SPDA sistema de proteo atmosfrica

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    25-Jul-2015

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SPDA: Introduo 1.0 Introduo Raios so fenmenos atmosfricos caracterizados pela formao de correntes eltricas com milhes de volts de potencial e que atingem a superfcie causando prejuzos materiais e mesmo mortes. Normalmente, a temporada de temporais tem inicio em Setembro e vai at Maro. Foi muito longo o caminho para se descobrir a natureza eltrica das descargas atmosfricas e para se chegar a regras aceitveis de proteo para propriedades, aparelhos e principalmente pessoas. At hoje no se tem 100% de proteo, desde que Franklin props pela primeira vez o mtodo de proteo contra raios de um edifcio at os tempos de hoje a proteo mxima que se consegue 98% de eficincia. Veremos neste tutorial os mtodos de Franklin, Faraday e eletromagntico e seus componentes, pois so os nicos com base cientifica comprovada, alm de ver detalhes especficos de algumas aplicaes comuns em nosso dia a dia. Vamos ver algo sobre a corrente eltrica e seu efeito sobre o ser Humano. 1.1 Corrente Eltrica O choque eltrico provocado pelo contato entre um condutor vivo e a massa de um elemento condutor (metlico), a corrente de fuga normal, ou ainda pela deficincia ou falta de isolamento em um condutor ou equipamento. Uma pessoa que neles venha tocar recebe uma descarga de corrente, em virtude da diferena de potencial entre a fase energizada e a terra. A corrente passa pelo corpo humano em direo terra, e seu efeito ser tanto maior quanto forem o contato de superfice do ser humano com a pea energizada e com a terra. Um choque eltrico pode produzir na vitima o que se chama Morte Aparente, isto a perda dos sentidos anoxia(falta de oxignio no crebro), asfixia(ausncia de respirao), anoxemia(ausncia de oxignio no sangue conseqncia da anoxia), parada cardaca devido a falta de fibrilao ventricular, queimaduras superficiais nas reas de contato, queimaduras profundas dependendo da intensidade e durao, atingir rgos vitais e provocar sua destruio ( comum em choques entre as duas mo, uma no vivo e outra na terra. A corrente que passa pelo corpo humano pode ser calculada por: I=U/(Rc1+Rc2+Rcorpo) Rc1 = Resistncia de contato com o condutor vivo Rc2 = Resistncia de contato com a terra Abaixo segue uma tabela com os valores de resistncia e corrente para diversas

situaes comuns para 100V/60hz.

Situao A corrente entra pela ponta do dedo de uma mo e sai pela ponta do dedo da outra mo (dedos secos) A corrente entra pela palma da mo de uma das mos e sai pela palma da outra mo (Secas) A corrente entra pela ponta do dedo e sai pelos ps calados A corrente entra pela ponta do dedo e sai pelos ps calados ou descalos molhados A corrente entra pela mo atravez de uma ferramenta e sai pelos ps calados e molhados A corrente entra pela mo molhada e sai por todo o corpo mergulhado em uma banheira

Resistncia total ohms 15700

Corrente no corpo para 100V(miliamperes) 6

900

111

18500

5

15500

6

600

116

500

200

Relao entre intensidade corrente (AC) x conseqncia

Intensidade da corrente 1 miliampre

Perturbaes durante choque nenhum Sensao cada vez mais desagradvel, medida que a corrente aumenta ocorre contraes musculares. Sensao dolorosa, contraes violentas, Asfixia, Anoxia, Anoxemia, perturbaes circulatrias. Sensao insuportvel, todos os sintomas anteriores em maior intensidade, fibrilao ventricular. Asfixia imediata, fibrilao ventricular, Alterao muscular, queimaduras Asfixia imediata, parada cardaca, queimaduras graves

Estado aps o choque normal

Salvamento

Resultado final mais provvel normal

-

1a9 miliAmp.

normal

Desnecessrio

normal

9 a 20 miliamp.

Morte aparent e

Respirao Artificial

Restabelecimento

20 a 100 miliamp.

Morte aparent e

Respirao Artificial

Restabelecimento ou morte em poucos minutos

Acima de 100 miliamp.

