SPDA: proteção contra descargas elétricas é uma exigência de seguros

Descarga atmosférica é um fenômeno da natureza imprevisível e aleatório, tanto em sua intensidade e duração quanto em seus efeitos destruidores.  A medida de proteção para este fenômeno recebe o nome de Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas (SPDA).

Um Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) tem por objetivo principal evitar a incidência direta de raios na estrutura a ser protegida, através da constituição de pontos preferenciais de incidência para as descargas que eventualmente atingiriam a estrutura na ausência do sistema.

O SPDA, além de captar a descarga atmosférica, deve direcionar o fluxo da corrente associada diretamente para o solo, segundo percursos definidos, constituído pelos condutores do sistema de proteção.

A norma de instalação de SPDA é regulada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), através da NBR 5419. O objetivo da NBR 5419  é evitar e minimizar incêndios, explosões, danos materiais e risco de morte de pessoas e animais pelos efeitos das descargas elétricas.

O SPDA tem duas funções distintas:

– Preventiva: Neutraliza a eletricidade das nuvens situadas acima das edificações, não se concretizando a formação dos raios;

– Corretiva: O SPDA deve ser colocado no ponto mais alto da edificação a ser protegida e oferecer uma impedância mais baixa à passagem da corrente elétrica do raio. Se a nuvem for de intensidade suficiente para criar uma descarga atmosférica irá preferir o caminho através do SPDA.

A decisão de utilizar um sistema de proteção contra descargas atmosféricas em uma estrutura pode ser uma exigência legal (Ex:  códigos de obras municipais), uma precaução do proprietário para evitar prejuízos ou ainda uma exigência das companhias de seguro, já que os raios são causas de danos físicos e incêndios.

Conforme NBR 5419,  o SPDA deve passar por inspeções.  Uma inspeção visual do SPDA deve ser efetuada anualmente. Já inspeções completas devem ser efetuadas periodicamente, em intervalos de:

1. a) 5 anos, para estruturas destinadas a fins residenciais, comerciais, administrativos, agrícolas ou industriais, excetuando-se áreas classificadas com risco de incêndio ou explosão;
2. b) 3 anos, para estruturas destinadas a grandes concentrações públicas (por exemplo: hospitais, escolas, teatros, cinemas, estádios de esporte, centros comerciais e pavilhões), indústrias contendo áreas com risco de explosão, conforme a NBR 9518, e depósitos de material inflamável;
3. c) 1 ano, para estruturas contendo munição ou explosivos, ou em locais expostos à corrosão atmosférica severa (regiões litorâneas, ambientes industriais com atmosfera agressiva etc.)

Estruturas especiais com riscos inerentes de explosão, tais como aquelas contendo gases ou líquidos inflamáveis, requerem geralmente o mais alto nível de proteção contra descargas atmosféricas.

Para os demais tipos de estrutura, deve ser inicialmente determinado se um SPDA é, ou não, exigido.

Em muitos casos, a necessidade de proteção é evidente, por exemplo:

1. a) locais de grande afluência de público;
2. b) locais que prestam serviços públicos essenciais;
3. c) áreas com alta densidade de descargas atmosféricas;
4. d) estruturas isoladas, ou com altura superior a 25 m;
5. e) estruturas de valor histórico ou cultural.

Entenda de vez os níveis de proteção do SPDA

A NBR 5419 estabelece uma série de parâmetros relativos às descargas atmosféricas, condensados dentro dos níveis de proteção. Esses níveis variam de 1 a 4, sendo o nível 1 o mais rigoroso. Basicamente, o nível de proteção considera as intensidades das corrente de raios que esperamos receber na edificação. Com base nisto, dimensiona o SPDA para captar e escoar essa energia no solo e dita os parâmetros para a proteção dos equipamentos elétricos.

Por exemplo, para edificações com nível 4, esperamos receber raios com valores de corrente entre 16 kA e 100 kA. Isso não quer dizer que não possa cair um raio com valores maiores ou menores do que estes. Porém, estatisticamente falando, a probabilidade seria de 5% e, mesmo que ocorresse, os danos seriam considerados toleráveis pela norma. Em edificações com nível 1, por exemplo, esperamos receber raios com valores de corrente entre 3 kA e 200 kA. O valor máximo e mínimo varia justamente para aumentar ainda mais a amplitude de proteção. Dessa forma a probabilidade de que ocorra uma descarga fora dos parâmetros dimensionados será de 2%.

Com base no valor máximo de corrente é possível dimensionar DPSs, condutores e chapas metálicas. Além disto, este valor também é importante para definir a distância de segurança contra centelhamentos perigosos e parâmetros de ensaios que simulam os efeitos das descargas atmosféricas sobre componentes do sistema. Mas por que a preocupação com os raios de menor valor de corrente, como os de 3 kA, por exemplo? Um sistema projetado para um raio de 16 kA, como no caso do nível 4, não seria suficiente para contê-los?

Do ponto de vista da proteção dos equipamentos elétricos, sim! Um DPS projetado para 16 kA é capaz de desviar um surto de 3 kA. Porém, do ponto de vista da proteção da estrutura, um sistema preparado para descargas com 16 kA, pode não ser capaz de projetar líderes ascendentes para captar raios de 3 kA. Essas descargas de baixa intensidade costumam chegar muito próximas ao solo e, mesmo não sendo capazes de causar danos em estruturas, são fatais para seres humanos e animais. Sendo assim, mesmo existindo um SPDA, existiria a possibilidade de que o raio atingisse a estrutura, devido ao longo espaçamento entre os seus elementos captores. Isso explica exatamente o motivo de serem considerados diferentes raios de esfera rolante para cada nível de proteção, segundo a NBR 5419-3:2015.

Todos parâmetros do SPDA são dimensionados com base no nível de proteção, seja a captação, as descidas, a malha de aterramento ou as ligações equipotenciais. Não existe nenhum problema, do ponto de vista técnico, em dimensionar um SPDA com nível de proteção mais rigoroso, ele apenas será superdimensionado e consequentemente mais caro do que o nível calculado. O que não pode ser feito é um subdimensionamento, ou seja, utilizar um nível menor do que o especificado, pois estaríamos expondo a instalação a riscos e danos premeditados.

No geral, um bom SPDA começa pelo correto dimensionamento e é somente através do cálculo do gerenciamento de risco da edificação que conheceremos o nível de proteção adequado.