Sistema de Gs e SPDA

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    28-Jan-2016

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PARMETROS DE PROTEO DO SISTEMA DE DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL: ANLISE DAS INTERFERNCIAS COM O SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS

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  • FACULDADE DE TECNOLOGIA E CINCIAS - FTC

    ENGENHARIA CIVIL

    MAGNO BERNARDO DO NASCIMENTO SILVA

    PARMETROS DE PROTEO DO SISTEMA DE

    DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL:

    ANLISE DAS INTERFERNCIAS COM O SISTEMA DE

    PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS

    Salvador

    2015

  • i

    MAGNO BERNARDO DO NASCIMENTO SILVA

    PARMETROS DE PROTEO DO SISTEMA DE

    DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL:

    ANLISE DAS INTERFERNCIAS COM O SISTEMA DE

    PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado

    como requisito parcial para aprovao na

    disciplina de TCC II, do curso de Engenharia

    Civil da Faculdade de Tecnologia e Cincias,

    para obteno do ttulo de Engenheiro Civil.

    Professor: Prof. Jos Marciano Brito Carvalho

    Orientador: Prof. Juan Martin Carrizo

    Salvador

    2015

  • ii

    Autorizo a reproduo e divulgao total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio

    convencional ou eletrnico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a

    fonte.

    Catalogao da publicao

    Coordenao de Engenharia Civil

    Faculdade de Tecnologia de Cincias - FTC

    Silva, Magno Bernardo do Nascimento

    Parmetros de proteo do sistema de distribuio de gs

    combustvel: anlise das interferncias com o sistema de proteo

    contra descargas atmosfricas / Magno Bernardo do Nascimento

    Silva. Salvador / BA, 2015.

    92p.: il.; 29,7cm

    Orientador: Juan Martin Carrizo.

    TCC - Faculdade de Tecnologia e Cincias - FTC. Curso de

    Engenharia Civil

    Referncias Bibliogrficas: p. 80-85

    1. Proteo de redes de gs. 2.Distribuio interna de gs. 3.

    Interferncias entre instalaes. 4. Spda. I. Carrizo, Juan Martin.

    II. Faculdade de Tecnologia e Cincias. III. Ttulo.

  • iii

    MAGNO BERNARDO DO NASCIMENTO SILVA

    PARMETROS DE PROTEO DO SISTEMA DE

    DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL:

    ANLISE DAS INTERFERNCIAS COM O SISTEMA DE

    PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS

    Este trabalho de concluso de curso foi apresentado como requisito parcial para

    obteno do ttulo de Engenheiro Civil, outorgado pela Faculdade de Tecnologia e

    Cincias - FTC. O aluno foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos

    professores abaixo assinados, que aps a deliberao, o trabalho foi considerado

    aprovado.

    Nota atribuda: _______

    Aprovado em: ____/____/________

    BANCA EXAMINADORA

    __________________________________________________

    Professor da Disciplina: Jos Marciano Brito Carvalho

    Graduao em Engenharia Civil - Universidade Federal da Bahia (UFBA). CREA: 10.857-D. Especialista em Gesto de Sistemas e Servios - Universidade do Estado da Bahia (UNEB). Professor na Faculdade de Tecnologia e Cincias - FTC

    __________________________________________________

    Orientador: Juan Martin Carrizo

    Graduao em Engenharia de Alimentos - Universidade Estadual Paulista Jlio de M. Filho (UNESP). Mestre em Engenharia e Cincia de Alimentos - Universidade Estadual Paulista Jlio de M. Filho (UNESP). Professor na Faculdade de Tecnologia e Cincias - FTC

    __________________________________________________

    Coordenador: Elton de Souza Ges Graduao em Engenharia Civil - Universidade Federal da Bahia (UFBA). Mestre em Arquitetura e Urbanismo - Universidade Federal da Bahia (UFBA). Coordenador do Curso de Engenharia Civil da Faculdade de Tecnologia e Cincias (FTC).

  • iv

    Dedico esse trabalho a minha querida

    me Rosa Moreira, pelo exemplo de

    coragem e de determinao.

    Dedico a minha esposa Naiana Bernardo,

    com quem amo partilhar a vida, pela

    compreenso e apoio.

  • v

    AGRADECIMENTOS

    Agradeo a toda minha famlia, mesmo muitos deles estando distantes, os

    pensamentos positivos e motivadores esto bem prximos. minha me Rosa

    Moreira pelo amor e exemplo de vida, minha irm Mariana Nascimento pela

    presena inspiradora e minha esposa Naiana Bernardo que compartilha comigo

    todos esses momentos com um apoio incondicional.

    Agradeo tambm aos parentes e amigos mais prximos pela compreenso

    em entender a minha ausncia em determinados momentos, como Naiara Dias,

    Joo Paulo, Derivaldo, Fabio, Isis, Neto, Gerson, Diva, Lissandra, Isau, Andria,

    Gssica, e outros os quais os nomes no foram citados, a importncia no menor.

    Agradeo aos amigos e colegas da faculdade que fizeram parte dessa

    trajetria, dividindo momentos de estudos, discusses, conquistas e descontraes.

    Aos amigos e renomados profissionais que contriburam com suas

    experincias para o meu desenvolvimento profissional, com destaque ao Sr. Luiz

    Eduardo Stort (Dipawa) que sempre me incentivou em minha formao e pelo tom

    desafiador de seus comentrios que me foraram a repensar e reformular muitas

    idias.

    Agradeo a Bahiags, pela assistncia ao desenvolvimento deste trabalho,

    mais especificamente aos profissionais: Fbio Fraguas, Rodrigo Ribeiro, Luis Pitta,

    Sebastio Fortunato e Luciene Lopo.

    Ao meu orientador e amigo Juan Carrizo, pelos sbios conselhos e dedicao

    com a disponibilidade para me auxiliar.

    Ao professor Jos Marciano pelas orientaes na elaborao deste trabalho e

    pelo conhecimento transmitido.

    Agradeo ao professor e coordenador do curso, Elton Ges, por todas as

    experincias e informaes passadas, e pela pacincia na resoluo de

    adversidades.

  • vi

    "Construmos muros demais e pontes de menos."

    (Issac Newton)

  • vii

    RESUMO

    Este estudo voltado anlise das interferncias entre o sistema de proteo

    contra descargas atmosfricas e o sistema de distribuio interna de gs

    combustvel. Atravs da avaliao das normas vigentes e seus requisitos

    particulares sobre cada instalao, alm das divergncias nas recomendaes

    destas sobre os efeitos causados por descargas atmosfricas, com foco na proteo

    da tubulao de gs. O conhecimento obtido possibilitar uma maior concepo das

    interferncias entre os sistemas e os principais mtodos para garantia de segurana

    da rede interna de gs combustvel em edificaes.

    Palavras-chave: Proteo de redes de gs combustvel, Distribuio interna de gs,

    Interferncias entre instalaes, Sistema de proteo contra descargas

    atmosfricas, Medidas de proteo contra surtos, Equipotencializao.

  • viii

    ABSTRACT

    This study is focused on the analysis of interference between the system of

    protection against lightning and the internal distribution system of fuel gas. Through

    the assessment of existing rules and their particular requirements of each installation,

    besides the differences in these recommendations on the effects caused by lightning,

    focused on protecting the gas pipe. The knowledge gained will enable greater design

    of interference between systems and the main methods for security assurance from

    the internal network of fuel gas in buildings.

    Keywords: Fuel gas network protection, Internal gas distribution, Interference

    between facilities, System lightning protection, Surge protection measures,

    Equipotential.

  • ix

    LISTA DE ILUSTRAES

    FIGURA 1 - Interferncias entre instalaes prediais ............................................ 25

    FIGURA 2 - Consumo de gs combustvel ........................................................... 26

    FIGURA 3 - Representao bipolar da nuvem...................................................... 29

    FIGURA 4 - Tipos de perdas e riscos correspondentes que resultam de diferentes

    tipos de danos batimento .............................................................. 31

    FIGURA 5 - Descarga atmosfrica em rede de gs .............................................. 32

    FIGURA 6 - Tubulao danificada por descarga atmosfrica ................................ 33

    FIGURA 7 - Diferena entre os abrigos................................................................ 34

    FIGURA 8 - Central de gs - GLP ....................................................................... 35

    FIGURA 9 - Conjunto de regulagem e medio - GN ............................................ 35

    FIGURA 10 - Medio e prumada individual ........................................................ 36

    FIGURA 11 - Medio individual e prumada coletiva ............................................ 37

    FIGURA 12 - Furo em tubulao de distribuio de gs combustvel ..................... 40

    FIGURA 13 - Mtodo das malhas........................................................................ 43

    FIGURA 14 - Mtodo Franklin ............................................................................. 44

    FIGURA 15 - Mtodo eletrogeomtrico ................................................................ 44

    FIGURA 16 - Distribuio global de descargas atmosfricas ................................. 45

    FIGURA 17 - Danos em componentes do SPDA .................................................. 47

    FIGURA 18 - Circunstncia das fatalidades no Brasil ........................................... 47

    FIGURA 19 - Zonas de proteo ......................................................................... 50

    FIGURA 20 - Exemplo de ligao direta .............................................................. 58

    FIGURA 21 - Exemplo de ligao indireta com DPS ............................................. 59

    FIGURA 22 - Exemplo de ligao indireta com DPS Centelhador .......................... 59

    FIGURA 23 - Equipotencializao principal de tubulaes metlicas ..................... 60

    FIGURA 24 - Proteo dos DPS por zonas .......................................................... 62

    FIGURA 25 - PRBT ............................................................................................ 62

    FIGURA 26 - Instalao do PRBT ....................................................................... 63

    FIGURA 27 - DPS .............................................................................................. 64

    FIGURA 28 - DPS Centelhador ........................................................................... 64

    FIGURA 29 - Uso de DPS Centelhador como proteo de junta............................ 65

  • x

    FIGURA 30 - Proteo sob o subsistema de captao ......................................... 66

    FIGURA 31 - Proteo dos captores ................................................................... 67

    FIGURA 32 - Tubulao de gs e subsistema de captao................................... 67

    FIGURA 33 - Tubulao de gs sem equipotencializao ..................................... 68

    FIGURA 34 - Ligao direta em tubo de gs ........................................................ 68

    FIGURA 35 - Ligao indireta com subsistema de captao ................................. 69

    FIGURA 36 - Abrigo de gs em terrao de edificao ........................................... 69

    FIGURA 37 - Danos em tubulao de gs em virtude de descargas ...................... 71

    FIGURA 38 - Furos em tubos de gs em virtude de descargas ............................. 71

    FIGURA 39 - Equipotencializao de junta em flange ........................................... 72

    FIGURA 40 - Equipotencializao em medidores individuais................................. 72

    FIGURA 41 - Equipotencializao em instalaes internas ................................... 73

    FIGURA 42 - Demonstrao de equipotencializao de tubulao aterrada ........... 75

    FIGURA 43 - Rede enterrada e aparente na fachada ........................................... 75

    FIGURA 44 - Rede enterrada e interligao atravs do BEP ................................. 76

    FIGURA 45 - Rede enterrada e protegida no interior da edificao ........................ 76

    FIGURA 46 - Abrigo em ZPR0B .......................................................................... 77

    FIGURA 47 - Abrigo em ZPR0A .......................................................................... 77

  • xi

    LISTA DE QUADROS

    QUADRO 1 - Efeitos das descargas atmosfricas. .............................................. 30

    QUADRO 2 - Efeitos das descargas atmosfricas no SPDA. ............................... 46

    QUADRO 3 - Materiais para SPDA e condies de utilizao. ............................. 49

    QUADRO 4 - Descrio das zonas de proteo contra descarga atmosfrica. ...... 51

    QUADRO 5 - Descrio das zonas de risco. ....................................................... 52

  • xii

    LISTA DE TABELAS

    TABELA 1 - Poder calorfico de alguns energticos. ............................................. 28

    TABELA 2 - Afastamentos para redes eltricas .................................................... 38

    TABELA 3 - Afastamentos mnimo na instalao de tubos .................................... 38

    TABELA 4 - Isolao do SPDA externo (ki) .......................................................... 56

    TABELA 5 - Isolao do SPDA externo (km) ........................................................ 56

    TABELA 6 - Isolao do SPDA externo (valores aproximados de kc)..................... 56

    TABELA 7 - Dimenses mnimas dos condutores em uma equipotencializao ..... 60

  • xiii

    LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

    ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    SPDA - Sistema de Proteo contra descargas atmosfricas

    TV - Aparelho de televiso

    SHAFT - Galeria vertical por onde passam as tubulaes verticais

    PVC - Policloreto de vinila

    CPVC - Policloreto de vinila clorado

    PEX - Polietileno reticulado

    PPR - Polipropileno copolmero random

    CSST - Corrugated Stainless Steel tubing (ou Tubo corrugado em ao

    inoxidvel)