Morte Aparent e ou morte imediat a Morte Aparent e ou morte imediat a

Muito difcil

Morte

Vrios Amperes

Praticamente impossivel

Morte

SPDA: Raios e Trovoadas

2.0 Proteo Pessoal Os raios podem causar a morte de pessoas e animais por vrios efeitos durante a descarga entre nuvem e terra.

Quando o lder ascendente, saindo de um solo plano, se encontra com o lder descendente, forma-se a descarga de retorno, que de grande intensidade, produzindo: Elevao da temperatura no centro do raio e como conseqncia, uma violenta expanso do ar, com o rudo de um estrondo, que o trovo. Fortes campos eletromagnticos, em torno do ponto central do raio que se propagam a centenas de metros. Linhas radiais de corrente no solo, com origem no ponto de impacto do raio. Ao longo das linhas de corrente,existiro quedas de tenso, variveis com a resistncia do solo, formando em direo radial concntrico linhas de corrente e em direo de curvas concntricas linhas equipotenciais vide fig.1 Incndio de arvores se o raio for de baixa intensidade e longa durao ou romper-se se for de alta intensidade e baixa durao.

Figura 1: Linhas de corrente e equipotenciais

3.0 Efeitos sobre os seres vivos So os efeitos que o raio provoca sobre os seres vivos, quando atinge direta ou indiretamente um ser vivo, podem ocorrer pela exposio ao campo eletromagntico e suas correntes de circulao no corpo dos seres vivos. 3.1 Parada cardaca Provocada pela passagem de corrente no troco do ser vivo, que causa fibrilao ventricular com parada cardaca. 3.2 Tenso de passo a tenso entre os ps do ser vivo, ou seja, um passo do mesmo (com os ps separados), com isto ele ficara com os ps em linhas equipotenciais diferentes provocando passagem de corrente pelo seu tronco, num ser vivo bispede isto raramente provoca a morte, pois a parcela de corrente pequena (linhas equipotenciais prximas), j nos quadrpedes geralmente fatal (linhas equipotenciais distantes) maior diferena de potencial, logo maior corrente passando pelo tronco do ser vivo. 3.3 Tenso de toque a tenso provocada pelo toque do ser vivo no condutor durante uma descarga eletromagntica e geralmente provocada pela alta impedncia do condutor, provocando passagem de corrente pelo ser vivo que possui uma impedncia menor que o condutor. 3.4 Descarga Lateral

provocado pela descarga do condutor ao ser vivo prximo pelo rompimento da resistncia do ar provocada pela alta tenso na hora da descarga atmosfrica, geralmente quando as pessoas esto em baixo do ponto de descarga (Arvores ou sofrem efeitos dos campos magnticos no lao entre eles e a rvore). 3.5 Descarga direta o caso onde uma pessoa andando em campo aberto recebe diretamente o raio, neste caso ocorre queimaduras e passagem de corrente pelo corao e crebro geralmente levando o ser vivo a morte. Os sobreviventes geralmente so seres que receberam a descarga de um brao menor do raio ou ramo do mesmo, com baixa intensidade. 4.0 Regras prticas de proteo Se estiver em campo aberto, procurar um abrigo fechado. Se no houver abrigo, abaixar-se com os ps juntos e mos sobre os joelhos e aguardar passar a tempestade de trovoada (aproveite para rezar). Nunca ficar na praia durante uma tempestade de trovoada. No permanecer na gua durante a tempestade, pois pde ocorrer diferena de potencial e provocar ocorrncia de corrente no tronco (parada cardaca). No sair a janela para apreciar as tempestades, pois os campos magnticos podero mata-lo. Afastar-se de peas metlicas expostas ao tempo. Proteger os equipamentos eltricos, se no houver proteo desliga-los da rede de energia. Para Equipamentos de dados e telefonia, desligar inclusive as redes de Internet e Telefonia. Aos primeiros sinais de um temporal, planeje o que fazer no caso de ocorrncia das descargas eltricas nas proximidades. Voc pode estimar a distncia de incidncia dos raios usando o mtodo chamado "flash-to-bang" ou "relmpago-trovo". Contando os segundos entre o "claro" do raio e o trovo que voc ouve e multiplicando por 300 tem-se a distncia em metros do local onde ocorreu a descarga. Assim, se voc ver o claro e contar at oito, por exemplo, significa que o raio "caiu" a 2.400 metros do local onde voc se encontra. Para contar os segundos voc pode usar a seqncia...Mil e um, mil e dois, mil e trs etc... A possibilidade de voc ser atingido por um raio em um temporal inicia-se meia hora antes e continua at cerca de meia hora aps sua atividade mxima. Mantenha-se protegido nesse tempo. O raio nunca avisa aonde vai "cair". A melhor proteo se prevenir com antecedncia. Se voc vir o primeiro claro, contar cerca de 30 segundos e depois ver outro claro e contar menos que 30 segundos, j hora de se prevenir, procurando abrigo nas proximidades. Isso porque, normalmente, um raio pode "escapar" do centro de atividade da nuvem e atingir reas a longas distncias. Durante os temporais evite aglomerao de pessoas mantendo pelo menos uma distncia de 5 metros uma da outra. Se voc estiver em locais abertos como campo de futebol, piscina etc, aos primeiros sinais de um temporal abandone imediatamente o local, procurando abrigo em prdios. Nunca seja o ponto mais alto da redondeza. O raio procura sempre os pontos que se sobressaem da superfcie como atrativo descarga. Caso

