8 dicas do que fazer e o que não fazer em uma instalação SPDA

Em um mundo onde a proteção contra os caprichos da natureza é essencial, um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) surge como uma defesa confiável.

Aprenda como realizar uma instalação de SPDA eficaz, destacando também os erros a serem evitados para garantir uma proteção sólida contra descargas atmosféricas.

O conceito da instalação SPDA

O Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) é um conjunto de medidas estruturais e não estruturais destinadas à proteção de edificações e estruturas contra os efeitos diretos e indiretos das descargas atmosféricas.

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O objetivo principal do SPDA é garantir a segurança das pessoas, a integridade das estruturas e a proteção de equipamentos eletrônicos e elétricos.

Abaixo, falaremos de forma detalhada o que fazer – e o que não fazer – em uma instalação SPDA

1. O que fazer: conhecer os princípios básicos do SPDA

Na captação:

Terminais de captação são elementos metálicos, como hastes ou esferas, posicionados estrategicamente nos pontos mais elevados da estrutura. A sua função é atrair e captar a descarga atmosférica, direcionando-a para o sistema.

A distribuição dos captores deve cobrir toda a área da estrutura. Utiliza-se cálculos baseados na geometria da proteção, que podem variar entre o método da esfera rolante, o método do ângulo de proteção ou o método das malhas, conforme a normativa aplicável.

Na descida:

Condutores de descida são cabos ou barras metálicas que conduzem a corrente elétrica da descarga do ponto de captação até o sistema de aterramento. Eles devem ter uma seção transversal suficiente para suportar a corrente de descarga sem superaquecimento.

Já o caminho da descida deve ser o mais direto possível, evitando curvas acentuadas e comprimentos excessivos, para minimizar a resistência e a indução eletromagnética.

No aterramento:

Eletrodos de aterramento são inseridos no solo e conectados aos condutores de descida. Eles podem ser hastes verticais, placas ou anéis horizontais, dependendo das condições do solo e dos requisitos de projeto.

A resistência de aterramento deve ser baixa, geralmente abaixo de 10 ohms, para assegurar uma dissipação eficaz da corrente no solo. Isto pode requerer a instalação de múltiplos eletrodos e o uso de tratamentos químicos ou físicos para melhorar as características de condução do solo.

Medição e Inspeção: A resistência do sistema de aterramento deve ser medida regularmente para garantir que permaneça dentro dos limites seguros. Inspeções periódicas são necessárias para verificar a integridade física e a conexão dos eletrodos.

É importante também lembrar

A interconexão com outros sistemas de aterramento deve ser adequadamente feita, como os de instalações elétricas e de telecomunicações, para evitar diferenças de potencial.

A proteção contra sobretensões, através de dispositivos de proteção contra surtos (DPS), nos sistemas elétricos e de telecomunicações deve ser realizada em paralelo para proteger contra sobretensões induzidas pelas descargas atmosféricas.

A escolha de materiais resistentes à corrosão é crucial, especialmente em ambientes agressivos. A instalação deve seguir rigorosamente as normas técnicas, garantindo conexões seguras e eficientes.

2. O que não fazer: instalar o SPDA em qualquer lugar

Instalar captores em pontos que não são os mais elevados da estrutura ou da área circundante pode reduzir significativamente a eficácia do sistema. É essencial considerar a topografia local para determinar os pontos mais altos onde os terminais aéreos devem ser instalados.

Você deve evitar instalar elementos do SPDA próximos a materiais inflamáveis ou explosivos. É importante também manter uma distância segura de linhas de energia elétrica e de telecomunicações, para evitar indução eletromagnética.

E embora a segurança seja a principal preocupação, também é importante considerar o impacto estético dos componentes do SPDA na aparência geral da edificação. Instalações descuidadas podem comprometer a estética arquitetônica.

Usar o SPDA vai proteger seus equipamentos e também a si mesmo. (Imagem: divulgação)

3. O que fazer: escolher o tipo de SPDA certo

Um aterramento adequado permite que a corrente da descarga seja dissipada de maneira segura. Um SPDA correto garante que toda a proteção instalada vai funcionar para garantir a segurança de toda a instalação. Nisso, o profissional responsável deve escolher entre os tipos de SPDA para selecionar o mais adequado.

Um resumo abaixo ter ajudará na tomada de decisão:

SPDA Convencional:

Utiliza terminais aéreos, como hastes ou captores tipo Franklin, e condutores de descida. É o tipo mais comum de SPDA.

Quando usar?

Ideal para a maioria das construções, especialmente onde a estética não é uma preocupação primordial. É eficaz em edifícios de altura média e em estruturas com geometria simples. A escolha deste sistema depende da análise de risco conforme as normas técnicas aplicáveis.