    GN - Gs natural

    GNC - Gs natural comprimido

    GNL - Gs natural liquefeito

    GLP - Gs liquefeito de petrleo

    NG - Densidade de descargas atmosfricas para a terra

    LEMP - Pulso eletromagntico devido s descargas atmosfricas

    MPS - Medidas de proteo contra surtos causados por LEMP

    ZPR - Zona de proteo contra descargas atmosfricas

    DPS - Dispositivo de proteo contra surtos

    PRBT - Pra-raio de baixa tenso

    km - Kilmetro

    m - Metro

    mm - Milmetros

    BEP - Barramento de equipotencializao principal

    BEL - Barramento de equipotencializao local

  • xiv

    LISTA DE SMBOLOS

    - Menor ou igual

    - Maior ou igual

    = - Igualdade

    x - Multiplicao

    / - Diviso

  • xv

    SUMRIO

    1 INTRODUO......................................................................................... 17

    1.1 DELIMITAO DO TEMA .................................................................... 17

    1.2 PROBLEMA......................................................................................... 18

    1.3 HIPTESE .......................................................................................... 18

    1.4 OBJETIVOS ........................................................................................ 19

    1.4.1 Objetivo Geral ................................................................................ 19

    1.4.2 Objetivos Especficos ..................................................................... 19

    1.5 JUSTIFICATIVA ................................................................................... 19

    1.6 METODOLOGIA .................................................................................. 20

    1.7 ESTRUTURA DO TRABALHO .............................................................. 20

    1.8 RESULTADOS ESPERADOS ............................................................... 21

    2 FUNDAMENTAO TERICA ................................................................ 22

    2.1 INSTALAES PREDIAIS ................................................................... 22

    2.1.1 Principais tipos de instalaes......................................................... 22

    2.1.2 Componentes tpicos nas instalaes .............................................. 24

    2.1.3 Tipos de materiais utilizados nas instalaes ................................... 24

    2.2 GS COMBUSTVEL ........................................................................... 26

    2.2.1 Utilizao do gs combustvel ......................................................... 26

    2.2.2 Gs natural .................................................................................... 27

    2.2.3 Gs liquefeito de petrleo ............................................................... 27

    2.2.4 Outros tipos de gases combustveis ................................................ 28

    2.3 DESCARGAS ATMOSFRICAS ........................................................... 29

    2.3.1 Tipos de descargas atmosfricas .................................................... 29

    2.3.2 Efeitos das descargas atmosfricas................................................. 30

    2.3.3 Perdas em funo das descargas atmosfricas ................................ 31

    3 SISTEMAS .............................................................................................. 34

    3.1 SISTEMA DE DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL ........ 34

    3.1.1 Principais componentes .................................................................. 34

    3.1.2 Caractersticas na instalao da tubulao ...................................... 37

  • xvi

    3.1.3 Danos causados pelas descargas atmosfricas no sistema de gs ... 39

    3.2 SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS ATMOSFRICAS ... 41

    3.2.1 Subsistemas .................................................................................. 41

    3.2.2 Mtodos ........................................................................................ 43

    3.2.3 Efeito das descargas atmosfricas nos componentes de SPDA ........ 45

    4 INTERFERNCIAS ENTRE OS SISTEMAS .............................................. 48

    4.1 CONDIES DE UTILIZAO DE MATERIAIS .................................... 48

    4.1.1 Equivalncia dos materiais.............................................................. 48

    4.1.2 Interferncias entre os materiais...................................................... 49

    4.2 ZONAS DE PROTEO ...................................................................... 50

    4.3 SPDA EM ESTRUTURAS COM RISCO DE EXPLOSO ........................ 52

    4.3.1 Classificao e medidas das zonas de risco..................................... 52

    4.3.2 Tubulaes de gs combustvel em postos de abastecimento ........... 53

    4.3.3 Tubulaes de gs combustvel em ptios ou tanques...................... 53

    4.3.4 Tubulaes de gs combustvel em materiais metlicos ................... 53

    5 PROTEO DO SISTEMA DE DISTRIBUIO INTERNA DE GS........... 54

    5.1 MEDIDAS DE PROTEO CONTRA SURTOS ..................................... 54

    5.1.1 Implementao de MPS em estrutura existente ................................ 54

    5.1.2 Distncia de segurana .................................................................. 55

    5.2 EQUIPOTENCIALIZAO.................................................................... 58

    5.3 DISPOSITIVO DE PROTEO CONTRA SURTOS ............................... 61

    5.3.1 PRBT ............................................................................................ 62

    5.3.2 DPS e centelhadores ...................................................................... 63

    5.4 RELAO ENTRE O SISTEMA DE GS E OS SUBSISTEMAS ............. 65

    5.4.1 Quanto ao subsistema de captao ................................................. 66

    5.4.2 Quanto ao subsistema de descida ................................................... 70

    5.4.3 Quanto ao subsistema de aterramento ............................................ 74

    6 CONCLUSO.......................................................................................... 78

    7 REFERNCIAS ....................................................................................... 80

    8 ANEXOS ................................................................................................. 86

  • 17

    1 INTRODUO

    At a concluso da construo de uma edificao vrias etapas so

    planejadas e executadas, como estruturas, alvenaria, instalaes, acabamento e

    outros. Para tanto, a etapa de estudos prvios, pr-dimensionamentos, projetos

    executivos e para construo realizados base fundamental para, dentre outras

    fases, as instalaes prediais.

    O projeto completo de um edifcio requer a elaborao de vrios documentos

    e subprojetos por especialistas de cada modalidade, e com isso problemas acabam

    surgindo a partir das especificaes tcnicas de cada instalao, sejam estas

    impostas por leis como as de combate a incndio, ou pelo prprio empreendimento

    como circuito fechado de TV.

    J existem no mercado alm de empresas especializadas nesses estudos de

    instalaes, sejam hidrulicas, eltricas, coleta de esgoto, de gs, telefone e demais

    redes, empresas especializadas em projetos de interferncias de todas as

    instalaes de uma edificao, minimizando assim os riscos que podem existir e

    reduzindo os ndices de efeitos negativos aps a obra ser entregue.

    As interferncias podem ser diversas, desde equivalncias em espaos como

    shafts para subidas de prumadas, ou cruzamentos entre tubulaes e at mesmo

    condutividade eltrica ou trmica de determinadas instalaes sobre outras

    prximas, ou distantes sem as devidas protees ou margens de segurana.

    1.1 DELIMITAO DO TEMA

    Dentre todas as instalaes prediais podem-se avaliar as interferncias

    presentes entre o sistema de proteo contra descargas atmosfricas com o sistema

    de distribuio interna de gs combustvel em uma determinada edificao.

    Ser desenvolvida uma anlise das principais interferncias entre o SPDA

    sobre as tubulaes de gs combustvel e o que estas podem acarretar, assim como

    as possveis protees do sistema.

  • 18

    1.2 PROBLEMA

    Foram levantados problemas relacionados compatibilizao entre os

    projetos de SPDA e do sistema de distribuio interna de gs combustvel, atravs

    dos quais pde-se inferir quesitos de interferncias entre ambas redes, o que se

    estende para as frentes de servios e obras relacionadas.

    A partir de materiais equivalentes e sendo tambm condutores eltricos, se

    torna um desafio determinar um possvel afastamento entre as redes analisadas, j

    que o produto inicial que deriva proteo de toda a estrutura e seu interior, sejam

    alvenaria, mobilirio, pessoas, instalaes e outros, so as descargas atmosfricas,

    as quais so de difcil avaliao em sua ocorrncia, intensidade e danos que

    causaro.

    A anlise dos possveis encaminhamentos da tubulao de gs combustvel,

    como tambm dos subsistemas de captao, descida e de aterramento do SPDA,

    infere em possveis situaes de risco quando se trata de condutibilidade eltrica

    sendo transmitida de um sistema para o outro, para materiais equivalentes em ndice

    de condutibilidade, como tambm para produtos de diferentes caractersticas, o que

    pode ocasionar piores efeitos.

    1.3 HIPTESE

    A principal hiptese levantada a da aplicao dos conceitos de proteo do

    sistema de distribuio de gs combustvel presentes na norma NBR 15526/2012,

    comparando-os com as recomendaes impostas pela norma NBR 5419/2015 de

    proteo contra descargas atmosfricas e a partir das anlises e pesquisas em

    outras bibliografias e empresas atreladas ao tema.

    Tambm, definir um conceito prprio que atenda aos requisitos de ambas as

    normas vigentes e que seja vivel de sua utilizao na prtica, sendo avaliada a

    alternativa de metodologia construtiva ou de insero de algum dispositivo que sirva

    como protetor dos surtos que podem ocorrer no fim da anlise.

  • 19

    1.4 OBJETIVOS

    Para melhor compreenso, os objetivos sero subdivididos em objetivo geral

    e objetivos especficos. Estes ltimos podem ser entendidos como as tarefas

    necessrias para alcanar o objetivo geral pretendido.

    1.4.1 objetivo geral

    Sero discutidas as formas como a incompatibilidade entre os sistemas se

    torna visvel e so identificadas facilmente, apresentando estratgias e ferramentas

    para a soluo enfatizando sugestes que podem vir a incorporar os projetos futuros

    destas instalaes.

    1.4.2 objetivos especficos

    a) Relatar tcnicas e conhecimentos sobre as instalaes

    abordadas e suas interferncias;

    b) Apresentar melhorias relevantes quanto proteo do

    sistema de distribuio interna de gs combustvel;

    c) Comparar normas vigentes com a finalidade de encontrar

    equivalncias nas tratativas da resoluo do problema;

    d) Conceituar quesitos inerentes ao entendimento do

    problema encontrado, assim como do conjunto de dados que

    corroboram com o tema.

    1.5 JUSTIFICATIVA

    Este trabalho auxiliar na avaliao das interferncias entre os sistemas de

    proteo contra descargas atmosfricas e o de distribuio interna de gs

  • 20

    combustvel, o que permitir uma nova anlise sobre os efeitos que isso pode

    acarretar e as aes que podem ser adotadas atravs da tomada de medidas de

    proteo ou no uso de dispositivos que visem mitigar ou extinguir os problemas

    encontrados. Assim como garantir o entendimento de todos os envolvidos direta ou

    indiretamente com ambos os sistemas, e de interessados no auxlio a uma possvel

    mudana de preceitos relacionados a instalao de redes internas prediais.

    1.6 METODOLOGIA

    A metodologia utilizada neste trabalho realizou-se por meio da documentao

    indireta, a nvel de pesquisa bibliogrfica em livros, trabalhos tcnicos, artigos

    publicados em revistas e por consultas a sites, alm de material bibliogrfico de

    encontros e de congressos nacionais e internacionais. Alm da realizao das

    prprias pesquisas de campo e vistorias em empreendimentos novos e antigos para

    anlise prtica das ocorrncias dos problemas.

    Estudos no mercado, com empresas especializadas nas instalaes

    referenciadas foram objetivados, assim como pesquisas por produtos eficazes na

    proteo das redes de distribuio de gs combustvel.

    1.7 ESTRUTURA DO TRABALHO

    A estrutura deste trabalho se deu a partir da integrao entre todas as reas

    do conhecimento do processo de construo de instalaes internas prediais, para o

    desenvolvimento do projeto escolhido para anlise, sendo parte integrante os

    conceitos prvios de cada uma das redes e suas interferncias, assim como os

    produtos finais e a que se destinam.

    Com isso, a sequncia determinada aps o mapeamento destes processos se

    deu com um cruzamento entre os grupos e subgrupos diretamente com as

    indicaes presentes em normas brasileiras, com uma busca notria da resoluo

    do problema de interferncias.

  • 21

    1.8 RESULTADOS ESPERADOS

    A elaborao adequada de projetos especficos para cada etapa da

    construo de uma edificao necessria, todavia no suficiente apenas a

    descrio, os clculos, os desenhos e a configurao das redes de forma

    individualizada, cabe sim um projeto de interpolao entre as instalaes, e isso

    que este trabalho consiste em fazer, subsidiar a mudana do panorama nas

    avaliaes destas duas instalaes particulares, tornando-as mais seguras quando

    prximas, sobre principalmente um evento de descarga atmosfrica e suas

    implicaes.

    Aps as avaliaes, concluses podero ser determinantes para o produto ou

    dispositivo que dever ser utilizado para proteo dos sistemas, podendo ainda ser

    alterada alguma metodologia construtiva com a finalidade de garantir uma maior

    segurana edificao. Uma possvel equipotencializao do sistema de

    distribuio de gs pode ser uma resposta ao problema. Com todas essas anlises,

    as decises necessrias execuo das redes de SPDA e de distribuio de gs

    devero ser tomadas com mais facilidade durante os estudos de interferncias.

  • 22

    2 FUNDAMENTAO TERICA

    2.1 INSTALAES PREDIAIS

    2.1.1 Principais tipos de instalaes

    - Instalaes hidrulicas

    pelas instalaes hidrulicas que distribuda a gua para consumo

    atravs da rede pblica para o interior da edificao. Normalmente esta gua

    armazenada por reservatrios, tornando a distribuio indireta, que podem ser

    inferiores ou superiores e suas demandas so devidamente calculadas, a depender

    de vrios fatores, como quantidade de pessoas ou pontos de consumo. Portanto,

    uma rede predial de distribuio "o conjunto de tubulaes constitudo de

    barriletes, colunas de distribuio, ramais e sub-ramais, ou de alguns destes

    elementos, destinado a levar gua aos pontos de utilizao." (ABNT NBR 5626,

    1998, p. 5).

    A gua pode ser proveniente de outras fontes tambm, como poos

    artesianos, captao de gua de chuvas, reaproveitamento de algum fim de ciclo do

    uso ou outro. As tubulaes, principalmente em policloreto de vinila ou PVC, so

    largamente utilizadas para este tipo de distribuio e na edificao pode se

    encontrar em vrios locais diferentes: em paredes hidrulicas, em shafts, embutida e

    enchimento, onde as tubulaes so embutidas horizontal e verticalmente em um

    rebaixo produzido na parede com a utilizao de bloco com espessura menor.

    Alm da chamada gua fria, tambm presente nas instalaes hidrulicas

    o fornecimento e distribuio de gua quente, derivada de algum sistema de

    aquecimento do fluido, seja individualmente em cada apartamento de um prdio

    residencial ou atravs de uma central de aquecimento possuindo a presena de

    aquecedores de passagem, acumulao ou boiler.

    O esgoto sanitrio tambm se enquadra neste tipo de instalao, servindo

    para despejar nos esgotos centrais os dejetos, diferentemente das guas pluviais

    que alm de serem descartadas, podem ser reutilizadas. Uma reserva nos clculos

  • 23

    de quantidade de gua armazenada em uma edificao deve contemplar a gua

    para combate a incndio.

    - Instalaes Eltricas

    Embora estas instalaes tenham ramificaes por toda a alvenaria, esta

    possui a vantagem de ser distribuda atravs de eletrodutos, tanto a prumada de

    alimentao principal que se inicia no quadro de medidores e seguem at o quadro

    de disjuntores de cada ambiente, apartamento ou outro, quanto de pontos de

    iluminao e tomadas gerais, que saem dos quadros de disjuntores e seguem at os

    pontos de consumo.

