,000001 ajuste de unidades.

 

Logo teremos a probabilidade de ocorrência de raios em uma determinada estrutura, ou seja, de quantos em quantos anos cairá um raio na estrutura.

 

Com isto podemos calcular a obrigação de proteção ou não pela norma.

 

P0=P x A x B x C x D x E onde:

 

P0 = Necessidade de proteção obrigatória

 

Se P0 < 0,00001 será desnecessário, se P0 > 0,001 será obrigatório a proteção.

 

 

Tipo de ocupação Fator A
Casas 0,3
Casas com antenas externas 0,7
Fábricas e laboratórios 1,0
Escritórios, hotéis, apartamentos 1,2
Shopping, estádios, exposições 1,3
Escolas e Hospitais 1,7

 

 

Material de construção Fator B
Metal revestido, não metálico 0,2
Concreto Cob. n ão metálico 0,4
Metal ou Concreto cobertura metálica 0,8
Alvenaria 1,0
Madeira 1,4
Alvenaria ou madeira com cob. metálica 1,7
Cobertura de palha 2,0

 

 

Conteúdo Fator C
Comum, sem valor 0,3
Sensível a danos 0,8
Subestação, gás, Telecom. 1,0
Museu e monumentos 1,3
Escolas e hospitais 1,7

 

 

Localização Fator D
Rodeado por arvores ou estruturas 0,4
Semi-isolada 1,0
Isolada 2,0

 

 

Topografia Fator E
Planície 0,3
Colina 1,0
Montanha, 300 a 900 m. 1,3
Montanha acima de 900 m. 1,7

 

Fatores A,B,C,D,E de atração de raios.

 

7.0 Níveis de proteção

 

A NBR5419 relaciona 4 níveis de proteção relacionados com as estruturas como relacionado abaixo:

  • Nível I – Destinado às estruturas nas quais uma falha do sistema de proteção pode causar danos às estruturas vizinhas ou ao meio ambiente.Ex.: depósitos de explosivos, materiais sujeitos à explosão, material tóxico ao meio ambiente...etc.
  • Nível II – Destinados às estruturas cujos danos em caso de falha serão elevados ou haverá destruição de bens insubstituíveis e/ou de valor histórico, mas em qualquer caso se restringirão à estrutura e seu conteúdo, EX.: Museus, escolas, ginásios esportivos, Estádio de futebol...etc.
  • Nível III – Destinada às estruturas de uso comum, como residências, escritórios, fábricas sem risco de explosão ou de risco, ...etc.
  • Nível IV – Destinadas às estruturas construídas de material não inflamável, com pouco acesso de pessoas, e com conteúdo não inflamável. EX.: depósitos em concreto, e com conteúdo não inflamável, estoque de produtos agrícolas ...etc.

8.0 – Avaliação de Risco

 

Para imaginar os riscos precisaremos usar um modelo de um caso prático onde indicaremos os riscos envolvidos, abaixo temos a descrição dos riscos existentes em uma edificação e sistema de proteção.

 

8.1 Falha da Blindagem direta – é quando uma descarga atmosférica consegue passar entre os cabos e captores ou ao lado deles e chegar à área protegida, podendo provocar incêndio ou explosão, para se evitar isto o numero de cabos deve ser aumentado diminuindo o espaço entre eles.

8.2 Falha da auto proteção – uma descarga passa pelos captores e atinge o teto fora do volume de proteção provocando fusão da telha com a volume protegido que inflama a mistura da zona 1 logo abaixo do teto, pode-se evitar isto com telhas de espessura mais grossa ou melhorando a blindagem.

8.3 Falha de dimensionamento – ocorre quando o sistema foi mal dimensionado e se utilizou cabo de descida inferior aos mínimos recomendados, provocando seu rompimento ao receber uma

 

8.4 descarga, neste caso é necessário se efetuar a troca dos condutores.

 

8.5 Falha na proximidade – isto ocorre porque os condutores e captores estão muito próximos das estruturas do volume protegido, pode-se evitar esta falha distanciando mais os componentes do sistema das paredes e tetos da estrutura.

 

8.6 Geração de descargas laterais – ao ocorrer uma descarga a corrente que passa nos condutores de descida causam quedas de tensão ao longo desses componentes e podem dar origem a descargas laterais às pessoas que estejam em sua proximidade, esta tensão é a resultante da queda indutiva nos condutores e a queda de tensão no sistema de terra, a solução é melhorar o numero de condutores de descida e melhorar o sistema de aterramento.

 

8.7 Geração de tensões de passo – as correntes ao se dispersarem no solo, produzirão tensões de passo perigosas às pessoas que estiverem na vizinhanças do sistema de proteção, tensões geradas pela diferença de potencial a cada metro do ponto de impacto, solução é colocar uma grossa camada de concreto e/ou melhorar o sistema de aterramento de forma a diminuir as tensões de grade em torno do aterramento e ponto de impacto.

 

8.8 Geração de tensão de toque – uma pessoa pode tocar nos condutores de descida no qual naquele exato momento está sendo gerada uma tensão indutiva + diferença de potencial pela descarga atmosférica, solução é colocar materiais isolantes até a altura de 2,5 mts e/ou obstáculos que mantenham as pessoas afastadas destes pontos.

 

9.0 Eficiência do sistema de proteção / Níveis

 

É importante primeiro vermos algumas definições importantes referentes a eficiência.

  • Eficiência da interceptação: é a relação entre o número de descargas atmosféricas recebidas pelo sistema de captores e o numero médio esperado de descargas sobre a área de atração da estrutura.
  • Eficiência do dimensionamento: é a relação entre o número de descarga captada pelo sistema e que não provocaram danos e o numero de descarga captada pelo sistema de proteção.
  • Eficiência global de um sistema de proteção: é a relação entre o numero de descargas que caem sobre o sistema de proteção ou sobre a estrutura e não produzem danos a ela e o numero médio esperado de descargas sobre a área de proteção da estrutura.
  • Eficiência pela norma NBR5419

 

Nível de proteção Eficiência
I 98%
II 95%
III 90%
IV 80%

 

 

 

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