SPDA com Dispositivo de Ionização (DPI):

Conhecidos também como captores não convencionais, estes dispositivos têm a capacidade de antecipar a formação da descarga atmosférica, criando um caminho ionizado que facilita a captação da descarga.

Quando usar?

Apropriado para estruturas onde a estética é importante ou quando é necessário minimizar o impacto visual dos captores. Também é utilizado em estruturas com requisitos específicos de proteção, como instalações industriais complexas ou áreas com alta densidade de descargas atmosféricas.

SPDA Isolado (Gaiola de Faraday):

Consiste em uma malha de condutores que cobre toda a estrutura, formando uma ‘gaiola’. Este sistema cria um campo elétrico blindado, protegendo a estrutura interna contra descargas diretas e induzidas.

Quando usar?

Ideal para proteção de equipamentos sensíveis, instalações com risco de explosão, e edifícios históricos ou com muitos detalhes arquitetônicos. É também recomendado para estruturas altas ou complexas, como torres de telecomunicações, refinarias, e hospitais.

SPDA com Malha de Captação:

Utiliza uma rede de cabos instalados sobre o telhado da estrutura, formando uma malha que atua como captor de descargas.

Quando usar?

Este sistema é eficaz em edifícios industriais, galpões e outras estruturas com grandes áreas de cobertura. É uma opção quando a instalação de captores convencionais não é viável ou quando a distribuição uniforme de pontos de captação é desejada.

4. O que não fazer: escolher condutores errados na instalação

Condutores escolhidos sem considerar características gerais do projeto podem jogar no lixo toda uma proteção SPDA. Na hora de selecionar os condutores, você precisa levar em consideração:

Material do condutor

Cobre:

Apresenta uma condutividade elétrica excelente (aproximadamente 58 MS/m) e é altamente resistente à corrosão. Ideal para ambientes corrosivos, mas seu custo é mais elevado.

Alumínio:

Possui uma condutividade elétrica menor que o cobre (aproximadamente 36 MS/m), mas ainda adequada para a maioria das aplicações de SPDA. É mais leve e mais barato, porém, requer atenção especial nas conexões para evitar oxidação e corrosão galvânica.

Aço galvanizado:

Menos condutivo (aproximadamente 7 MS/m) e mais susceptível à corrosão, especialmente em ambientes marítimos ou industriais. No entanto, é uma opção econômica para ambientes menos agressivos.

Seção transversal e capacidade de condução:

A seção transversal do condutor é fundamental para determinar sua capacidade de condução de corrente. Para o cobre, uma seção transversal comum é de 50 mm², enquanto para o alumínio, essa seção pode ser maior, devido à sua menor condutividade.

As normas técnicas, como a NBR 5419, estipulam os valores mínimos de seção transversal para cada material, levando em conta a capacidade de condução necessária para a corrente de raio típica (na ordem de dezenas de kA) e a resistência térmica.

Resistência à corrosão e durabilidade:

Em ambientes com alta salinidade ou exposição a produtos químicos, é necessário um tratamento adicional nos condutores, como revestimentos ou proteção catódica, para aumentar a resistência à corrosão. A vida útil dos condutores em ambientes corrosivos pode ser significativamente reduzida se não forem tomadas medidas de proteção adequadas.

Compatibilidade de materiais e corrosão galvânica:

A corrosão galvânica ocorre quando dois metais diferentes estão em contato na presença de um eletrólito. Por exemplo, o contato direto entre cobre e alumínio pode acelerar a corrosão. Assim, é essencial usar conectores apropriados ou barreiras isolantes para prevenir esse fenômeno.

Flexibilidade e resistência mecânica:

A flexibilidade é importante para acomodar movimentações da estrutura e facilitar a instalação. No entanto, os condutores também devem ter resistência mecânica suficiente para resistir a danos durante tempestades, manutenção ou outros impactos físicos.

Conexões e terminações:

As conexões devem ser feitas de forma a minimizar a resistência de contato, que pode ser uma fonte significativa de aquecimento durante a passagem da corrente de descarga. É recomendável o uso de técnicas de crimpagem ou solda, evitando conexões parafusadas, que podem se soltar com o tempo.

Normas técnicas:

A NBR 5419 estabelece critérios rigorosos para a escolha dos condutores, baseados em testes e estudos técnicos. Seguir estas normas garante que o sistema atenda aos requisitos de segurança e eficácia.

6. O que fazer: manutenção regular do SPDA

A manutenção de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) é um aspecto crucial para garantir sua eficiência e segurança ao longo do tempo.