    Para os pontos de iluminao, antes os mesmos se dividem com a finalidade

    de passar pelos interruptores, dispositivos que permitem o acionamento ou a

    interrupo da corrente eltrica at a lmpada, todos estes chamados de circuitos.

    "Em instalaes de alto padro tcnico deve haver circuitos normais e circuitos de

    segurana. Os circuitos normais esto ligados apenas a uma fonte, em geral,

    concessionria local." (CREDER, 2015, p. 63)

    Alm das redes eltricas mais usuais, tm-se os sistemas de interfone,

    redes internas de TV (televiso), antenas e TV a cabo, cmeras de vigilncia,

    telefonia residencial, internet, sistemas de proteo, e demais fios e cabos que

    compem as necessidades dos usurios em um prdio ou outro tipo de edificao, e

    tambm o sistema de proteo contra descargas atmosfricas.

    - Instalaes de gs combustvel

    As instalaes prediais de gs combustvel podem ser projetadas para gs

    canalizado ou armazenado (em casas de gs). Em cidades que possuem a rede

    pblica de gs combustvel, esta deve ser a primeira opo pela vantagem do

    fornecimento contnuo.

    A rede de distribuio interna o "conjunto de tubulaes, medidores,

    reguladores e vlvulas, com os necessrios complementos, destinados conduo

    e ao uso do gs, compreendido entre o limite de propriedade at os pontos de

    utilizao [...]. (ABNT NBR 15526, 2012, p. 6)

  • 24

    2.1.2 Componentes tpicos nas instalaes

    Sero abordados alguns componentes e designaes importantes nas

    instalaes, como as instalaes aparentes definidas por tubulaes expostas,

    externamente em uma parede, teto ou piso. As instalaes embutidas nas

    alvenarias, com a necessidade de procurar solues nas acomodaes das mesmas

    reduzindo ao mximo os cortes obrigatrios nas paredes.

    Os Shafts so espaos vazios deixados nas lajes, em toda a extenso

    vertical da edificao onde so passadas algumas instalaes, sendo um ambiente

    exclusivo para tal, de forma que no fiquem visveis. Estas instalaes no devem

    ser embutidas, pois dificultaria o acesso para manutenes.

    As medies nas instalaes prediais podem ocorrer de diversas formas,

    todas atravs de equipamentos prprios para a determinao do consumo, como a

    medio coletiva ou individual, com ou sem rateio, e outros. As vlvulas reguladoras

    e afins, assim como as de bloqueio, localizam-se em locais de fcil acesso, e servem

    para a reduo de presso do produto ou de sua intensidade.

    2.1.3 Tipos de materiais utilizados nas instalaes

    Existem diferentes tipos de materiais, dispositivos e equipamentos em uma

    instalao, inclusive com estes sendo bem adversos entre si. Isso implica em uma

    gama de materiais muito grande que podem ser utilizados, tanto na parte hidrulica,

    quanto na eltrica e tambm na rede de distribuio de gs combustvel. Cada

    material possui sua aplicao adequada caracterstica necessria e compatvel ao

    produto transportado.

    So, alm de conexes como luvas de ligao, joelhos para mudanas de

    sentido do fluxo, ts para transies, disjuntores e eliminadores de tenso, existem

    acessrios que podem ser utilizados como as abraadeiras de fixao ou de apoio.

    Para a variao da tubulao que pode ser de diversos dimetros, tm-se

    tubos de cobre e tubos de ao carbono ou ainda galvanizado, tubos de PVC

  • 25

    (policloreto de polivinila) e CPVC (policloreto de vinila clorado) para gua, tubos de

    PPR (polipropileno copolmero random) e tubos de pex (polietileno reticulado) para

    gua quente ou fria e multicamada (fabricado em camadas de polietileno em

    conjunto com uma camada de alumnio ou ao, sendo flexvel ou rgido) ou o CSST

    (sigla em ingls para tubos corrugados de ao inoxidvel) geralmente usados na

    distribuio de gs, fios e cabos eltricos para transmisso de energia eltrica, como

    tambm utilizado no sistema de proteo contra descargas atmosfricas.

    Figura 1 Interferncias entre instalaes prediais.

    Fonte: (NORWICH TOWNSHIP, 2015)

    Para o uso de todos os materiais listados e para os que no foram, alm das

    verificaes das interferncias entre estes, observado na Figura 1 como exemplo, as

    restries em funo da classe de cada material e para qu se destina devem ser

    atendidas de acordo com as normas e especificaes de cada produto. (FOSSA,

    2012, p. 60)

  • 26

    2.2 GS COMBUSTVEL

    2.2.1 Utilizao do gs combustvel

    Os usos mais comuns de gs combustvel so para coco e aquecimento,

    em residncias isto perceptvel em cozinhas e em banheiros. Mas na indstria so

    largamente utilizados, principalmente nas qumicas e petroqumicas, como na

    produo de metanol ou de fertilizantes. utilizado tambm em motores de

    combusto interna nos veculos automotores, e em turbinas a gs em usinas

    termeltricas. Na Figura 2 podem-se verificar as diversas possibilidades do consumo

    de gs combustvel em uma casa padro.

    Figura 2 Consumo de gs combustvel.

    Fonte: (AGA, 2015)

    O gs combustvel em uma casa padro pode ser usado para o aquecimento

    de gua dos chuveiros, da piscina e do ambiente, para a coco no fogo, forno e

    churrasqueira, na gerao de energia eltrica e no abastecimento do veculo, para o

    design dos locais em lmpadas e postes, na secagem de roupas e muitos outros.

  • 27

    2.2.2 Gs natural

    O gs natural ou GN um combustvel fssil, basicamente uma mistura de

    hidrocarbonetos leves que pode ou no estar associado ao petrleo, (MONTEIRO,

    2010, p. 49) encontrado no subsolo em fase gasosa, inclusive em condies

    atmosfricas de temperatura e presso tambm na forma de gs. E sua forma de

    distribuio se d atravs de dutos (tubulao) ou via sistemas de transporte

    alternativos com certas especificidades como o GNC (gs natural comprimido) e o

    GNL (gs natural liquefeito).

    O consumo deste energtico no Brasil vem aumentando nos ltimos anos,

    principalmente aps o apago eltrico entre os anos de 2000 e 2001, isso levou

    construo de termeltricas movidas a gs natural. O pas est ainda muito

    dependente da importao de outras regies vizinhas, como a Bolvia, mesmo aps

    as descobertas recentes de novas bacias para explorao. (CEMIG, 2012, p. 41)

    2.2.3 Gs liquefeito de petrleo

    "Produto constitudo de hidrocarbonetos com trs ou quatro tomos de

    carbono (propano, propeno, butano e buteno), podendo apresentar-se em mistura

    entre si e com pequenas fraes de outros hidrocarbonetos." (ABNT NBR 13523,

    2008, p. 4)

    Aps o refino do petrleo, onde extrado uma gama de produtos

    conhecidos, como a gasolina, a nafta e o leo pesado chamado tambm de resduo

    atmosfrico; este ltimo, aps ser aquecido resulta em gasleo, que por sua vez

    submetido a uma alta temperatura e presena de catalisadores qumicos, o

    composto resultante transformado em gs liquefeito de petrleo ou GLP.

    (LIQUIGS, 2015)

    O GLP armazenado em recipientes transportveis ou estacionrios, sendo

    geralmente abastecidos por caminhes nas unidades residenciais, comerciais ou

    industriais.

  • 28

    Sendo oposto ao gs natural, o GLP mais denso do que o ar em sua fase

    gasosa, logo, quando da ocorrncia de um vazamento, este ir ocupar sempre os

    locais mais baixos. O seu poder calorfico de fato maior, comparado a outros

    gases combustveis mais utilizados.

    Tabela 1 Poder calorfico de alguns energticos.

    TIPO DE GS

    Poder Calorfico Superior

    (Kcal/Nm)

    Poder Calorfico

    Inferior (Kcal/Nm)

    Gs Natural 9.675 8.710

    Gs de Nafta 4.750 4.220

    Gs de Carvo 4.715 4.195

    GLP 27.725 25.282

    Fonte: (AMORIM, 2012)

    2.2.4 Outros tipos de gases combustveis

    Existem outros tipos de gases combustveis com comercializao reduzida

    ou exclusivas como o biogs derivado da biodigesto, o gs de nafta, o gs de

    carvo derivado de uma destilao destrutiva do carvo ou o gs de xisto

    encontrado em rochas sedimentares do tipo xisto argiloso. Algumas tecnologias

    esto aprimoradas para o aumento do consumo destes energticos, sendo que

    outros j esto sendo rejeitados por diferentes motivos. Outras alternativas ainda

    competem com o mercado, como a lenha, com uso exemplificado no aquecimento

    de gua, de ambiente ou ainda para coco.

  • 29

    2.3 DESCARGAS ATMOSFRICAS

    2.3.1 Tipos de descargas atmosfricas

    Para a devida explicao da existncia de uma descarga atmosfrica deve-

    se avaliar primeiro a formao das cargas e o modelo das nuvens, sendo a mais

    comum uma representao bi-polar da nuvem. A nuvem pode ser representada

    como um bipolo, com cargas positivas e negativas nas partes superior e inferior

    respectivamente.

    Com uma altura entre 10 e 20 km e uma dimenso varivel, a nuvem possui

    uma diferena de temperatura entre sua base e seu teto, e isso causa uma formao

    de correntes ascendentes no centro e descendentes nas bordas. (MODENA, 2015)

    Figura 3 Representao bipolar da nuvem.

    Fonte: (SCHNEIDER, 2015)

    Essas correntes de ar que deslocam as partculas provocam atrito e

    consequente formao das cargas eltricas. A descarga atmosfrica pode ser dentro

    das nuvens ou intra-nuvens, entre duas nuvens prximas ou inter-nuvens, e ainda as

    entre as nuvens e a terra (sendo nuvem-terra ou terra-nuvem). Quando h uma

    descarga entre a terra e a nuvem, neutralizando a base negativa do bipolo, as

  • 30

    cargas positivas do teto da nuvem iro neutralizar as cargas da terra, fechando o

    circuito eltrico. O modelo mais estudado de descarga atmosfrica se d

    inicialmente com uma descarga intra-nuvem e em seguida uma descarga

    descendente nuvem-terra de baixa intensidade (denominada de lder descendente),

    enquanto isso as cargas da terra se agrupam, aumentando o campo eltrico, o que

    d origem aos lderes ascendentes.

    Os encontros dos lderes, entre dois ou at mais a depender da quantidade

    de ramos ou braos, forma o caminho ionizado o qual passa a corrente de alta

    intensidade que pode atingir centenas de kiloamperes, chamada de descarga de

    retorno que causa um aquecimento e expanso do ar em sua volta produzindo o

    rudo (trovo), esta temperatura da descarga atinge dezenas de milhares de graus

    Celsius. (SCHNEIDER, 2015)

    2.3.2 Efeitos das descargas atmosfricas

    So vrios os efeitos das descargas atmosfricas, tanto quanto intensos,

    pois ao atingir uma edificao desprotegida ou com o SPDA mal dimensionado, toda

    a estrutura pode sofrer srios danos, assim como os seres vivos presentes e todos

    os bens e instalaes do local, alm da ocorrncia de incndio, destruio da

    estrutura, falhas em equipamentos eltricos, danos a tubulaes e outros.

    As diferentes fontes de danos por uma descarga atmosfrica podem ser

    observadas no Anexo 1, sendo que alguns dos efeitos podem ser apresentados

    atravs do tipo de ambiente determinado como em uma residncia onde podem

    ocorrer danos e prejuzos aos proprietrios, conforme exemplificado do Quadro 1.

    Quadro 1 Efeitos das descargas atmosfricas

    Tipo de Estrutura

    Efeitos

    Casa Perfurao de instalaes, incndio e falhas de equipamentos

    Hotel e Teatro Falhas em sistemas de alarme e gerao de pnico

    Bancos Perda de dados e de comunicao: telefones e computadores Hospital Falhas eltricas podem causar perdas humanas

    Fonte: adaptado de (ABNT NBR 5419-1, 2015)

  • 31

    2.3.3 Perdas em funo das descargas atmosfricas

    Com a anlise de todos os danos causados pelas descargas atmosfricas,

    as perdas podem ser classificadas no apenas no evento prprio e sozinho, mas

    tambm as combinaes com outros efeitos e todo o desencadeamento do

    incidente. Avaliando-se a principal perda que pode existir, a vida humana, os

    motivos ou riscos iminentes para a ocorrncia se d principalmente pelas tenses de

    passo e de toque.

    A tenso de passo a diferena de potencial em que uma pessoa se

    encontra entre as duas pernas, no instante em que esteja passando pelo solo a

    corrente eltrica intensa da descarga atmosfrica. A tenso de toque a diferena

    de potencial em que uma pessoa ao tocar em uma estrutura metlica no instante em

    que esteja passando a corrente de uma descarga atmosfrica ou de um curto-

    circuito. Estes itens devem ser tratados com um critrio de projeto para proteo

    contra choques.

    Pode existir tanto a perda de vida humana, incluindo danos permanentes

    (L1), como tambm a perda de servio ao pblico (L2), a perda de patrimnio

    cultural (L3) e perda de valor econmico (L4), tanto a prpria estrutura quanto o seu

    contedo e tambm as interrupes de atividades, pode ser melhor observado da

    Figura 4. (ABNT NBR 5419-1, 2015, p. 12)

    Figura 4 Tipos de perdas e riscos correspondentes que resultam de diferentes tipos de danos.

    Fonte: (ABNT NBR 5419-1, 2015)

  • 32

    Para a avaliao de perdas e riscos, os casos devem ser avaliados com

    cada uma de suas particularidades, que podem envolver um prdio, ou uma rua, ou

    mesmo um bairro inteiro. Sendo que os incidentes com descargas atmosfricas

    devem ser estudados aps a ocorrncia, j que em alguns deles as perdas so

    irreparveis mesmo com um pequeno incidente, isto por que com uma descarga

    atingindo uma determinada tubulao e provocando um vazamento de gs

    combustvel, a depender da concentrao as chamas podem ser intensas e se

    alastrarem com rapidez, como no caso exemplificado da Figura 5.