voc esteja em um local descampado, abaixe-se com os joelhos dobrados e as mos na nuca procurando tampar os ouvidos. Nunca procure abrigo sob rvores isoladas ou prdios rsticos como aqueles de proteo para animais, existentes em pastagens. Externamente, nunca fique perto de cercas metlicas, rios, lagos, veculos ou superfcies que conduzam eletricidade. Se voc estiver no alto de um morro, desa para o ponto mais baixo do terreno. Prdios de concreto com fiao eltrica, canalizaes de gua ou de outro tipo constituem-se em excelente proteo contra as descargas. Se voc estiver dentro de casa ou de qualquer prdio, retire os "plugs" dos aparelhos eltricos das tomadas, no use telefone ou outros equipamentos eltricos. Fique longe de tomadas de fora ou de superfcies metlicas. Se voc estiver em uma estrada ou na rua, a melhor proteo existente dentro do veculo com os vidros fechados. No so os pneus que promovem a proteo mas sim um fenmeno da fsica chamado Gaiola de Faraday. Voc pode ser atingido no somente pelo raio diretamente como tambm por "faiscas" refletidas por objetos da proximidade. 5.0 Incidncia de Trovoadas (Mapas Isocerumico) Uma Trovoada pode ser definida como o conjunto de fenmenos eletromagnticos, acsticos e luminosos que ocorrem numa descarga atmosfrica. ndice Cerumico: numero de dias que ocorre trovoadas em uma dada localidade. Mapa isoceurmico: mapa com a unio das localidades com seus ndices cerumicos. Se olharmos o mapa isocerumico abaixo notaremos que existem regies com ndice muito baixo (1 a 5) e outras de nvel muito alto (120 a 250), notamos ainda que na regio do equador concentram-se as de maior valor e nos continentes existem maiores concentraes que nos oceanos. Para tcnica de proteo o importante saber a densidade de raio por km por ano, se este parmetro for conhecido ser fcil calcular a probabilidade de carem raios, por ano, em uma rea. Os especialistas e empresas de energia usam contadores de raios que so dispositivos que possuem uma antena captora que captam as radiaes eletromagnticas emitidas pelos raios e as registram em um dispositivo contador (raio de ao do contador +/- 20km) Medidor de Raios

Mapa Isocerumico

Rindat Projeto INPE / CEMIG/ Furnas para medio de incidncia de raios disponvel pela internet.

SPDA: Nveis de Proteo 6.0 Necessidade de Proteo A deciso de proteger uma determinada estrutura pode ser de ordem legal (cdigos de obras municipais Brasil), uma preocupao do proprietrio para evitar prejuzos materiais e pessoais, ou exigncia das seguradoras j que raios provocam danos e incndio. O Mtodo pode vir especificado pelo cdigo de obras ou ser um dos existentes na norma NBR5419. rea de atrao a rea da vista em planta aumentada proporcionalmente a uma vez a altura da estrutura (NBR5419) e tres vezes a altura IEC1024-I.

