Instalações elétricas e o sistema de proteção contra descargas atmosféricas

Grandes incêndios podem  ser causados por fenômenos termoelétricos, como, por exemplo, curto-circuito (conexão de resistência muita baixa, entre dois pontos de um circuito com potenciais elétricos diferentes), sobretensão (diferença entre potencias elétricos acima do nível normal) e sobrecorrente (fluxo de carga elétrica acima das especificações previstas).

Essa situação é também agravada pelo fato de o Brasil ser um dos países com maior índice de ocorrência de descargas atmosféricas no mundo. Em virtude desses fatos, para serem evitadas as ocorrências de fenômenos termoelétricos, são exigidos dispositivos capazes de proteger as edificações, e, conseqüentemente, seus ocupantes e conteúdo contra essas implicações, visando à proteção contra incêndio. Para alcançar tal objetivo, torna-se necessário o correto dimensionamento das instalações elétricas (utilização adequada de disjuntores, fusíveis, condutores, esquemas de aterramento) e a adoção de sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), também conhecido como pára-raios, para proteger estruturas, aparelhos e circuitos. Dessa forma, consegue-se não só a proteção patrimonial, mas também a salvaguarda das pessoas contra choques elétricos.

As regras de segurança apresentadas neste módulo são baseadas na NBR no 5.410 (instalações elétricas de baixa tensão) e na NBR no 5.419 (proteção de estruturas contra descargas atmosféricas).

A regra fundamental da proteção contra choques é que as pessoas e os animais devem ser protegidos, seja do risco associado a contato acidental com parte energizada perigosa, seja de falhas que possam colocar uma massa acidentalmente sob tensão.

A instalação elétrica deve ser concebida e construída de maneira a excluir qualquer risco de incêndio de materiais inflamáveis, devido a temperaturas elevadas ou arcos elétricos. Além disso, em situações normais, não deve haver riscos de queimaduras para as pessoas e/ou animais.

Além desses aspectos, as pessoas, os animais e os bens devem ser protegidos contra os efeitos negativos de temperaturas ou solicitações eletromecânicas excessivas, resultantes de sobre correntes a que os condutores vivos possam ser submetidos.

Também devem ser protegidos contra as conseqüências prejudiciais provenientes das ocorrências resultantes de sobretensões, como falhas de isolamento entre partes vivas de circuitos sob diferentes tensões, fenômenos atmosféricos e manobras.

Tendo em vista o que a NBR no 5.419 da ABNT prescreve, torna-se evidente que um SPDA não impede a ocorrência de descargas atmosféricas (queda de raios) nem assegura uma proteção 100% eficiente.

  

A função do SPDA é conduzir as correntes elétricas das descargas atmosféricas ao solo e dissipá-las com segurança, reduzindo a probabilidade de danos.

O SPDA é definido como um sistema completo, destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas. É composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteção.

O sistema externo consiste em captores, condutores de descida e subsistema de aterramento, enquanto que o sistema interno é composto por um conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos elétricos e magnéticos da corrente de descarga atmosférica, dentro do volume a proteger (equipotencialização — equalização do potencial elétrico de todas as partes que compõe o volume).

A captação da descarga atmosférica tem a finalidade de minimizar a probabilidade de a estrutura ser atingida diretamente por um raio e deve ter capacidade térmica e mecânica suficiente para suportar o calor gerado no ponto de impacto, bem como os esforços eletromecânicos resultantes. Podem ser adotados três métodos: Franklin, Faraday e Eletrogeométrico. A captação pode ainda ser feita por meio de elementos naturais da prórpria edificação.

O subsistema de descidas visa conduzir convenientemente para a terra a corrente recebida pelo subsistema de captação. Podem ser usados condutores de descida naturais (ferros dos pilares) ou não-naturais (cordoalhas de cobre, por exemplo).

Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmosférica na terra sem causar sobre tensões perigosas deve ser executado um subsistema de aterramento integrado à estrutura e demais aterramentos por meio de uma ligação equipotencial.

A equalização de potencial constitui a medida mais eficaz para reduzir os riscos de incêndio, explosão e choques elétricos dentro do volume a proteger. Ela é obtida mediante condutores de ligação equipotencial, eventualmente incluindo DPS (dispositivo de proteção contra surtos — são dispositivos que protegem o ambiente contra descargas elétricas atmosféricas), interligando o SPDA, a armadura metálica da estrutura, as instalações metálicas, as massas e os condutores dos sistemas elétricos de potência e de sinal, dentro do volume a proteger.