    Figura 5 Descarga atmosfrica em rede de gs

    Fonte: (THE DENVER POST, 2008)

    No ano de 2008 em Littleton, Estados Unidos, onde aps forte tempestade e

    descargas atmosfricas, chamas causadas por gs natural foram criadas a partir de

    um furo da tubulao no ramal de uma residncia. Os funcionrios da empresa Xcel

    Energy apenas extinguiram o fogo aps o bloqueio do ramal da nica casa atingida.

    (THE DENVER POST, 2008)

    Como as descargas atmosfricas so fenmenos de alta energia e podem

    provocar diferentes tipos de danos em uma estrutura, estes danos podem ser

    classificados de 1 a 3 respectivamente como: danos aos seres vivos por choques

  • 33

    eltricos, danos fsicos atravs de fogo ou exploso devido a possveis

    centelhamentos, e falhas de sistemas internos por via do pulso eletromagntico

    devido s descargas atmosfricas ou LEMP.

    O efeito existente chamado LEMP, so todos os efeitos causados pelas

    correntes das descargas que criam campos eletromagnticos irradiados e surtos,

    que por sua vez aparecem na forma de sobretenso e/ou sobrecorrente. (ABNT

    NBR 5419-4, 2015)

    Estes surtos conduzidos at os equipamentos e instalaes por meio de

    condutores metlicos, podem ser considerados por danos permanentes, assim como

    os efeitos dos campos eletromagnticos, que so combatidos com MPS, ou medidas

    de proteo contra surtos causados por LEMP, consistindo em blindagens especiais

    ou condutores blindados.

    Alm da edificao do abrigo ou casa de gs que pode ser danificada por

    descargas atmosfricas laterais, seus acessrios internos, como estaes, vlvulas

    e medidores tambm podem ser danificados, assim como a tubulao aparente ou

    embutida que corre srios riscos quando sem proteo, como ilustrado na Figura 12.

    Figura 6 Tubulao danificada por descarga atmosfrica

    Fonte: (SHARP, 2008)

  • 34

    3 SISTEMAS

    3.1 SISTEMA DE DISTRIBUIO INTERNA DE GS COMBUSTVEL

    3.1.1 Principais componentes

    De acordo com o tipo de gs utilizado no empreendimento algumas

    caractersticas do sistema so especficas, para as demais a composio do tipo de

    gs consumido no relevante. O sistema de distribuio interna de gs

    combustvel formado por todos os componentes necessrios ao fornecimento do

    energtico, sejam as tubulaes, as vlvulas, os abrigos, os medidores de vazo, os

    reguladores de presso ou ainda os acessrios de proteo e fixao.

    - Abrigo ou central

    A chamada "Central de gs" ou abrigo para o conjunto de regulagem e

    medio uma edificao construda com material no inflamvel com a finalidade

    de garantir a segurana dos recipientes e acessrios necessrios ao

    armazenamento do gs combustvel.

    Figura 7 Diferena entre os abrigos

    Fonte: (Imagem do autor)

  • 35

    A diferena entre o abrigo do conjunto de regulagem do Gs natural e a

    central de armazenamento dos cilindros para GLP visvel na Figura 6, onde

    direita da imagem com um porto duplo v-se o armazenamento do gs liquefeito de

    petrleo, e esquerda um abrigo de propores menores necessrio para a

    regulagem de presso e medio do GN. O interior dos abrigos com a demonstrao

    dos acessrios pode ser visualizado nas Figuras 7 e 8.

    Figura 8 Central de gs - GLP

    Fonte: (HIDRATEC, 2015)

    Figura 9 Conjunto de regulagem e medio - GN

    Fonte: (Imagem do autor)

  • 36

    - Tubulao

    formada pelos tubos de conduo do fluido e suas conexes de unio e

    derivaes necessrias. Pode ser aparente (exposta) ou embutida (disposta com

    cobertura, inclusive sob a superfcie do piso ou solo).

    "A prumada a tubulao vertical e suas interligaes (verticais ou

    horizontais), parte constituinte da rede de distribuio interna, que conduz o gs

    para um ou mais pavimentos." (ABNT NBR 15526, 2012, p. 6)

    - Medidores

    Os medidores de vazo so equipamentos destinados a quantificar o

    consumo dos energticos atravs da vazo que passa por seu interior. As medies

    podem ser do tipo coletiva, apenas com um aparelho de medio para vrios

    consumidores, ou do tipo individual, com uma medio para cada unidade

    habitacional, no caso de residncias.

    Figura 10 Medio e prumada individual

    Fonte: (TCHNE, 2014)

    A Figura 10 demonstra a medio individual, com prumadas individuais do

    trreo at os pontos de consumo, desta forma o acesso a leitura mensal se encontra

    em apenas um local do empreendimento reservado aos medidores. J a Figura 11

  • 37

    demonstra a mesma medio individual, porm com prumada coletiva, ou seja, os

    medidores se localizam nos andares do prdio em abrigos especficos.

    Figura 11 Medio individual e prumada coletiva

    Fonte: (TCHNE, 2014)

    3.1.2 Caractersticas na instalao da tubulao

    A instalao da tubulao para distribuio do gs combustvel segue

    procedimentos criteriosos que determinam todas as consistncias que deve possuir

    a fim de garantir a segurana e estabilidade de todo o sistema, assim como dos

    consumidores, como os descritos na norma brasileira ABNT NBR 15526/2012.

    Dentre vrias recomendaes das normas vigentes, como a identificao da

    rede aparente que deve possuir pintura na cor amarela (Cdigo 5y8/12 do cdigo

    Munsel ou 110 Pantone) com poucas excees, (ABNT NBR 15526, 2012) existem

    algumas relacionadas a afastamento mnimo de interferncias e outras sobre a

    proximidade com instalaes eltricas ou afins.

    Como a Tabela 2 que trata do afastamento dos recipientes estacionrios e

    transportveis abastecidos com GLP, principalmente em abrigos.

  • 38

    Tabela 2 Afastamentos para redes eltricas.

    Nvel de tenso (kV)

    Distncia mnima

    (m)

    0,6 1,80

    Entre 0,6 e 23 3,00

    23 7,50

    Fonte: (ABNT NBR 13523, 2008)

    proibida a instalao de tubulao em compartimento de equipamento ou

    dispositivo eltrico, e sua utilizao como condutor ou aterramento eltrico.

    Salientando que cabos telefnicos, de TV e de telecontrole no so considerados

    sistemas de potncia. (ABNT NBR 15526, 2012)

    "A tubulao da rede de distribuio interna, com relao ao sistema de

    proteo de descargas atmosfricas (SPDA), deve ser conforme a ABNT NBR

    5419." (ABNT NBR 15526, 2012, p. 14) A Tabela 3 define alguns afastamentos

    necessrios para o sistema de distribuio de gs.

    Tabela 3 Afastamentos mnimo na instalao de tubos.

    Tipo Redes em paralelo

    (mm)

    Cruzamento de redes

    (mm)

    Sistemas eltricos de potncia em baixa tenso isolados em eletrodutos no metlicos

    30

    10

    Sistemas eltricos de potncia em baixa tenso isolados em eletrodutos metlicos

    50 -

    Tubulaes de gua quente e fria 30 10

    Tubulaes de vapor 50 10

    Chamins 50 50 Tubulao de gs 10 10

    Outras tubulaes (guas pluviais,esgoto) 50 10 Fonte: (ABNT NBR 15526, 2012)

  • 39

    Para as tubulaes enterradas, estas tambm devem obedecer um

    afastamento, nestes casos da entrada de energia eltrica (12000 V ou superior) e

    seus elementos, de no mnimo 5 metros. (ABNT NBR 15526, 2012)

    Outra informao importante que ser debatida mais adiante que "no

    requerido o aterramento eltrico dos recipientes transportveis e tubulao da

    central. Para os recipientes estacionrios, o aterramento deve estar de acordo com

    as ABNT NBR 5410 e ABNT NBR 5419. [...] No exigida proteo contra

    descargas atmosfricas na rea de central de GLP." (ABNT NBR 13523, 2008,

    p.17)

    A norma relativa s reas de armazenamento de recipientes transportveis

    de GLP, sobre o assunto trata apenas de equipamentos eltricos instalados dentro

    da zona classificada, e determina como obrigatria a conformidade com as ABNT

    NBR 5410 e ABNT NBR 5418, esta ltima alerta sobre a importncia e necessidade

    da equalizao de potencial. (ABNT NBR 15514, 2007, p. 9)

    Todas as indicaes das normas referenciadas que abordam o sistema de

    distribuio interna de gs combustvel so no intuito de que estas instalaes sejam

    devidamente afastadas de qualquer interferncia eltrica, incluindo SPDA, ou com a

    determinao de conformidade dos sistemas sobre, em geral, norma especfica de

    proteo contra descargas atmosfricas. Portanto, esta correlao das

    caractersticas de segurana das instalaes e suas interferncias expostas por

    diferentes referncias bibliogrficas devem ser debatidas.

    3.1.3 Danos causados pelas descargas atmosfricas no sistema de gs

    J foram analisadas as perdas e os efeitos causados por descargas

    atmosfricas em determinados tipos de ambientes e de forma geral, para se avaliar

    os danos que podem ser causados ao sistema de distribuio interna de gs

    combustvel, sempre necessrio um estudo mais criterioso. Como quando as

    descargas atingem prdios e casas, e alm de deixar problemas a serem resolvidos

    por quem sofre efetivamente, sejam os proprietrios ou os transeuntes, tornam-se

    notcias expostas em jornais, revistas, internet, e outras mdias.

  • 40

    "Um raio atingiu uma casa na tarde desta quarta-feira (14/12/2011) no bairro Novo

    Mundo, em Votorantim (102 km de So Paulo). De acordo com os vizinhos, a

    descarga eltrica teria provocado um curto-circuito na cozinha e a exploso de um

    botijo de gs. Uma famlia alugava o imvel, mas no estava na casa no

    momento do acidente. Os bombeiros foram chamados e demoraram uma hora

    para controlar as chamas." (UOL NOTCIAS, 2011)

    Casos como o relatado so comuns em regies com alta intensidade de

    descargas atmosfricas, muitos so os eventos relacionados a perdas,

    principalmente quando se trata dos danos causados s instalaes de gs

    combustvel.

    "[...] A Polcia e Corpo de Bombeiros de Germantown, Estados Unidos,

    responderam cena de um incndio em uma casa na manh de sexta-feira, 18 de

    setembro de 2015. O interlocutor informou que sua casa foi atingida por um raio e

    que foi se enchendo de fumaa. Quando as equipes chegaram na cena, eles

    descobriram que um incndio havia comeado no exterior da casa unifamiliar, e

    tinha estendido para o sto. [...] A investigao determinou que um raio tivesse

    atingido o contador de gs da casa, o que causou o fogo." (FOX 6 NOW, 2015)

    Figura 12 Furo em tubulao de distribuio de gs combustvel

    Fonte: (NBC NEWS, 2014)

    No caso demonstrado na Figura 12, o furo em tubulao de gs combustvel

    do tipo CSST ocorreu, segundo os investigadores do incndio, devido a uma

    descarga atmosfrica, neste caso a perda no foi apenas da instalao, mas

    tambm da casa pelo incndio que o feito acarretou. (NBC NEWS, 2014)

  • 41

    Existe a possibilidade de os incidentes s aumentarem, com o crescimento

    da quantidade de usurios dos sistemas de gs e centrais coletivas de

    armazenamento ou regulagem, nos casos de GLP ou GN respectivamente, como

    tambm do aumento dos ndices de ocorrncia de descargas atmosfricas.

    "Nos Estados Unidos existem 22 milhes de 'raios' por ano, 4800 incndios

    esto relacionados com descargas atmosfricas, 2100 so relacionados ao gs

    natural, e cerca de 230 incndios envolvendo descargas e as redes de gs

    combustvel." (SHARP, 2008)

    3.2 SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS

    ATMOSFRICAS

    3.2.1 Subsistemas

    Um SPDA consiste em um sistema interno e um sistema externo de

    proteo contra descargas atmosfricas. As funes do SPDA externo so:

    interceptar uma descarga atmosfrica para a estrutura (captao), conduzir a

    corrente da descarga seguramente para a terra (descida) e dispersar esta corrente

    no solo (aterramento). Enquanto que as funes do SPDA interno evitar

    centelhamento perigoso na estrutura, utilizando a ligao equipotencial ou a

    distncia de segurana com outros elementos condutores internos estrutura.

    (ABNT NBR 5419-1, 2015)

    As classes de um SPDA so quatro, diretamente relacionadas com os nveis

    de proteo existentes que vo de I a IV. E dependem, dentre outros, dos

    parmetros da descarga e da distncia de segurana contra centelhamento

    perigoso. Os subsistemas de um SPDA consistem basicamente nas partes externas

    do mesmo, e so divididos em trs grupos, sendo o subsistema de captao, o

    subsistema de descida e o subsistema de aterramento.

  • 42

    Sero abordados todos de forma sucinta, mas com as principais

    caractersticas inerentes a cada um deles, que aps a teoria sero tratados de

    maneira comparativa com a finalidade de se encontrar as divergncias com o

    requisitado na avaliao das interferncias com a rede de gs combustvel.

    - Captao

    Tem a funo de receber as descargas atmosfricas, reduzindo ao mximo

    a probabilidade da estrutura ser atingida diretamente por elas e deve ter a

    capacidade trmica e mecnica suficiente para suportar o calor gerado no ponto de

    impacto, bem como os esforos resultantes. Captores individuais devem ser

    interconectados ao nvel da cobertura para assegurar a diviso de corrente em pelo

    menos dois caminhos.

    - Descidas

    Possui a finalidade de subdividir a corrente da descarga e de conduzi-la at

    o aterramento, reduzindo ao mnimo os campos eletromagnticos perigosos no

    interior da estrutura. Deve reduzir os riscos de cetelhamentos e ter ainda capacidade

    trmica suficiente para suportar o aquecimento produzido pela passagem da

    corrente junto a uma boa resistncia mecnica para suportar os esforos.