Frmula de clculo Formao paralelepipdica: Ap = rea base+2x rea da base + x h ao quadrado Com a rea de proteo calcula-se a probabilidade de queda de raios. P=Ap x Ng x 0,000001 onde: Ng = densidade de raios na regio e 0,000001 ajuste de unidades. Logo teremos a probabilidade de ocorrncia de raios em uma determinada estrutura, ou seja, de quantos em quantos anos cair um raio na estrutura. Com isto podemos calcular a obrigao de proteo ou no pela norma. P0=P x A x B x C x D x E onde: P0 = Necessidade de proteo obrigatria Se P0 < 0,00001 ser desnecessrio, se P0 > 0,001 ser obrigatrio a proteo.

Tipo de ocupao Casas Casas com antenas externas Fbricas e laboratrios Escritrios, hotis, apartamentos Shopping, estdios, exposies Escolas e Hospitais

Fator A 0,3 0,7 1,0 1,2 1,3 1,7

Material de construo

Fator B

Metal revestido, no metlico Concreto Cob. n o metlico Metal ou Concreto cobertura metlica Alvenaria Madeira Alvenaria ou madeira com cob. metlica Cobertura de palha

0,2 0,4 0,8 1,0 1,4 1,7 2,0

Contedo Comum, sem valor Sensvel a danos Subestao, gs, Telecom. Museu e monumentos Escolas e hospitais

Fator C 0,3 0,8 1,0 1,3 1,7

Localizao Rodeado por arvores ou estruturas Semi-isolada Isolada

Fator D 0,4 1,0 2,0

Topografia Plancie Colina Montanha, 300 a 900 m. Montanha acima de 900 m. Fatores A,B,C,D,E de atrao de raios. 7.0 Nveis de proteo

Fator E 0,3 1,0 1,3 1,7

A NBR5419 relaciona 4 nveis de proteo relacionados com as estruturas como relacionado abaixo: Nvel I Destinado s estruturas nas quais uma falha do sistema de proteo pode causar danos s estruturas vizinhas ou ao meio

8.0

ambiente.Ex.: depsitos de explosivos, materiais sujeitos exploso, material txico ao meio ambiente...etc. Nvel II Destinados s estruturas cujos danos em caso de falha sero elevados ou haver destruio de bens insubstituveis e/ou de valor histrico, mas em qualquer caso se restringiro estrutura e seu contedo, EX.: Museus, escolas, ginsios esportivos, Estdio de futebol...etc. Nvel III Destinada s estruturas de uso comum, como residncias, escritrios, fbricas sem risco de exploso ou de risco, ...etc. Nvel IV Destinadas s estruturas construdas de material no inflamvel, com pouco acesso de pessoas, e com contedo no inflamvel. EX.: depsitos em concreto, e com contedo no inflamvel, estoque de produtos agrcolas ...etc. Avaliao de Risco