De forma técnica, as manutenções e inspeções do SPDA devem seguir normas específicas, como a NBR 5419 no Brasil, que estabelece diretrizes claras para a periodicidade e o escopo das inspeções.

Vou detalhar os aspectos técnicos dessas manutenções e a periodicidade mínima das inspeções:

Periodicidade das Inspeções:

Devem ser realizadas anualmente as inspeções visuais. Estas incluem a verificação da integridade física dos componentes do SPDA, como captores, condutores de descida, conectores e o sistema de aterramento. Deve-se observar sinais de corrosão, danos físicos, conexões soltas ou qualquer alteração que possa afetar a eficácia do sistema.

Inspeções completas recomenda-se a realização a cada cinco anos, ou conforme a especificação de risco da estrutura. São mais detalhadas e devem incluir medidas da resistência de aterramento, verificação da continuidade dos condutores e análise detalhada de todos os componentes do sistema.

Aspectos Técnicos da Manutenção:

A medição da resistência de aterramento é fundamental e deve ser realizada com um terrômetro. Os valores devem estar de acordo com os limites estabelecidos pelas normas técnicas (geralmente abaixo de 10 ohms, mas pode variar conforme a norma e a estrutura).

Deve-se verificar a continuidade elétrica dos condutores de descida para assegurar que não existam rupturas ou conexões defeituosas que possam impedir o correto escoamento das descargas elétricas para o solo.

Todos os componentes do SPDA devem ser inspecionados quanto a sinais de desgaste, corrosão, danos mecânicos, e integridade das fixações. Isso inclui terminais aéreos, condutores, conectores, suportes e dispositivos de proteção contra surtos (DPS). O envelhecimento dos materiais ou danos climáticos podem afetar o funcionamento do SPDA.

É importante manter um registro detalhado das inspeções e manutenções realizadas, incluindo datas, descrições dos procedimentos, medições obtidas e eventuais reparos ou substituições realizadas.

Manutenções Corretivas:

Caso sejam identificadas falhas ou deteriorações em qualquer componente do sistema, devem ser realizadas manutenções corretivas imediatas. Isso pode incluir a substituição ou reparo de partes danificadas, ajustes nas conexões e melhorias no sistema de aterramento.

Adaptações e Atualizações:

Em caso de reformas ou alterações na estrutura protegida, o SPDA deve ser reavaliado e adaptado conforme necessário para garantir que continue atendendo aos requisitos de proteção.

Conformidade com Normas:

Todas as manutenções e inspeções devem estar em conformidade com as normas técnicas aplicáveis. Isso garante que o SPDA mantenha sua conformidade e eficácia ao longo do tempo.

7. O que não fazer: desrespeitar as normas e regulamentações para a instalação SPDA

As normas e regulamentações para Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) são fundamentais para garantir a eficácia e segurança desses sistemas.

Vou destacar os tópicos mais importantes de forma técnica, focando principalmente nas normas como a NBR 5419 no Brasil e outras normas internacionais relevantes para respeitar os tópicos técnicos da instalação de um SPDA:

1. Análise de risco:

As normas exigem uma análise de risco detalhada para determinar a necessidade de um SPDA e seu nível de proteção. Esta análise considera fatores como a localização geográfica, o tipo de estrutura, a sua ocupação, a presença de materiais inflamáveis e a topografia local.

2. Categorias de proteção:

As normas classificam os SPDA em diferentes categorias de proteção (I, II, III e IV), baseadas no nível de risco e na tolerância a danos. Cada categoria define parâmetros específicos, como o nível de corrente de descarga e a densidade de captores.

3. Requisitos de projeto e instalação:

Respeitar as especificações para o projeto e instalação de todos os componentes do SPDA, incluindo captores, condutores de descida, interconexões e sistema de aterramento.

Seguir as diretrizes para a localização e instalação de captores, respeitando as distâncias de segurança e as especificidades arquitetônicas.

4. Materiais e componentes:

Definição dos tipos de materiais permitidos para os componentes do SPDA e seus requisitos de resistência mecânica e elétrica, bem como resistência à corrosão.

5. Sistema de aterramento:

Detalhamento sobre a implementação do sistema de aterramento, incluindo o tipo, a disposição e as dimensões dos eletrodos de aterramento, bem como a resistência de aterramento máxima permitida.

6. Manutenção e inspeção:

Estabelecimento da periodicidade das inspeções e manutenções, critérios para inspeção visual e testes de continuidade e resistência de aterramento, e a documentação necessária para registro das inspeções e manutenções realizadas.

7. Integração com Outros Sistemas:

Diretrizes para a interconexão com sistemas elétricos e de telecomunicações existentes na estrutura, para prevenir diferenças de potencial e induções perigosas.