    Tubulaes que contenham misturas inflamveis ou explosivas no podem

    ser consideradas como um componente natural de descida. Em conjunto aos

    requisitos: as gaxetas nos acoplamentos dos flanges no forem metlicas ou se os

    lados dos flanges no forem apropriadamente conectados. (MODENA, 2015)

    - Aterramento

    Responsvel principalmente pela disperso da corrente da descarga

    atmosfrica para a terra, com a importncia de minimizar qualquer efeito de

    sobretenso. A infraestrutura do subsistema de aterramento deve ser totalmente

    integrada, inclusive com o aproveitamento das armaduras das fundaes. Em caso

    de uso do aterramento em forma de anel, este deve possuir uma profundidade

    mnima de 0,5m e distanciado das paredes externas em 1m.

  • 43

    3.2.2 Mtodos

    Os mtodos que denominam o SPDA so determinados a partir do

    subsistema de captao, que so:

    - O mtodo das malhas ou gaiola de Faraday

    Neste sistema de proteo, uma rede de condutores, lanada na cobertura e

    nas laterais da instalao, forma uma blindagem eletrosttica, destinada a

    interceptar as descargas atmosfricas incidentes. Elementos metlicos estruturais,

    de fachada e de cobertura, podem integrar esta rede de condutores, desde que

    atendam a requisitos especficos.

    Nas edificaes, os elementos estruturais desde que tenham continuidade

    eltrica em suas ferragens, possuem bom desempenho com este mtodo. O mtodo

    das malhas possui a desvantagem comercial em telhados irregulares.

    Figura 13 Mtodo das malhas

    Fonte: (SCHNEIDER ELECTRIC, 2015)

    - O mtodo do ngulo de proteo ou Franklin

    Tem como base uma haste elevada na forma de ponta e produz, sob uma

    nuvem carregada, uma alta concentrao de cargas eltricas, juntamente com um

    campo eltrico intenso. Isto produz a ionizao do ar, diminuindo a altura efetiva da

    nuvem carregada, o que propicia a descarga atmosfrica atravs do rompimento da

  • 44

    rigidez dieltrica do ar. So constitudos por um ou mais elementos condutores da

    mesma natureza (cobre, ferro galvanizado ou ao inoxidvel).

    Figura 14 Mtodo Franklin

    Fonte: (LEGRAND, 2009)

    - O mtodo da esfera rolante ou eletrogeomtrico

    uma moderna ferramenta que os projetistas dos SPDA possuem para

    estruturas com um clculo que proporciona a proteo de uma grande rea. Neste

    mtodo, os pra-raios antecipam a emisso do lder ascendente o que aumenta o

    raio de proteo. A rea protegida de uma edificao definida atravs de uma

    esfera imaginria que rolada sobre o sistema de proteo projetado (hastes

    verticais e condutores horizontais) e pelo entorno da edificao, de forma que

    nenhum ponto da estrutura seja tocado por esta esfera.

    Figura 15 Mtodo eletrogeomtrico

    Fonte: (LEGRAND, 2009)

  • 45

    3.2.3 Efeito das descargas atmosfricas nos componentes de SPDA

    Os principais eventos que podem ser considerados como perigosos para

    uma estrutura a ser protegida so as descargas atmosfricas na estrutura, perto da

    estrutura, em uma linha conectada estrutura, perto de uma linha conectada

    estrutura e em outra estrutura na qual alinha da primeira est conectada. (ABNT

    NBR 5419-2, 2015)

    Para a avaliao dos efeitos das descargas atmosfricas importante

    conhecer a densidade de descargas atmosfricas para a terra ou NG, o qual pode

    ser determinado atravs de clculos ou simplesmente colhidas as informaes em

    mapas na unidade de nmero de descargas por km por ano.

    Abaixo segue a Figura 16 que demonstra a distribuio das descargas

    atmosfricas em todo o mundo, e a partir destes dados que o valor de NG

    encontrado. No Brasil tem-se os prprios mapas e agncias especficas para

    fornecimento desta unidade, com a responsabilidade depositada no Grupo de

    Eletricidade Atmosfrica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

    Figura 16 Distribuio global de descargas atmosfricas

    Fonte: (NOAA, 2010)

  • 46

    Existem parmetros que podem expressar uma maior ou menor influncia na

    integridade fsica de um SPDA, a partir das correntes das descargas atmosfricas.

    Com o alto valor da Corrente eltrica, a carga, a energia especfica, a durao e a

    taxa de variao mdia da corrente tambm so altos, e isto pode dizer bastante em

    uma anlise sobre os efeitos causados, conforme avaliado no Quadro 2.

    Quadro 2 Efeitos das descargas atmosfricas no SPDA

    Componente Problema principal

    Captao Eroso no ponto de impacto

    Captao e descidas Efeitos mecnicos e Aquecimento hmico

    Componentes de conexo Efeitos combinados (trmicos, mecnicos...) Aterramento Eroso no eletrodo de aterramento

    Fonte: adaptado de (ABNT NBR 5419-1, 2015)

    Dentre os efeitos pode-se determinar alguns como os efeitos trmicos que

    so associados s correntes das descargas atmosfricas, estes danos podem

    observados em todos os componentes do SPDA, principalmente no ponto de

    impacto. Os efeitos mecnicos dependem da amplitude e da durao da corrente,

    como tambm das foras de atrito que atuam entre as partes do SPDA. As ondas de

    choque acsticas tambm podem causar srios danos, e depende do valor do pico e

    da taxa de subida da corrente. Alm dos efeitos combinados, existem outros vrios

    efeitos negativos s prprias instalaes do sistema de proteo contra descargas

    atmosfricas. (ABNT NBR 5419-1, 2015)

    Os efeitos podem ser mitigados a depender do tipo de proteo utilizado que

    pode variar a depender das caractersticas da edificao e da regio e=onde esta se

    encontra. No Brasil pode-se citar algumas taxas de cidades com ndices variveis,

    como Porto Real - RJ (19,66 km/ano), Juiz de Fora - MG (17,03 km/ano), Manaquiri

    - AM (16,01 km/ano), Porto Murtinho - MS (14,45 km/ano), Bacabal - MA (10,67

    km/ano), Lus Eduardo Magalhes - BA (9,05 km/ano) ou Cotegipe - BA (5,45

    km/ano) e ainda baixos ndices como em Lagarto - SE (1,38 km/ano). (INPE, 2015)

  • 47

    Figura 17 Danos em componentes do SPDA

    Fonte: (MARQUES, 2012)

    Alm dos danos causados no prprio sistema , como na Figura 17, perdas

    humanas tambm podem ocorrer, e na Figura 18 uma quantificao de mortes por

    descargas atmosfricas no Brasil entre o ano de 2000 e o ano de 2014, qualificadas

    por circunstncias, indica a quantidade de mortes dentro de casa com 19% das

    ocorrncias. Com o entendimento do grfico possvel confirmar os locais de maior

    ocorrncia de mortes por descargas e avaliar quesitos mitigatrios que reduzem este

    ndice.

    Figura 18 Circunstncia das fatalidades no Brasil

    Fonte: (INPE, 2014)

  • 48

    4 INTERFERNCIAS ENTRE OS SISTEMAS

    Uma das funes do SPDA, principalmente o sistema interno, evitar a

    ocorrncia de centelhamentos perigosos dentro do volume de proteo e da prpria

    estrutura a ser protegida devido corrente de descarga atmosfrica que flui pelo

    sistema externo ou em outras partes condutivas da estrutura. de certo que pode

    ocorrer no mnimo centelhamentos perigosos entre o SPDA e outros componentes

    como instalaes metlicas, sistemas internos ou partes condutivas externas e

    linhas conectadas estrutura, incluindo nessa lista o sistema de distribuio interna

    de gs combustvel. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Sero avaliadas no item sobre proteo do sistema de gs as maneiras para

    se evitar estes tipos de problemas, como isolao eltrica entre as partes ou atravs

    de ligaes equipotenciais. Sendo que neste tpico, sero abordadas as

    interferncias que existem entre os sistemas, com meno aos materiais utilizados.

    4.1 CONDIES DE UTILIZAO DE MATERIAIS

    4.1.1 Equivalncia dos materiais

    Os materiais utilizados como distribuidores de gs combustvel em maior

    quantidade, ou seja, na forma de tubos, so o cobre rgido e o flexvel, o ao-

    carbono com ou sem costura, o polietileno para redes enterradas, e em alguns

    casos tubos no indicados na NBR 15526, como o chamado de multicamada (com

    camadas de polietileno e alumnio ou ao) ou o CSST (tubo corrugado em ao

    inoxidvel).

    Abaixo segue o Quadro 3 que retrata os materiais que podem ser utilizados

    no SPDA, dentre eles esto alguns j descritos como materiais tambm utilizveis

    para distribuio de gs como o cobre e o ao, cuja caracterstica de boa conduo

    eltrica referenciada durante a escolha do tipo a ser trabalhado em um

    determinado SPDA projetado em uma edificao.

  • 49

    Quadro 3 Materiais para SPDA e condies de utilizao

    Fonte: adaptado (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    4.1.2 Interferncias entre os materiais

    Assim como o sistema de distribuio interna de gs combustvel, o SPDA

    utiliza-se de materiais para conduo da energia de um ponto a outro, no caso da

    captao at o aterramento. Muitos destes materiais so equivalentes a ambos os

    sistemas e largamente usados, como o cobre, o qual pode ser utilizado tanto no

    cabeamento do SPDA, quanto na tubulao de gs.

    Com Quadro 3 apresentado conjuntamente com os conhecimentos sobre os

    materiais utilizveis no sistema de distribuio interna de gs combustvel, pode-se

    avaliar as interferncias e as possibilidades de ocorrncia de danos por descargas

    atmosfricas nos sistemas, j que ambos adotam materiais condutores em suas

    instalaes. Portanto deve ser considerado como parte integrante do SPDA, todo e

    qualquer material metlico presente na edificao, inclusive as tubulaes de gs

    combustvel. Deve ser analisada a compatibilidade dos materiais entre os sistemas,

    as dimenses, a proximidade com outras estruturas e com a continuidade eltrica.

  • 50

    4.2 ZONAS DE PROTEO

    As zonas de proteo contra descargas atmosfricas, denominadas por ZPR

    (pela sigla, zona de proteo contra "raios") so responsveis por reduzir

    progressivamente as sobretenses e no causar danos. Com a finalidade de avaliar

    cada zona, a edificao subdividida e cada parte estudada para garantir a

    proteo necessria de todo o sistema, e principalmente dos componentes,

    equipamentos e instalaes nas zonas internas, conforme demonstrado na Figura

    19, onde todos os tipos de zonas designados esto indicados.

    Figura 19 Zonas de proteo

    Fonte: (ANTI-RAIO, 2014)

    Toda a estrutura deve estar protegida por uma ZPR com caractersticas

    eletromagnticas que sejam compatveis com a capacidade mxima de suportao

    contra os danos e surtos proporcionados pelas descargas. Segue no quadro 4

    abaixo a designao de cada uma das zonas, sendo divididas em zonas externas (0,

  • 51

    0A e 0B) e as zonas internas (1, 2 e 3) que so protegidas contra as descargas

    atmosfricas diretas.

    Quadro 4 Descrio das Zonas de proteo contra descarga atmosfrica

    ZONA DEFINIO

    ZPR 0

    Zona onde a ameaa devido a no atenuao do campo eletromagntico da descarga atmosfrica e onde os sistemas internos podem ser sujeitos s correntes de surto totais ou parciais.

    ZPR 0A

    Zona onde a ameaa devido descarga atmosfrica direta e a totalidade do campo eletromagntico gerado pela descarga e onde os sistemas internos podem ser sujeitos s correntes de surto totais

    ZPR 0B

    Zona protegida contra descargas atmosfricas diretas, mas onde a ameaa causada pela totalidade do campo eletromagntico e onde os sistemas internos podem estar sujeitos s correntes de surto parciais.

    ZPR 1

    Zona onde a corrente de surto limitada pela distribuio das correntes e interfaces isolantes e/ou por DPS, dispositivo de proteo contra surtos, ou ainda blindagem espacial instalados na fronteira das zonas.

    ZPR 2 e 3

    Zona onde a corrente de surto pode ser ainda mais limitada pela distribuio de correntes e interfaces isolantes e/ou por DPS adicionais nas fronteiras entre as zonas mais internas.

    Fonte: adaptado de (ABNT NBR 5419-4, 2015)

    As ZPR so implantadas pela instalao de medidas de proteo contra

    surtos causados por pulsos eletromagnticos devido s descargas atmosfricas,

    sendo que estas podero incluir menores zonas internas localizadas ou zonas

    maiores.

  • 52

    4.3 SPDA EM ESTRUTURAS COM RISCO DE EXPLOSO

    Pode-se avaliar as interferncias entre os sistemas com as indicaes das

    piores situaes que se podem encontrar, aps ter-se identificado que os materiais

    podem ter caractersticas parecidas ou at serem os mesmos em ambos sistemas.

    Todavia, como os riscos inerentes ambientes perigosos evidente, os

    espaos avaliados so caracterizados e denominados de zonas,

    4.3.1 Classificao e medidas das zonas de risco

    No quadro 5 de descrio dos tipos de zonas de risco, os trs primeiro itens

    esto relacionados a avaliao dos locais em que uma atmosfera explosiva

    composta por uma mistura de ar e substncias inflamveis na forma de gs, vapor

    ou nvoa em condies normais de operao. J os trs ltimos itens relacionam-se

    diretamente com a avaliao de locais e uma possvel atmosfera explosiva na forma

    de uma nuvem de p combustvel no ar. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Quadro 5 Descrio das Zonas de risco

    ZONA DESCRIO

    Zona 0 Mistura continuamente presente ou presente por longos perodos

    Zona 1 Mistura com provvel ocorrncia ocasional

    Zona 2 Mistura no provvel ou presente por curtos perodos

    Zona 20 Continuamente presente ou presente por longos perodos

    Zona 21 Provvel ocorrncia ocasional

    Zona 22 No provvel ou presente por curtos perodos

    Fonte: adaptado de (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Em caso de ambientes identificados como zonas 2 ou 22, estes podem ou

    no requerer medidas de proteo suplementar, a depender de cada caso, tipo de

  • 53

    zona e outras caractersticas. Em zonas 1 ou 21, devem ser tomadas medidas

    especficas de proteo quando houver peas isoladas ao longo da tubulao, como

    em uma descarga disruptiva, que pode ser evitada com a utilizao por exemplo de

    centelhadores. Em ambientes denominados por zonas 0 ou 20, deve-se garantir as

    indicaes anteriores somadas a recomendaes suplementares.