Para imaginar os riscos precisaremos usar um modelo de um caso prtico onde indicaremos os riscos envolvidos, abaixo temos a descrio dos riscos existentes em uma edificao e sistema de proteo. 8.1 Falha da Blindagem direta quando uma descarga atmosfrica consegue passar entre os cabos e captores ou ao lado deles e chegar rea protegida, podendo provocar incndio ou exploso, para se evitar isto o numero de cabos deve ser aumentado diminuindo o espao entre eles. 8.2 Falha da auto proteo uma descarga passa pelos captores e atinge o teto fora do volume de proteo provocando fuso da telha com a volume protegido que inflama a mistura da zona 1 logo abaixo do teto, pode-se evitar isto com telhas de espessura mais grossa ou melhorando a blindagem. 8.3 Falha de dimensionamento ocorre quando o sistema foi mal dimensionado e se utilizou cabo de descida inferior aos mnimos recomendados, provocando seu rompimento ao receber uma 8.4 descarga, neste caso necessrio se efetuar a troca dos condutores. 8.5 Falha na proximidade isto ocorre porque os condutores e captores esto muito prximos das estruturas do volume protegido, pode-se evitar esta falha distanciando mais os componentes do sistema das paredes e tetos da estrutura. 8.6 Gerao de descargas laterais ao ocorrer uma descarga a corrente que passa nos condutores de descida causam quedas de tenso ao longo desses componentes e podem dar origem a descargas laterais s pessoas que estejam em sua proximidade, esta tenso a resultante da queda indutiva nos condutores e a queda de tenso no sistema de terra, a soluo melhorar o numero de condutores de descida e melhorar o sistema de aterramento. 8.7 Gerao de tenses de passo as correntes ao se dispersarem no solo, produziro tenses de passo perigosas s pessoas que estiverem na vizinhanas do sistema de proteo, tenses geradas pela diferena de potencial a cada metro do ponto de impacto, soluo colocar uma grossa camada de concreto e/ou melhorar o sistema de aterramento de forma a diminuir as tenses de grade em torno do aterramento e ponto de impacto. 8.8 Gerao de tenso de toque uma pessoa pode tocar nos condutores de descida no qual naquele exato momento est sendo gerada uma tenso indutiva + diferena de potencial pela descarga atmosfrica, soluo colocar materiais isolantes at a altura de 2,5 mts e/ou obstculos que mantenham as pessoas afastadas destes pontos. 9.0 Eficincia do sistema de proteo / Nveis

importante primeiro vermos algumas definies importantes referentes a eficincia. Eficincia da interceptao: a relao entre o nmero de descargas atmosfricas recebidas pelo sistema de captores e o numero mdio esperado de descargas sobre a rea de atrao da estrutura. Eficincia do dimensionamento: a relao entre o nmero de descarga captada pelo sistema e que no provocaram danos e o numero de descarga captada pelo sistema de proteo. Eficincia global de um sistema de proteo: a relao entre o numero de descargas que caem sobre o sistema de proteo ou sobre a estrutura e no produzem danos a ela e o numero mdio esperado de descargas sobre a rea de proteo da estrutura. Eficincia pela norma NBR5419 Nvel de proteo I II III IV Eficincia 98% 95% 90% 80%

SPDA: Mtodos de Proteo 10.0 Mtodos de Proteo Uma vez feita a anlise de necessidade de proteo de uma determinada estrutura, e determinado o nvel de proteo necessria, o primeiro passo se escolher o sistema de proteo (Gaiola de faraday, Franklin, modelo eletromagntico) ou mixto, nesta hora o correto o engenheiro Eletricista sentar junto com o arquiteto e definir o sistema mais adequado estrutura e nvel de proteo definido. Uma vez definido o sistema de proteo, pe necessrio se efetuar o calculo dos componentes que compem o sistema de forma se assegurar a eficincia do mesmo, assim como, se evitar os danos e falhas poddiveis de ocorrem. Qualquer que seja o sistema de proteo escolhido, sempre existiro os trs componentes a seguir: 10.1 Sistema de Captores Tem como funo receber os raios, reduzindo ao mnimo a probabilidade da estrutura receber diretamente o raio, deve ter a capacidade trmica e mecnica suficiente para suportar o calor gerado no ponto de impacto, bem como os esforos eletromecnicos resultantes, alem disto o ataque por poluentes deve ser levado em conta na hora de seu dimensionamento; 10.2 Sistema de descida Tem como funo conduzir a corrente de descarga do raio recebido pelo captor at o sistema de aterramento, reduzindo ao mximo a incidncia de descargas laterais e de campos eletromagnticos no interior do volume protegido, deve ainda ter a capacidade trmica e mecnica suficiente para suportar o calor gerado pela passagem da corrente, e boa suportabilidade

