Engenharia Condominial: A importância da proteção contra raios

As descargas atmosféricas são fenômenos naturais que provocam mortes e danos materiais, tendo sido associadas, no passado, às divindades malignas. Algumas regras do passado são válidas e muito difundidas para se proteger contra as descargas atmosféricas, tais como: Não sair de casa; procurar abrigo quando o tempo ameaçar tempestade atmosférica; não ficar junto à janela ou debaixo de árvores; desligar todos os aparelhos eletrônicos sensíveis das tomadas. 

Entretanto, pessoas, empresas, governos, ou seja a civilização atual como um todo, estão cada vez mais dependentes dos serviços prestados pelos equipamentos eletroeletrônicos sensíveis, e estes por sua vez, mais susceptíveis aos efeitos das tempestades atmosféricas; interferências geradas por manobras na rede elétrica, acionamentos de motores, campos eletromagnéticos, etc. Daí a necessidade de se projetar, instalar e manter esses equipamentos e as instalações elétricas de acordo com as normas técnicas vigentes.

Uma descarga atmosférica produz campos eletromagnéticos de grande intensidade que se irradiam pelo espaço ou se propagando pelo solo gerando picos de tensão e de corrente elétrica nas cercas de arame (no caso de instalações rurais); nos cabos e fios metálicos das redes elétricas; nos cabos e fios metálicos usados para transmissão de sinais (dados, telefonia, TV); e, também, pelas estruturas metálicas das edificações.

Portanto, a proteção dos seres vivos e dos equipamentos contra os efeitos provocados por surtos (sobretensões / sobrecorrentes) gerados por descargas atmosféricas, por acionamento de motores ou operações na rede elétrica, depende do projeto; dos materiais aplicados, das instalações e da manutenção.

A proteção contra descargas atmosféricas (PDA) para ser melhor planejada, é dividida em três sistemas:  Sistema que compreende os captores; os cabos ou estruturas de descida e o aterramento, definido como sendo o já conhecido sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA); sistema de dispositivos de proteção contra surtos (DPS), que atuam no instante em que ocorrem os surtos, cuja escolha do modelo depende da localização da edificação e do grau de proteção exigido pelos equipamentos; sistema que é caracterizado pelo uso de eletro-calhas; eletro-dutos metálicos; planos metálicos e acondicionamento dos equipamentos eletrônicos em gabinetes metálicos de modo a garantir que os cabos e equipamentos não sejam afetados pelos campos eletromagnéticos gerados pelas descargas atmosféricas ou por fontes artificiais. Este sistema também é conhecido por blindagem eletromagnética das instalações elétricas.

Cabe salientar que a malha de aterramento do sistema SPDA deve ser única para todos os sistemas e para a proteção contra corrente de curto circuito. Não é permitido usar aterramentos separados para quaisquer que sejam os equipamentos existentes numa mesma edificação.

A função principal do sistema de proteção contra descargas atmosféricas – SPDA, formado pelos captores, condutores de descidas e o sistema de aterramento, é evitar que as estruturas prediais sejam afetadas pelas descargas atmosféricas que atingem diretamente a edificação. Entretanto, não protegem os equipamentos eletrônicos sensíveis.

Quando uma descarga atmosférica atinge uma edificação, mesmo adequadamente protegida pelo SPDA, podem ser geradas sobretensões na rede de distribuição da concessionária de energia elétrica, nas instalações elétricas da edificação, nas redes de dados ou em qualquer condutor metálico da edificação. Estas sobretensões transitórias podem causar: Desconexão temporária da rede pública de energia elétrica; redução da vida útil dos equipamentos eletrônicos sensíveis; danos aos equipamentos eletrônicos e a consequente falha no serviço prestado por estes equipamentos.

Uma das soluções para proteger os equipamentos eletrônicos sensíveis é o uso do Dispositivo de Proteção contra Surtos – DPS, que faz com que os equipamentos eletrônicos fiquem no mesmo potencial elétrico da instalação elétrica e/ou das estruturas metálicas que os sustentam, evitando com isso que o equipamento seja atingido por sobretensões. A rigor o DPS provoca um curto-circuito controlado,  portanto o nome “protetor” não é muito adequado, ele deveria ser chamado de um “desviador de surto”.

O valor da resistência da malha de terra, para efeito de proteção contra surtos não faz sentido, o importante numa instalação é a equipotencialidade da instalação , a qual vai garantir a proteção dos equipamentos. É só pensar no avião, que não tem cabo de terra, e tem muitos equipamentos eletrônicos a bordo, e é um dos transportes mais seguros atualmente.   A resistência de terra tem importância nos sistemas de potência pois operam na frequência de 60 Hz. A resistência baixa do aterramento, neste caso, é fundamental para a atuação dos elementos de proteção como os disjuntores, quando da ocorrência de curto circuito ou sobrecarga na instalação.

É fundamental que todas as partes metálicas do sistema de aterramento (eletrocalhas, descidas de para-raios; dutos metálicos, etc.) estejam devidamente interligadas, com material de baixa resistência, garantindo a continuidade elétrica entre todas as partes metálicas da instalação e a malha de terra. Exceção se faz para instalações com riscos de explosão, como tubulações de gás, depósitos de combustíveis, etc. as quais devem ter um estudo específico de proteção contra descargas atmosféricas.

Estudos realizados por empresas do setor elétrico, telecomunicações, seguradoras, fabricantes de equipamentos eletroeletrônicos, construção civil, aviação, entre outras, estimam que os raios causam prejuízos anuais ao Brasil na ordem de oitocentos milhões de reais. No setor elétrico é cerca de seiscentos milhões de reais e no Paraná é cerca de um milhão e setecentos mil reais. Nas empresas de telecomunicações, fabricantes de eletroeletrônicos, seguradoras, etc. cerca de duzentos milhões de reais.

    

Foto de prédio atingido por um raio e um equipamento atingido por um surto elétrico.

 

RESPONSÁVEL POR ESTE RESUMO: ENG. Fernando Nunes Patrício

Engenheiro de Operações em Telecomunicações formado em 1973 e Engenheiro Eletricista formado em 1980 pelo Instituto Nacional de Telecomunicações – INATEL de Santa Rita do Sapucaí – Minas Gerais. Atuou como engenheiro na Telepar / Brasil Telecom por 35 anos nas atividades de projeto de radio enlaces, testes de propagação e prospecção; aceitação em fábrica de equipamentos de transmissão para o Sistema TELEBRÁS e fiscalização de infra estrutura para telecomunicações.

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