    4.3.2 Tubulaes de gs combustvel em postos de abastecimento

    A atmosfera presente em postos de abastecimento de combustvel pode ser

    considerada como zonas 2 e 22, e caso exista neste intervalo uma instalao

    metlica, esta deve ser ligada terra. Todas as instalaes para distribuio de gs

    combustvel e conjuntamente com os acessrios como as linhas e suportes de

    encaminhamento, devem ser conectadas as estruturas de ao com ligaes ao

    SPDA. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    4.3.3 Tubulaes de gs combustvel em ptios ou tanques

    Os tanques metlicos e afins devem ser interligados ao eletrodo de

    aterramento a depender de suas dimenses horizontais. J para certos tipos de

    estruturas utilizadas com a finalidade de armazenamento de fluidos inflamveis so

    normalmente autoprotegidos, sem espaos que permitam um centelhamento,

    portanto no requerem proteo adicional.

    4.3.4 Tubulaes de gs combustvel em materiais metlicos

    Os quesitos importantes relatados na norma NBR 5419 sobre as instalaes

    e linhas de tubulaes no quesito de aplicaes especficas tratam sobre tubulaes

    metlicas externas que devem ser conectadas ao eletrodo de aterramento a cada 30

    metros, serem aterradas particularmente ou ainda serem interligadas ao nvel do

    solo a elementos j aterrados.

  • 54

    5 PROTEO DO SISTEMA DE DISTRIBUIO INTERNA DE

    GS

    5.1 MEDIDAS DE PROTEO CONTRA SURTOS

    As MPS, ou medidas de proteo contra surtos causados por LEMP -

    impulsos eletromagnticos causados por descargas atmosfricas, que acarretam

    danos s instalaes - podem incluir vrios equipamentos e formas para garantia de

    proteo dos sistemas internos de uma edificao, principalmente a tubulao de

    gs, todavia dois itens bsicos so mais utilizados, como a blindagem magntica

    que utiliza cabos ou dutos blindados, so o aterramento e a equipotencializao. O

    aterramento conduz e dispersa as correntes da descarga atmosfrica para o solo via

    subsistema de aterramento de um SPDA, e a equipotencializao minimiza as

    diferenas de potencial e pode reduzir o campo magntico.

    Danos permanentes no sistema de distribuio interna de gs combustvel

    podem surgir tanto pelos efeitos diretos das descargas atmosfricas, quanto atravs

    de surtos conduzidos e induzidos, como tambm pelos efeitos de campos

    eletromagnticos irradiados. Portanto, as medidas de proteo so utilizadas no

    intuito de dizimar ou minimizar esses efeitos, com o uso da equipotencializao dos

    sistemas, de dispositivos de proteo contra surto, a isolao eltrica entre as partes

    ou de outras formas que visam garantir a segurana dos sistemas.

    5.1.1 Implementao de MPS em estrutura existente

    Existem diversas MPS e inclusive, algumas delas so especficas para

    tratamento de possveis danos, como danos a pessoas devido a choque eltrico,

    que podem ser tratadas, dentre outras formas, a isolao adequada das partes

    condutoras expostas; ou como danos fsicos s estruturas, sendo implementado

    todo o sistema de proteo contra descargas atmosfricas - SPDA; e para reduo

    de danos ou falhas a sistemas internos, como o sistema de distribuio de gs,

  • 55

    podem ser implementadas medidas como o aterramento e a equipotencializao,

    sistema de DPS coordenado e outros. (ABNT NBR 5419-1, 2015)

    Formas de implementao de MPS, relacionando o SPDA ao sistema de

    distribuio interna de gs combustvel, sero tratados no item sobre a relao entre

    o sistema de gs e os subsistemas; mas, algumas maneiras que visam a melhoria

    de um SPDA podem ser: a integrao das fachadas e telhados metlicos existentes

    ao sistema externo; a utilizao de armaduras de ao com continuidade eltrica da

    parte superior at o aterramento; a instalao de condutores de equipotencializao

    flexveis atravs das juntas de dilatao entre blocos adjacentes reforados, mas

    estruturalmente separados; e, a reduo da distncia entre os condutores de

    descida e tambm da largura da malha do subsistema de aterramento. (ABNT NBR

    5419-4, 2015)

    5.1.2 Distncia de segurana

    De acordo com as inspees que devem ser realizadas no traado da rede

    interna de distribuio de gs combustvel, no que tange s partes aparentes, dentre

    outros, devem ser verificados os afastamentos e as interferncias destas instalaes

    com as instalaes eltricas, e com as demais instalaes presentes na edificao.

    Em caso de os afastamentos no serem considerados, o tipo de no conformidade

    para critrios de aceitao considerado como maior. (ABNT NBR 15923, 2011)

    Em casos onde se faz necessrio e possvel a isolao eltrica, entre o

    subsistema de captao ou de descida e as partes metlicas de outros sistemas da

    edificao, como o de gs, deve ser adotada uma distncia entre as partes, que seja

    maior que a distncia de segurana "s", que pela NBR 5419-3 :

    =

    (1)

  • 56

    Onde:

    S - distncia de segurana

    ki - depende do nvel de proteo escolhido para o SPDA (Tabela 4)

    kc - depende da descarga atmosfrica pelos condutores de descida (para

    fins prticos Tabela 5)

    km - depende do material isolante (Tabela 6)

    L - o comprimento expresso em metros (m), ao longo do subsistema de

    captao ou de descida, desde o ponto onde a distncia de segurana deve ser

    considerada at a equipotencializao mais prxima.

    Tabela 4 Isolao do SPDA externo (ki)

    Nvel de proteo do SPDA ki

    I 0,08

    II 0,06 III e IV 0,04

    Fonte: (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Tabela 5 Isolao do SPDA externo (km)

    Material km

    Ar 1,0

    Concreto e tijolos 0,5 Fonte: (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Tabela 6 Isolao do SPDA externo (valores aproximados de kc)

    Nmero de descidas (n) kc

    1 (somente para SPDA isolado) 1,00

    2 0,66

    3 ou mais 0,44 Fonte: (ABNT NBR 5419-3, 2015)

  • 57

    Com a finalidade de exemplificar a frmula e definir uma distncia de

    segurana entre o SPDA e uma tubulao metlica de distribuio de gs

    combustvel em um prdio com 60 unidades habitacionais, 15 andares, com 3

    metros por andar e com apenas uma equipotencializao a nvel do solo.

    Para os coeficientes, ser adotado um SPDA com o nvel de proteo igual a

    I, com o material isolante sendo o ar e com uma descida de seu subsistema. Para o

    comprimento 'L' ser adotado o valor de 30m (determinado pelo item de estruturas

    com risco de exploso), medida menor que a altura do prdio igual a 45m. Sendo

    ratificado, que essa distncia o valor entre a equipotencializao mais prxima da

    regio analisada para garantir uma distncia mnima de afastamento.

    = 0,08

    1,0 1,00 30

    (2)

    = 2,40 (3)

    Portanto, como a distncia "d" deve ser maior que a distncia de segurana

    calculada, tem-se que d 2,40m. Isto significa que a tubulao de gs deve possuir

    uma distncia de 2,40 metros de afastamento de um subsistema de descida do

    SPDA nas situaes descritas para a exemplificao dada.

    Certo que, com uma equipotencializao entre os sistemas, mais prximo da

    regio analisada, a distncia de segurana reduzir substancialmente, assim como o

    afastamento adotado, podendo, pela equao, chegar at um valor nulo.

    De acordo com a NBR 15526, em suas descries sobre afastamento

    mnimo na instalao de tubos para gs de forma aparente, em relao a

    instalaes de gua, vapor, sistemas eltricos de baixa tenso e outros, o mximo

    que esta determina tanto de redes em paralelo quanto em cruzamentos de 50mm

    para esta distncia mnima. E quanto a tubulaes enterradas, o afastamento

    mnimo deve ser de 5 metros da entrada de energia eltrica (12000V ou superior) e

    seus elementos, como malhas de terra de para-raios.

  • 58

    5.2 EQUIPOTENCIALIZAO

    "A equipotencializao um conjunto de medidas que visa a reduo das

    tenses nas instalaes causadas pelas descargas atmosfricas a nveis

    suportveis para essas instalaes." (ABNT NBR 5419-4, 2015, p. 5)

    obtida atravs da interligao do SPDA com as instalaes metlicas,

    partes condutivas externas, linhas eltricas conectadas estruturas e sistemas

    internos (entre eles, o sistema de distribuio interna de gs).

    Como as correntes eltricas provenientes de descargas atmosfricas podem

    fluir para outros sistemas, a equipotencializao deve ser garantida, e obtida por

    meio da interligao do SPDA, dentre outros, com o sistema de distribuio interna

    de gs combustvel. Os meios desta interligao podem ser: direto, atravs de

    condutores de ligao, Figura 20; indireto, atravs de DPS (dispositivos de proteo

    contra surtos), Figura 21; e indiretos, com uso de DPS centelhadores, onde as

    conexes diretas no sejam permitidas, Figura 22. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Figura 20 Exemplo de ligao direta

    Fonte: (SMAR, 2012)

  • 59

    Figura 21 Exemplo de ligao indireta com DPS

    Fonte: (FURSE, 2015)

    Figura 22 Exemplo de ligao indireta com DPS Centelhador

    Fonte: (DEHN, 2015)

  • 60

    Na edificao, a equipotencializao deve ser garantida, dentre outros, para

    as tubulaes metlicas de gua, de gs combustvel, de esgoto, e outros elementos

    metlicos associados a estas. (ABNT NBR 5410, 2008, p. 146)

    As interligaes equipotenciais atravs de fios, cabos, chapas e outros

    materiais, devem seguir o recomendado na tabela 7, com o mnimo de rea

    necessria de acordo com o material escolhido. A figura 23 ilustra a

    equipotencializao indicada para tubos de gs (item 3b na imagem) segundo a

    NBR 5410.

    Tabela 7 Dimenses mnimas dos condutores em uma equipotencializao

    MODO DE INSTALAO

    MATERIAL

    REA DA SEO

    RETA (mm)

    REA DA SEO RETA

    (mm)

    Externo Interno

    No enterrado Cobre 16 6

    Alumnio 25 10

    Ao galvanizado a fogo 50 16

    Enterrado Cobre 50 No aplicvel

    Alumnio No aplicvel No aplicvel

    Ao galvanizado a fogo 80 No aplicvel Fonte: adaptado de (ABNT NBR 5419-3, 2015

    Figura 23 Equipotencializao principal de tubulaes metlicas

    Fonte: (ABNT NBR 5410, 2008)

  • 61

    5.3 DISPOSITIVO DE PROTEO CONTRA SURTOS

    Os DPS, ou dispositivos de proteo contra surtos, se destinam a limitar as

    sobretenses e desviar as correntes provenientes de surtos. Sua utilizao

    complementa a proteo interna de um sistema de proteo contra descargas

    atmosfricas, de forma que so utilizados como elementos de equipotencializao.

    Tambm conhecido como supressor de surtos ou protetor contra surtos eltricos,

    pois cada empresa fabricante tem sua denominao, no anexo 2 podem ser

    observados diferentes tipos de DPS.

    O princpio de funcionamento de um DPS baseado na mudana de sua

    impedncia interna, que diminui com o aumento da tenso em seus terminais,

    permitindo assim um desvio da corrente de surto para o sistema de aterramento,

    evitando que no equipamento ou sistema protegido aparea uma tenso acima

    daquela que ele possa suportar. (SANTOS, 2014)

    So divididos quanto a sua aplicao em trs tipos (Classe I, Classe II e

    Classe III), e so dispostos ao longo da instalao, de acordo com o equipamento ou

    sistema que se deseja proteger. O Classe I protege toda a instalao contra os

    efeitos de uma descarga atmosfrica direta na edificao, na rede de distribuio da

    concessionria ou no aterramento da instalao. O Classe II protege os circuitos que

    se originam do quadro, contra as sobretenses residuais do DPS Classe I ou

    sobretenses induzidas na instalao causadas por descargas atmosfricas

    remotas. Os DPS de Classe III tm a funo de proteger os equipamentos eltricos

    e eletrnicos contra sobretenses originadas dentro da prpria instalao, causadas

    pela variao de tenso que se originam da partida de motores, acionamento de

    disjuntores ou outros tipos de comutao. (SANTOS, 2014)

    Os DPS possuem capacidades variadas que tambm dependem de sua

    classe. O Classe I, possui a capacidade mnima de 12,5 kA de corrente de impulso e

    so destinados a proteo contra descargas diretas; a capacidade mnima do

    Classe II de 5kA de corrente nominal, destinado proteo contra descargas

    indiretas e sobretenses de manobra; por fim, classe III instalado prximos aos

    equipamentos eletro-eletrnicos, pois proporcionam uma menor tenso residual.

    So posicionados com o uso do conceito de zonas de proteo como na Figura 24.

  • 62

    Figura 24 Proteo dos DPS por zonas

    Fonte: (FINDER, 2011)

    5.3.1 PRBT

    Com a finalidade de excluir ou minimizar os efeitos de sobretenses,

    derivadas de descargas atmosfricas que atingem redes de distribuio de

    concessionrias eltricas e/ou vizinhana da edificao avaliada, sobre as

    instalaes internas, incluindo o sistema de distribuio de gs combustvel, podem

    ser aplicados os PRBT, pra-raios de baixa tenso para rede de distribuio

    secundria. O PRBT um DPS utilizado em redes convencionais ou isoladas,

    conforme Figura 25, e possui o funcionamento semelhante a uma chave automtica,

    quando a sobretenso transitria aparece, a chave se fecha ligando a fase e o

    neutro, desviando o surto eltrico para o aterramento via neutro da rede eltrica.