corroso. 10.3 Sistema de Aterramento Tem como funo dispersar no solo a corrente recebida pelos captores e conduzidas pelos condutores at o solo, reduzindo ao mnimo o risco de ocorrncia de tenses de passo e de toque, deve resistir ao calor gerado e deve resistir ao ataque corrosivo dos diversos tipos de solos. Estes componentes bsicos podem ainda ser divididos em: 10.4 Componentes Naturais: So aqueles existentes na estrutura e que no s podem como devem ser utilizados no sistema de proteo; esta utilizao no s para ser mais eficiente como mais econmica, deve ser prevista durante fase de projeto, se os elementos no forem visveis e no havia previso na fase inicial deve-se evita-los. 10.5 Componentes especiais: so aqueles colocados na estrutura com finalidade explicita de receber, conduzir ou dispersar a corrente provocada pela descarga atmosfrica. 10.6 Proteo isolada: so aquelas onde o sistema de proteo colocado acima e ao lado da estrutura sem contato com a mesma de forma isolada (mantendo uma distancia segura) evitando descargas captor teto e descidas pela estrutura da parede do volume. 10.7 Proteo no isolada: aquela onde no existe espaamento entre o sistema de proteo e a estrutura do volume protegido, ou seja, colocado diretamente sobre a estrutura do volume protegido. OBS: quanto maior o uso de componentes naturais, mais esttico fica o projeto, alem de mais econmico. As variaes nos mtodos de proteo se devem pelo fato de termos mais de uma maneira de captar os raios, temos as seguinte maneiras: Principio usado pelo Mtodo Franklin e eletromagntico: utiliza hastes verticais (chamados de pra-raios ou terminais areos) ou horizontais suspensos (soluo anloga das linhas de transmisso). Principio usado pelo Mtodo Faraday: condutores horizontais no suspensos formando uma malha sobre a estrutura. A diferena entre o mtodo Franklin e o Eletromagntico esta no modelo matemtico de dimensionamento, o eletromagntico mais completo e comprovado pelas linhas de transmisso de energia, inclusive o mais recomendado pelos projetistas de SPDA. 10.8 Mtodo Eletromagntico (EGM) considerada a mais completa ferramenta para proteo de estruturas, e baseado em mtodos cientficos de observao e medio dos parmetros dos raios, e ensaios de laboratrios de alta tenso. No modelo eletromagntico considera-se que o lder descendente caminha na direo vertical em direo terra em degraus dentro de uma esfera cujo raio depende da carga da nuvem ou da corrente do raio e ser desviado da trajetria original por algum objeto aterrado, A descarga se dar no ponto onde a esfera tocar este objeto ou na terra aquele que for primeiro alcanado pela esfera; O raio da esfera considerado o raio de

atrao. Distncia de atrao: Ra = 10 x I(corrente) elevada 0,66 Se considerarmos um captor como uma haste vertical de altura H sua zona de proteo ser definida pela equao de uma esfera que define a superfcie de proteo. (X-x)+(Y-y)= R onde x e y so coordenadas de um ponto genrico da superfcie, X e Y so as coordenadas do centro da esfera e R o raio da esfera(distancia de atrao) conforme figura a seguir.

Pela norma NBR5419 o Ra Raio de atrao o seguinte:

Nvel Raio da esfera em mts

I 20

II 30

III 45

IV 60

Toda estrutura a ser protegida tem que estar dentro do volume formado pelo deslocamento da esfera pelo condutor. 10.9 Mtodo Franklin Este mtodo se baseia no uso de captores pontiagudos colocados em mastros verticais para se aproveitar os efeitos das pontas, quanto maior a altura maior o volume protegido, volume este que tem a forma de um cone formado pelo triangulo retngulo girado em torno do mastro. No caso de condutores horizontais suportados por hastes verticais, ser obtido pelo deslocamento horizontal do cone de proteo desde a posio de uma haste at a posio da outra haste.

Volume de proteo de haste vertical

A linha curva entre h1 e h2 tem forma de parbola e, assim, a equao genrica da sua altura h em relao ao solo ser: h = ax + bx + c onde x a distncia horizontal em relao a h1. E os coeficientes so dados por: a = (h2-h1)d**2 + raiz_q (3) / 3d b = -raiz_q(3) / 3 c = h1 onde raiz_q: raiz quadrada Volume de proteo de haste com condutor horizontal. O ngulo de proteo e o raio de esfera admitido pela norma NBR5419 :