8. Proteção contra Surtos Elétricos:

Normas para a instalação de dispositivos de proteção contra surtos (DPS) para proteger equipamentos elétricos e eletrônicos contra surtos induzidos por descargas atmosféricas.

9. Conformidade Legal e Certificações:

Importância da conformidade com as normas locais e internacionais e a obtenção das certificações necessárias, para assegurar a legalidade e a eficiência do sistema.

10. Considerações Especiais para Estruturas Específicas:

Normas fornecem orientações específicas para tipos particulares de estruturas, como instalações industriais, edifícios históricos, hospitais, escolas, entre outros.

8. O que fazer: escolher a categoria de proteção SPDA certa

As categorias de proteção de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) são classificações estabelecidas pela NBR 5419, definindo diferentes níveis de proteção com base em critérios específicos. Essas categorias são fundamentais para o projeto e instalação de um SPDA eficaz e seguro.

Categoria I:

Nível de proteção mais elevado, projetado para estruturas com alto risco de danos por descargas atmosféricas, como explosões ou incêndios.

Ideal para estruturas que contêm materiais explosivos ou altamente inflamáveis, instalações industriais de alto risco, e áreas com equipamentos críticos.

Requer uma densidade de captores mais alta e uma malha de proteção mais fechada, com distâncias reduzidas entre os pontos de captação e condutores.

Categoria II:

Nível de proteção alto, adequado para estruturas onde as consequências de um raio seriam sérias, mas menos críticas que na Categoria I.

Comum em hospitais, escolas, museus, e edifícios com grande afluência de público.

Requer uma malha de proteção menos densa que a Categoria I, mas ainda assim com requisitos rigorosos para captação e descida de corrente.

Categoria III:

Nível de proteção moderado, destinado a estruturas com riscos moderados de danos por descargas atmosféricas.

Utilizada em estruturas residenciais, comerciais de menor risco e algumas instalações industriais.

A densidade de captores e a malha de proteção são menos rigorosas em comparação com as Categorias I e II, adequando-se a um nível de risco mais baixo.

Categoria IV:

Nível de proteção menor, indicado para estruturas onde as consequências de um raio seriam mínimas ou de fácil reparação.

Apropriada para estruturas de menor porte e menor risco, como pequenas oficinas, armazéns e edifícios agrícolas.

Esta categoria tem os requisitos menos rigorosos em termos de densidade de captores e malha de proteção.

Como escolher a categoria de proteção SPDA?

A escolha da categoria de proteção correta para um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) é um processo técnico que se baseia em uma análise de risco detalhada, conforme estipulado por normas como a NBR 5419 no Brasil.

Esta análise considera diversos fatores, incluindo a localização geográfica da estrutura, a densidade de descargas atmosféricas na região, as características da construção (como altura, área construída e materiais utilizados), o tipo de ocupação e a presença de materiais inflamáveis ou explosivos.

A análise de risco é realizada através de cálculos que consideram a probabilidade de ocorrência de descargas atmosféricas diretas, bem como as possíveis consequências desses eventos, incluindo risco à vida humana, danos a equipamentos e interrupções de atividades.

As normas técnicas classificam os SPDAs em quatro categorias de proteção (I, II, III e IV), com cada categoria correspondendo a um nível específico de risco e proteção, de acordo com a análise técnica completa. A escolha da categoria adequada deve alinhar a necessidade de proteção com a viabilidade econômica, garantindo que o SPDA seja tanto eficaz quanto economicamente sustentável.

É essencial que esta decisão seja tomada por profissionais qualificados, com base em critérios técnicos rigorosos e em conformidade com as normas aplicáveis.

Perguntas Frequentes (FAQs)

O que é um SPDA e por que é importante?

Um SPDA é um sistema de proteção que previne danos causados por raios a edifícios e equipamentos. É vital para garantir segurança e prevenir prejuízos.

Quais erros evitar ao instalar um SPDA?

Evitar negligenciar estudos de risco e escolher materiais não certificados é essencial.

Como escolher a localização adequada para o SPDA?

Opte por locais altos e desobstruídos para maximizar a eficácia do SPDA.

Quais os benefícios de um SPDA bem-instalado?

Um SPDA adequado protege vidas, minimiza danos e reduz os riscos durante tempestades.

Quem é responsável pela manutenção do SPDA?

Profissionais qualificados devem realizar inspeções regulares para garantir o correto funcionamento do SPDA.

Em conclusão, a instalação correta de um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas é essencial para proteger vidas e propriedades. Ao seguir as dicas fornecidas e evitar erros comuns, você pode garantir uma proteção sólida contra os perigos das descargas atmosféricas.

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