    Imediatamente aps o trmino da sobretenso, a chave se abre e o circuito eltrico

    volta ao normal.

    Figura 25 PRBT

    Fonte: (CLAMPER, 2011)

    Rede Convencional Rede Isolada

  • 63

    O PRBT ligado entre o condutor fase e o neutro dos circuitos eltricos,

    principalmente na entrada da edificao, antes do quadro de medio, conforme

    ilustrado na Figura 26. Assim, os surtos provenientes das descargas atmosfricas,

    principalmente os efeitos por LEMP, derivados das linhas principais de distribuio so

    inicialmente detectados pelo PRBT. Portanto, a utilizao deste DPS, auxilia na

    proteo do sistema de distribuio interna de gs combustvel, sendo aplicado em

    conjunto com outras medidas de proteo.

    Figura 26 Instalao do PRBT

    Fonte: (CLAMPER, 2011)

    5.3.2 DPS e Centelhadores

    Como j salientado, o DPS ou dispositivo de proteo contra surtos se

    destina a limitar as sobretenses e desviar as correntes de surto. O tipo centelhador

    de isolamento um componente com distncia de isolamento suficiente para

    separar eletricamente partes condutoras da instalao, que desvia ou reduz parte do

    surto eltrico por meio de centelhamento interno. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

  • 64

    Os surtos so efeitos transitrios causados por LEMP (pulso eletromagntico

    devido s descargas atmosfricas) que aparecem na forma de sobretenso e/ou

    sobrecorrente.

    O SPDA no protege as instalaes internas contra os surtos, portanto as

    medidas de proteo (MPS) completas seriam a unio deste com as

    equipotencializaes e o DPS, para uma segurana completa da edificao. Os DPS

    podem ser de dois tipos, o de fixao em trilho, com necessidade de um quadro com

    barramentos (BEP - barramento de equipotencializao principal, ou BEL -

    barramento de equipotencializao local) Figura 27, ou o DPS tipo centelhador

    demonstrado na Figura 28. Todos devem ser instalados de modo a poderem ser

    inspecionados.

    Figura 27 DPS

    Fonte: (CLAMPER, 2015)

    Figura 28 DPS Centelhador

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

  • 65

    Para as tubulaes metlicas de gs (ou de outro produto como gua) que

    possuam peas isolantes intercaladas em seus flanges, estes segmentos devero

    ser interligados direta ou indiretamente. Quando nestes casos for requerida a

    insero de luva isolante, esta deve ser provida de DPS Centelhador. (ABNT NBR

    5410, 2008)

    Figura 29 Uso de DPS Centelhador como proteo de junta

    Fonte: (DEHN, 2015)

    5.4 RELAO ENTRE O SISTEMA DE GS E OS SUBSISTEMAS

    Para a devida avaliao quanto proteo da rede de distribuio interna de

    gs combustvel, atravs da anlise das interferncias com o SPDA j descritas,

    cabe o desenvolvimento dos parmetros das possveis medidas de proteo deste

    sistema com as determinaes previstas em normas e manuais tcnicos, alm das

    interpretaes dos mesmos ligados com a prtica da implantao das redes.

    Como j analisado, a principal norma que trata sobre as redes de

    distribuio interna para gases combustveis em instalaes residenciais e

    comerciais, tanto o projeto quanto a execuo, descreve sobre o assunto:

    "A tubulao da rede de distribuio interna, com relao ao sistema de proteo

    de descargas atmosfricas (SPDA), deve ser conforme a ABNT NBR 5419.

    proibida a utilizao de tubulaes de gs como condutor ou aterramento eltrico."

    (ABNT NBR 15526, 2012, p. 14)

    Com isso, so necessrias as determinaes da NBR 5419 no que tange as

    tubulaes de gs, sejam metlicas ou outrem, e desta forma garantir a segurana

    do sistema completo de fornecimento de gs combustvel, como de toda a edificao

    em caso de algum surto ou dano grave provenientes de descargas atmosfricas.

  • 66

    5.4.1 Quanto ao subsistema de captao

    Tubulaes metlicas e tanques contendo misturas explosivas ou

    prontamente combustveis podem ser considerados como captores naturais e partes

    de um SPDA, desde que elas sejam construdas de material com espessura no

    inferior s recomendadas (como exemplo do cobre, que no pode ser inferior a 4mm

    de espessura), e que a elevao de temperatura da superfcie interna no ponto de

    impacto no constitua alto grau de risco. O que descaracteriza claramente a

    possibilidade de a tubulao de gs combustvel locada em terraos ou coberturas

    de edificaes serem utilizadas com o propsito de captores naturais. (ABNT NBR

    5419-3, 2015)

    Para a proteo de equipamentos externos, como antenas, sensores e

    tubulaes metlicas (onde se incluem os tubos para distribuio de gs), estes

    devem ser trazidos para a zona ZPR 0B, sendo utilizado um sistema de captao

    para proteg-los contra descargas diretas. Em edifcios altos, existe a

    recomendao pelo uso do subsistema do tipo esferas rolantes, com a finalidade de

    aumentar a proteo da tubulao instalada no terrao ou nas laterais mais altas do

    edifcio. Este exemplo pode ser visualizado na Figura 30 e exemplificado na Figura

    31. (ABNT NBR 5419-4, 2015)

    Figura 30 Proteo sob o subsistema de captao

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

  • 67

    Figura 31 Proteo dos captores

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

    Figura 32 Tubulao de gs e subsistema de captao

    Fonte: (AMORIM, 2012)

  • 68

    Portanto, para as tubulaes de gs combustvel presentes em telhados,

    terraos ou afins, no se encontrando na zona ZPR 0A onde podem sofrer impactos

    diretos de descargas atmosfricas, estas podero ser apenas equipotencializadas

    indiretamente, pois a ligao direta caracteriza-o como parte do subsistema de

    captao, o que no permitido, alm da existncia de proteo catdica. Nas

    Figuras 32 e 33 esto exemplos de no conformidades em tubulaes de gs

    prximas subsistemas de captao.

    Figura 33 Tubulao de gs sem equipotencializao

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

    Nas figuras 34 e 35, pode-se verificar os exemplos de ambos tipos de

    ligao para equipotencializao, ratificando que apenas a indireta possvel.

    Figura 34 Ligao direta em tubo de gs

    Fonte: (VALENCIA, 2014)

  • 69

    Figura 35 Ligao indireta com subsistema de captao

    Fonte: (INGESCO, 2013)

    Para abrigos de armazenamento de gs combustvel ou de medio no

    telhado, terrao ou afins, estes devem possuir medidas especficas para proteo de

    suas estruturas, como um SPDA adequado com as devidas equipotencializaes ou

    um SPDA exclusivo.

    Figura 36 Abrigo de gs em terrao de edificao

    Fonte: (ABNT NBR 13523, 2008)

  • 70

    5.4.2 Quanto ao subsistema de descida

    As instalaes metlicas podem ser consideradas como condutores naturais

    de descida desde que, dentre outros motivos, no sejam tubulaes contendo

    misturas inflamveis ou explosivas. Com isso, as tubulaes para distribuio de gs

    combustvel so descartadas da possibilidade de serem usadas como subsistema

    de descida. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    "Proibido uso das instalaes de gs como condutor [...]". (ABNT NBR 15526,

    2012, p. 14)

    Com o propsito de reduzir a probabilidade de danos devido s descargas

    atmosfricas fluindo pelo SPDA, dentre outras, a equipotencializao com as partes

    condutoras de uma estrutura deve ser garantida. As tubulaes de gs devem ser

    equipotencializadas com o SPDA. (ABNT NBR 5419-3, 2015).

    De acordo com o tipo de SPDA determinado em uma estrutura, este protege

    contra as aes diretas das descargas atmosfricas, tanto os equipamentos e

    instalaes presentes do terrao de uma edificao, quanto em boa parte da lateral

    do prdio. Portanto, para os trechos mais altos da edificao, a tubulao de gs

    est no interior da zona ZPR 0B e com isso protegida pelos captores. As medidas

    que devem ser tomadas so: a garantia do afastamento mnimo maior que a

    distncia de segurana, somada a equipotencializao entre os sistemas atravs de

    ligao indireta, pois a ligao direta caracteriza a tubulao como parte do

    subsistema de descida do SPDA, o que no permitido, alm da existncia de

    proteo catdica.

    Nos trechos mais baixos do prdio, dimenses estas que devem ser

    confirmadas atravs dos clculos de limite de eficincia dos captores aplicados no

    SPDA projetado, a tubulao de gs deve ser equipotencializada atravs de DPS

    Centelhador (ligao indireta), e conjuntamente garantida a distncia de segurana

    com base no afastamento entre o local avaliado e o ponto equipotencializado mais

    prximo.

    Mesmo o sistema de distribuio de gs combustvel no estando aparente,

    a qual a pior situao, ou seja, estando engastado na alvenaria do prdio ou em

  • 71

    seu interior, todas as circunstncias devem ser avaliadas, pois alm dos efeitos

    diretos que podem existir, as descargas atmosfricas podem gerar o LEMP, que

    tambm ocasionar danos aos sistemas internos, conforme as Figuras 37 e 38.

    Figura 37 Danos em tubulao de gs em virtude de descargas

    Fonte: (CUTTING EDGE, 2009)

    Figura 38 Furos em tubos de gs em virtude de descargas

    Fonte: (CUTTING EDGE, 2009)

    Para os materiais que no possam ser ligados ao SPDA, como tubos em

    multicamada, seus conectores podem ser equipotencializados e sua aplicao

    interna ao prdio indicada.

    O item sobre acoplamentos, da NBR 15526, como roscas, flanges, solda ou

    compresso, no trata sobre a equipotencializao destes elementos. Esta ligao

    indireta entre ambos trechos da tubulao, isolando o acoplamento em uma possvel

    passagem de corrente derivada de uma descarga atmosfrica, se faz necessria e

  • 72

    amplamente utilizada em reas industriais, Figura 39, onde os efeitos podem ser de

    maiores propores.

    Figura 39 Equipotencializao de junta em flange

    Fonte: (PHOENIX CONTACT, 2015)

    Para os abrigos de medidores, reguladores ou cilindros prximos ao

    subsistema de descida do prdio, estes devem ser equipotencializados, atravs de

    ligaes indiretas, a depender do material e da proteo aplicada nos mesmos.

    Analisando a Figura 40, podem-se observar ligaes diretas entre os componentes,

    porm o referido cabo de ligao passa por instalaes internas edificao

    conforme Figura 41, e deve ser interligadas ao BEP ou ao BEL, com o uso de DPS.

    Figura 40 Equipotencializao em medidores individuais

    Fonte: (CUTTING EDGE, 2009)

  • 73

    Figura 41 Equipotencializao em instalaes internas

    Fonte: (CUTTING EDGE, 2009)

    A equipotencializao uma MPS de grande importncia, mas tambm de

    difcil aplicao na rea de gs combustvel, j que fatores complexos no momento

    da instalao so determinantes, e muitos instaladores ainda no se sentem

    seguros para a realizao do servio e garantia de segurana do sistema. Segue um

    caso de sugesto da medida de proteo contra surtos:

    "CAPTULO XI - EQUALIZAO DE POTENCIAIS - Seo I Generalidades - Art.

    141. A equalizao de potenciais ser obrigatria para todas as edificaes com

    SPDA a serem construdas a partir da publicao desta IN, sendo facultativas para

    as edificaes j construdas ou em construo. Art. 142. A equalizao de

    potencial constitui a medida mais eficaz para reduzir os riscos de incndio,

    exploso e choques eltricos dentro do volume a proteger." (IN10, 2014)

    Conforme avaliado no anexo 3, as tubulaes de cobre devem ser pintadas

    conforme indicaes das normas brasileiras vigentes, o que pode garantir uma

    proteo catdica, a depender do tipo de tinta utilizado. Isso implica em um possvel

    descarte da forma direta de equipotencializao entre os sistemas, sendo possvel

    apenas a ligao indireta, atravs de DPS Centelhador, nos modelos j

    apresentados no item correspondente.

  • 74

    5.4.3 Quanto ao subsistema de aterramento

    As armaduras de ao interconectadas nas fundaes de concreto ou outras

    estruturas metlicas subterrneas disponveis podem ser utilizadas como eletrodo

    de aterramento. (ABNT NBR 5419-3, 2015)

    Sem as devidas observaes quanto tubulaes contendo misturas

    inflamveis ou combustveis na norma NBR 5419, entende-se que as premissas

    tomadas nos demais subsistemas do SPDA devem ser continuadas, sendo assim as

    instalaes de distribuio de gs combustveis no devem ser usadas como

    eletrodos de aterramento em caso de tubos metlicos, pois caso no o sejam, no

    exemplo do uso de tubos em polietileno de alta densidade, no o podem ser por

    restrio normatizada.

    "Proibido uso das instalaes de gs [...] como aterramento". (ABNT NBR 15526,

    2012, p. 14)

    Conforme analisado no item de distncia mnima entre as tubulaes

    enterradas de gs e SPDA, o mnimo estabelecido na ABNT NBR 15526 de 5m da

    entrada de energia eltrica e seus elementos como "malhas de terra de pra-raios".

    E na impossibilidade da ocorrncia deste afastamento, outras medidas devem ser

    implantadas para garantir a atenuao da interferncia eletromagntica gerada pelas

    "malhas" sobre a tubulao de gs.

    Para tubulaes metlicas enterradas, pode-se inferir que qualquer descarga

    ou efeito que atingir a mesma, ser imediatamente dispersado no solo. Todavia,

    como o limite de profundidade de redes para gs, pequeno (com o permitido de

    0,5m do nvel do solo para redes internas), a interligao com o subsistema de

    aterramento do SPDA se faz necessrio e uma garantia maior de segurana para

    a instalao. Na Figura 42, a instalao de cobre para gs, est interligada ao SPDA

    atravs do barramento de equipotencializao principal da edificao.