Nvel\H I II III IV

< 20m 25 35 45 55

< 30m * 25 35 45

< 45m * * 25 35

< 60m * * * 25

Entre dois captores prximos pode-se aumentar em 10 o ngulo na parte interna entre eles e na externa vale o da tabela acima. 10.10 Mtodo Gaiola de Faraday Este mtodo consiste em instalar um sistema de captores formado por condutores horizontais interligados em forma de malha, quanto menor for a distancia entre os condutores da malha melhor ser a proteo obtida. Dimenses fixadas pela norma NBR5419

Nvel I II III IV

Malha 5X7,5 10X15 10X15 20X20

prtica se utilizar ainda pequenos captores Verticais, com 30 a 50 cm de altura, separados por uma distancia de 5 a 8 mts ao longo dos condutores da malha, isto se originou da norma inglesa BS 6651. bom lembrar que no se deve colocar condutores eltricos paralelos aos condutores da malha na parte interior da estrutura e prximo aos mesmos.

Volume protegido por malha 5X10 em mtodo Faraday. 11.0 Comparao entre os trs mtodos

Na comparao entre os trs mtodos levando em conta o nvel de proteo, eficincia e custo, verificamos que, o mtodo Gaiola de Faraday leva vantagens em pequenas construes j em edificaes de grande porte o mtodo eletromagntico o de melhor relao custo beneficio.

SPDA: Consideraes Finais 12.0 Materiais e seu dimensionamento 12.1 Captores Os captores podem ser utilizados para sua fabricao o Cobre e suas ligas, o Alumnio e suas ligas, o ao inoxidvel e o ao galvanizado a quente, a escolha quanto a estes materiais fica a critrio do projetista que deve levar em conta os poluentes da regio. O Sal presente em regies litorneas (NaCl) ataca materiais ferrosos e o enxofre existente em fabricas e locais poludos ataca o cobre.

Componentes utilizados em um SPDA Tpico 12.2 Condutores (Cabos de descida) Uma vez ter sido captada pelo captor a descarga atmosfrica dever ser conduzida ao sistema de aterramento pelos condutores de descida (Cabo de descida) onde o numero de condutores utilizados, o distanciamento entre eles e a respectiva seo transversal devero ser escolhidos de maneira que : Os Condutores suportem trmica e mecanicamente as correntes e os respectivos esforos; No hajam descargas laterais; Os campos eletromagnticos sejam mnimos; No haja risco para as pessoas prximas; No haja danos s paredes; Os materiais usados resistam as intempries e a corroso. Para isto devemos de preferncia utilizar os caminhos mais curtos e retilneos possvel para conduzir a descarga atmosfrica, alem disto deve ser utilizado condutores de cobre, alumnio ou ao galvanizado a quente.

Deve-se ainda tomar cuidado com o contato de materiais diferente como Cobre/Alumnio e Cobre/ao galvanizado, colocando-se uma proteo extra nestes contatos para proteger da corroso. A seo transversal mnima especificada pelas normas a calculada pelos efeitos trmicos e eletrodinmicos causados pela passagem da corrente das descargas atmosfricas. A temperatura limite considerada foi de 500C, levados em considerao os maiores valores de corrente e a resistncia dos condutores. Para edificaes at 20m as sees mnimas so: 16mm de cobre, 35mm para alumnio e 50 mm para o ao galvanizado. Para edificaes superiores a 20m as sees mnimas so: 35mm, 50 mm e 70 mm respectivamente. 12.3 Nmero de descidas e Espaamento O Numero de descidas deve seguir o espaamento mdio mximo exigido pelo nvel de proteo:

Nvel I II III IV

Espaamento Mximo 10 m 15 m 20 m 25 m

Sendo que o numero mnimo de descidas exigido pela norma de 2. Lembramos que o permetro do prdio dividido pelo espaamento da tabela acima resulta no numero mnimo de descidas. 12.4 Encaminhamento das Descidas A corrente do raio tem como tendncia, ir para a terra pelo lado externo da estrutura e pelo caminho mais curta possvel (menor indutncia), portanto as descidas no devem formar laos que aumentem sua indutncia e possam dar origem a descargas perigosas, principalmente em locais de risco (sujeitos a incndio). O calculo da possibilidade de descarga o mesmo usado para o calculo da distancia de segurana. As descidas devem ainda passar eqidistantes de toda Tubulao de cabo interna da estrutura, pois pode provocar induo nos mesmos, lembramos ainda que os eletrodutos devem passar a uma distancia segura das descidas. A fixao dos condutores de descidas, desde a dcada de 70 j se utiliza a fixao direta na parede sem distanciador, pois se verificou que o dano provocado na parede com ou sem distanciador praticamente o mesmo e a esttica melhor, permitindo o uso de condutores de descida em forma de barra chata, cantoneiras, ou outros perfis existentes na estrutura. 12.5 Aterramento