  • 75

    Figura 42 Demonstrao de equipotencializao de tubulao aterrada

    Fonte: (LUIZ, 2015)

    Para avaliar as possveis interferncias da rede interna de gs combustvel

    enterrada, com incio em uma casa de gs ou abrigo de medio de vazo e

    regulagem de presso para o gs combustvel e finalizando nos pontos de consumo

    no interior da edificao, so separados trs casos deste dimensionamento. O qual

    o primeiro, a Figura 43, o pior dos casos e j foi abordada a sua resoluo como

    uma ligao indireta atravs de DPS centelhador (quantos forem necessrios), no

    subsistema de aterramento e de descida.

    Figura 43 Rede enterrada e aparente na fachada

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

  • 76

    No segundo caso, Figura 44, a tubulao de gs adentra na edificao

    passando totalmente engastada na alvenaria, o que no a impede dos efeitos de

    LEMP e demais danos caudados pelos raios, as medidas de proteo do primeiro

    caso se adquam perfeitamente a este.

    Figura 44 Rede enterrada e interligao atravs do BEP

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

    Para o terceiro caso, a rede de gs se direciona totalmente enterrada

    edificao, entrando nesta pelo subsolo, garagem ou rea comum, estando

    totalmente protegida contra os efeitos diretos das descargas atmosfricas.

    Internamente necessria a ligao com o subsistema de aterramento visando a

    proteo contra LEMP, atravs do BEP, e em casos de exposio externas, deve-se

    realizar a equipotencializao atravs de DPS.

    Figura 45 Rede enterrada e protegida no interior da edificao

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

  • 77

    Caso necessrio, os abrigos e centrais de gs devem ser interligados ao

    subsistema de aterramento da edificao, anexo 4, possuindo um SPDA prprio com

    todos os subsistemas inclusos, ou apenas sendo equipotencializado com o principal.

    A principal caracterstica para que seja definido um dos casos abordados, a

    posio do abrigo em relao a zona de segurana.

    Caso o abrigo ou casa de gs esteja localizado na ZPR 0B, significa que

    est protegido contra os efeitos diretos das descargas atmosfricas, Figura 46. Caso

    contrrio, estando na ZPR 0A, deve possuir um SPDA completo, com subsistema de

    captao, descida e aterramento, e todo o estudo para tal necessidade deve ser

    realizado, Figura 47.

    Figura 46 Abrigo em ZPR0B

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

    Figura 47 Abrigo em ZPR0A

    Fonte: (PRPRIO AUTOR, 2015)

  • 78

    CONCLUSO

    O Sistema de Proteo contra Descargas Atmosfricas um conjunto de

    elementos, de mtodos, de estudos e tcnicas que trabalhados seguindo as normas

    da ABNT, desenvolve uma boa proteo para edifcios e estruturas.

    Contudo, o SPDA um assunto muito complexo e tcnico, e mesmo em sua

    sntese, alguns pontos se mostram muitos difceis de no serem tratados de uma

    forma conceitual. Quanto maior for a sintonia e a coordenao entre os projetos e

    execues das estruturas a serem protegidas e do SPDA, melhores sero as

    solues adotadas possibilitando otimizar custo dentro da melhor soluo tcnica

    possvel. Preferencialmente, o prprio projeto da estrutura deve viabilizar a utilizao

    das partes metlicas como componentes naturais do SPDA.

    O contedo deste trabalho foi suficientemente esclarecedor, atingindo sua

    proposta inicial de proteo ao sistema de gs combustvel, dando uma viso clara e

    bem objetiva para diversas formas de pra-raios, descargas atmosfricas, sistemas

    de aterramentos e nveis de proteo. Todo o contexto tratado nesse trabalho

    servir como porta de entrada para novas pesquisas e estudos, dando uma viso

    mais ampla para diversas tcnicas do extenso ramo da engenharia, e da proteo

    do sistema de distribuio de combustvel.

    Com base em toda a pesquisa realizada para montar este trabalho, um

    amplo e valoroso conhecimento sobre todo o assunto tratado pde ser adquirido.

    Muito dos assuntos aqui apresentados foram pesquisados de artigos e livros, porm

    cada texto lido e cada site visitado foram cuidadosamente avaliados, e toda essa

    experincia serviu principalmente como um estudo pessoal.

    Esta trabalho de concluso de curso tambm visa a implementao destas

    idias nas etapas prticas e possveis alteraes em instrues de trabalho e

    procedimentos ligados montagem de redes internas em empresas e

    concessionrias de distribuio de gs. Ensaios e testes com os DPS e

    centelhadores tambm so necessrios, para a determinao de uso de aparelhos e

  • 79

    equipamentos especficos; assim como visitas tcnicas a serem realizadas em

    empresas que j trabalham com a interligao e equipotencializao entre os

    sistemas e principalmente com o MPS.

    "O cobre o melhor condutor de energia e de participao fundamental na

    instalao de pra-raios (SPDA) para a proteo do seu patrimnio e da sua vida."

    (PROCOBRE, 2003, p. 1)

    O cobre um dos materiais mais utilizados em ambos os sistemas, e as

    sobretenses e sobrecorrentes podem seguir em direo rede de gs sem as

    devidas medidas de proteo contra as descargas atmosfricas, que iro proteger

    no somente a tubulao de gs do impacto direto com uma grande fora de

    coliso, quanto de um aumento gradativo da temperatura no local atingido, em um

    breve instante do incio da descarga.

    Todavia, mesmo com as protees devidas, como o PRBT instalado na

    entrada de fornecimento de energia eltrica, que protege toda a edificao de

    possveis surtos por LEMP, mesmo com o uso adequado de vrios tipos de DPS,

    como os Classes I e II, importante o uso do DPS Classe III diretamente nos

    aparelhos eletro-eletrnicos dentro da residncia, para assegurar a proteo sob o

    ajuste fino dos finais das correntes e variaes de tenso que podem afetar estes

    sistemas com a queda de uma descarga atmosfrica a quilmetros de distncia.

    Por fim, os requisitos mnimos para a proteo do sistema de distribuio

    interna de gs combustvel foram apresentados, comparando com as instalaes do

    sistema de proteo contra descargas atmosfricas e suas interferncias.

  • 80

    REFERNCIAS

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6022: Informao e

    documentao - Artigo em publicao peridica cientfica impressa -

    Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6023: Informao e

    documentao - Referncias - Elaborao. Rio de Janeiro: ABNT, 2002.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6024: Informao e

    documentao - Numerao progressiva das sees de um documento -

    Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2012.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6027: Informao e

    documentao - Sumrio - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2012.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6028: Informao e

    documentao - Resumo - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6034: Informao e

    documentao - ndice - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 10520: Informao e

    documentao - Citaes em documentos - Apresentao. Rio de Janeiro:

    ABNT, 2002.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 10719: Informao e

    documentao - Relatrio tcnico e/ou cientfico - Apresentao. Rio de

    Janeiro: ABNT, 2011.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 12225: Informao e

    documentao - Lombada - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 14724: Informao e

    documentao - Trabalhos acadmicos - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT,

    2011.

  • 81

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 15287: Informao e

    documentao - Projeto de Pesquisa - Apresentao. Rio de Janeiro: ABNT,

    2005.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5626: Instalao predial

    de gua fria. Rio de Janeiro: ABNT, 1998.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 15923: Inspeo de rede

    de distribuio interna de gases combustveis em instalaes residenciais e

    instalao de aparelhos a gs para uso residencial - Procedimento. Rio de

    Janeiro: ABNT, 2011.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 15526: Redes de

    distribuio interna para gases combustveis em instalaes residenciais e

    comerciais - Projeto e execuo. Rio de Janeiro: ABNT, 2012.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 15358: Rede de

    distribuio interna para gs combustvel em instalaes de uso no

    residencial de at 400kPa - Projeto e execuo. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5419-1: Proteo contra

    descargas atmosfricas. Parte 1: Princpios gerais. Rio de Janeiro: ABNT, 2015.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5419-2: Proteo contra

    descargas atmosfricas. Parte 2: Gerenciamento de risco. Rio de Janeiro: ABNT,

    2015.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5419-3: Proteo contra

    descargas atmosfricas. Parte 3: Danos fsicos a estruturas e perigos vida.

    Rio de Janeiro: ABNT, 2015.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5419-4: Proteo contra

    descargas atmosfricas. Parte 4: Sistemas eltricos e eletrnicos internos na

    estrutura. Rio de Janeiro: ABNT, 2015.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5410: Instalaes

    eltricas de baixa tenso. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

  • 82

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 5418: Instalaes

    eltricas em atmosferas explosivas. Rio de Janeiro: ABNT, 1995.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 13523: Central de gs

    liquefeito de petrleo - GLP. Rio de Janeiro: ABNT, 2008.

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 15514: rea de

    armazenamento de recipientes transportveis de gs liquefeito de petrleo

    (GLP), destinados ou no comercializao - Critrios de segurana. Rio de

    Janeiro: ABNT, 2007 - verso corrigida de 2008.

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    SIBi/USP, 2009.

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    Graduao. Sistema Integrado de Bibliotecas. Orientaes para elaborao de

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    FINDER. Proteo contra surtos eltricos. So Paulo: Finder componentes Ltda.,

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    Catarina: Secretaria de estado da segurana pblica, 2014.

  • 86

    ANEXOS

    Anexo 1 - Diferentes fontes de danos

    Fonte: (ABNT NBR 5419-4, 2015)

  • 87

    Anexo 2 - Quadro com diferentes tipos de DPS x Empresas

    ASELCO - DEHN PHOENIX CONTACT

    CLAMPER (1) CLAMPER (2)

    AMAC GROUP APLICACIONES TECNOLGICAS

  • 88

    CITEL COMPLETECH

    E2V FRANCE PARATONNERRES

    INDELEC INGESCO

    RUSTROL - ICC OBO BETTERMANN

  • 89

    Anexo 3 - Estudo sobre a pintura em tubulaes de Cobre e o efeito de

    proteo catdica

    Para a concluso de uma anlise quanto informao sobre a possvel

    maneira de se equipotencializar uma tubulao de cobre com tratamento contra

    corroso, que pode funcionar como proteo catdica, tem-se:

    "As tubulaes de gs com proteo catdica no podero ser vinculadas

    diretamente. neste caso dever ser instalado um DPS tipo centelhador."

    (PROCOBRE, 2003, p. 1)

    Para uma anlise quanto efetiva necessidade de pintura da tubulao de

    cobre, tem-se:

    "Os materiais, equipamentos e dispositivos utilizados na rede de distribuio

    interna [...], devem ser resistentes ou estar adequadamente protegidos contra

    agresses do meio." (ABNT NBR 15526, 2012, p. 9)

    "Para tubulaes alojadas em tubo-luva, um dos seus requisitos mnimos serem

    protegidas contra corroso." (ABNT NBR 15526, 2012, p. 15)

    A NBR 15526 indica a proteo contra corroso das tubulaes, levando-se

    em considerao o meio onde esto instaladas. Esta alerta sobre a possvel

    corroso dos materiais metlicos utilizados para a distribuio de gs combustvel, e

    para minimizar este efeito, a pintura com tintas que suportem as caractersticas do

    ambiente notria. Alm de poder ser pintada na cor amarela, a tubulao pode ser

    em outra tonalidade a depender do caso e com a utilizao de identificao prpria,

    inclusive, no h meno sobre tubos sem qualquer proteo serem instalados.

    A NBR 15358, em seu item sobre inspees peridicas, requisita que as

    tubulaes estejam pintadas totalmente, inclusive com relao aos suportes

    empregados no traado de toda a rede.

  • 90

    Para uma perfeita pintura de uma tubulao metlica como o cobre, algumas

    etapas devem ser cumpridas, como limpeza, tempo de secagem entre demos e

    outros, assim como os produtos aplicados, que devem seguir uma ordem de tinta de

    fundo e de acabamento. No caso, necessrio uma tinta de fundo do tipo primer, e

    logo aps uma tinta de acabamento base de leo.

    Os problemas que surgem com as tintas aplicadas no cobre, apenas so

    ligados uma possvel equipotencializao, j que estas lhe conferem proteo

    contra corroso e outras fornecem boa durabilidade exposio em ambientes

    martimos e afins. Tintas com bases de outros materiais metlicos, principalmente as

    de fundo, como o zinco, funcionam como proteo catdica, j que estes materiais

    aplicados funcionam como sacrifcio em um futuro processo de corroso, deixando a

    tubulao intacta. Outras bases tambm so promissoras para uma proteo

    catdica, como o magnsio e o alumnio.

    "Na corroso eletroqumica o anodo vai gradativamente perdendo massa pois os

    ons metlicos vo se transformando em sais. Estes ons formam sais,

    dependendo do eletrlito. Alguns exemplos de eletrlitos so: gua do mar e o

    orvalho da madrugada em reas industriais poludas. Durante o processo, os

    eltrons saem no anodo em direo ao ctodo, e aps receber excesso de

    eltrons, o ctodo inverte sua polaridade, passando a ser um anodo, dando

    prosseguimento a corroso eletroqumica que vai acabar destruindo o metal."

    (SUMAR, 2015)

    Alm dos revestimentos aplicados nos tubos, o excesso de fluxo de solda

    tambm confere corroso tubulao. O potencial diferente tambm em casos de

    adio de uma tubulao nova em uma antiga, onde a nova se caracteriza como um

    anodo, e apresentar corroso.

    Portanto, com a pintura sendo necessria tubulao de cobre, e esta lhe

    conferindo, a depender das tintas aplicadas, uma proteo catdica, a adio de um

    DPS do tipo Centelhador indicada na equipotencializao, e no uma ligao

    direta.

  • 91

    Anexo 4 - Determinao do aterramento da central de gs

    Fonte: (PROCOBRE, 2003)

  • 92

    ECI10AN - (FTC - Salvador)

    Magno Bernardo do Nascimento Silva - (71) 9-9989-9192

    magnoyz@gmail.com