O aterramento, em uma instalao SPDA tem como finalidade de dissipar no solo a corrente do raio, sem provocar tenses de passo perigosas e mantendo baixa a queda de tenso na resistncia de terra, Os condutores de um sistema de terra so denominados eletrodos e podem ser introduzida nas posies VERTICAL, HORIZONTAL ou INCLINADA. 13.0 Resistividade do Solo a caracterstica do solo que vai determinar sua resistividade, que pode ser definida como a resistncia entre faces opostas de um cubo de aresta unitria construdo com material retirado do local (para laboratrio) ou podemos medir com instrumento chamando TERROMETRO (Mtodo de Wenner) com 4 terminais (duas de corrente e duas de tenso), separadas eqidistantes uns dos outros e podemos calcular a resistividade pela formula a seguir: p = 2. . a . R

Quando a distncia a for pequena, a resistividade corresponde s primeiras camadas do terreno, medida que a distancia entre as hastes vai sendo aumentada, vo sendo includas as camadas inferiores, para efeito de padronizao so utilizadas distancias de 2,4,8,16,32,64 e 128 metros e so realizadas medies em varias direes no terreno, e o resultado tratado por Sws atravs de processos grficos. 14.0 A medio da Resistncia A resistncia de terra pode ser medida por um instrumento desenvolvido para isto chamado TELURIMETRO ou Termmetro como mais conhecido. Estes equipamentos existem em duas verses, com trs ou quatro terminais, para medirem resistncia e resistividade respectivamente, eles tm uma fonte de tenso prpria e a leitura pode ser analgica ou digital. A medida feita colocando-se as hastes a distancias padronizadas pelo fabricante do equipamento (geralmente dentro da relao 30/50 ou 40/60 metros) estas distancias so grandes para se levar em conta s camadas inferiores do terreno, depois se medem a escala de tenso, em seguida o valor hmico do terreno. O Valor medido deve estar dentro do mximo pedido pela norma (Em Telecom e

informtica < 6 ohms). Caso o valor medido seja superior deve-se tentar reduo por um dos mtodos estudados a seguir. 15.0 Reduo da Resistncia de terra Para se reduzir a resistncia de terra usamos um dos seguintes mtodos, a saber: Hastes profundas: Existem no mercado, hastes que podem ser prolongadas por buchas de unio; o instalador vai cravando as seces atravs de um martelete e medindo a resistncia at chegar ao valor desejado. Alem do efeito do comprimento da haste tem-se uma reduo da resistncia pela maior umidade do solo nas camadas mais profundas, sendo que no devem ultrapassar a 18 mts de profundidade, pois causariam indutncia elevada. Sal para melhorar a condutividade do solo: Este mtodo permite obter resistncias mais baixas; o inconveniente que o sal (normalmente o Nacl) se dissolve com a gua da chuva e o tratamento que ser renovado a cada 2 ou 3 anos ou ainda menos dependendo do tipo de terreno. Tratamento Qumico: neste mtodo o eletrodo mantido mido por um GEL que absorve gua durante o perodo de chuva e a perde lentamente no perodo de seca, deve-se tomar cuidado no uso deste mtodo com o uso de hastes de ao galvanizado devido o ataque corrosivo, no Brasil conhecido pelo nome do Fabricante + gel EX: Aterragel, Ericogel, Laborgel,...Etc. Uso de eletrodos em paralelo: quando os eletrodos so verticais pode-se colocar hastes a uma distancia no mnimo igual ao comprimento, em disposio triangular, retilnea, quadrangular ou circular. A distancia mnima esta relacionada com a interferncia entre o mesmo e sua reduo.

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