Análise da conformidade do sistema de proteção contra descargas atmosféricas em edifícios residenciais na cidade de Campo Mourão (Paraná)

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ARCIO ALONSO DE ABREU VIEIRA

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ALISE DA CONFORMIDADE DO SISTEMA DE PROTEC

¸ ˜

AO

CONTRA DESCARGAS ATMOSF ´

ERICAS EM EDIF´ICIOS

RESIDENCIAIS NA CIDADE DE CAMPO MOUR ˜

AO (PARAN ´

A)

TRABALHO DE CONCLUS ˜

AO DE CURSO

CAMPO MOUR ˜AO 2018

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ALISE DA CONFORMIDADE DO SISTEMA DE PROTEC

¸ ˜

AO

CONTRA DESCARGAS ATMOSF ´

ERICAS EM EDIF´ICIOS

RESIDENCIAIS NA CIDADE DE CAMPO MOUR ˜

AO (PARAN ´

A)

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apre-sentado à Disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso 2, do Curso Superior de Engenharia Civil do Departamento Acadêmico de Construção Civil -DACOC - da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, para obtenção do t´ıtulo de Bacha-rel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Esp. Evandro Luis Volpato

CAMPO MOUR ˜AO 2018

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TERMO DE APROVAÇÃO Trabalho de Conclusão de Curso

ANÁLISE DA CONFORMIDADE DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS NA CIDADE DE CAMPO MOURÃO

(PARANÁ) por

Márcio Alonso de Abreu Vieira

Este Trabalho de Conclusão de Curso foi apresentado às 17h do dia 03 de Julho de 2018 como requisito parcial para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL, pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

Prof. Me. Valdomiro L. Kurta Prof. Me. Luiz Becher

(UTFPR) (UTFPR)

Prof. Esp. Evandro Luis Volpato (UTFPR)

Orientador

Responsável pelo TCC: Prof. Me. Valdomiro Lubachevski Kurta

Coordenador do Curso de Engenharia Civil: Prof. Dr. Ronaldo Rigobello

A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso.

Ministério da Educação

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Câmpus Campo Mourão

Diretoria de Graduação e Educação Profissional Departamento Acadêmico de Construção Civil

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Agradeço primeiramente a Deus, que me proporcionou o privilégio e oportunidade de ter vindo estudar em Campo Mourão. Que me deu força, sabedoria e discernimento para supe-rar os obstáculos. A Primeira Igreja Batista de Campo Mourão e membros que me “adotaram” e foram uma fam´ılia para mim, me proporcionando carinho e assistência.

Um agradecimento especial aos meus pais, Alba e Marcos, e a minha irmã Ágatha que sempre me deram total apoio e suporte para a realização de um sonho. Apesar da distância, se fizeram presente em todos os momentos de dificuldade e acreditaram em meu potencial. Sem eles essa conquista não seria poss´ıvel e não tenho palavras que possa descrever o quanto eu gostaria de agradecer.

Aos meus amigos e colegas que compartilharam momentos bons e ruins, conhecimen-tos e histórias ao longo desses anos que nunca serão esquecidas. Fica o meu sincero agradeci-mento, vocês fazem parte dessa conquista.

Ao Professor e Orientador Evandro Luis Volpato, pela oportunidade, paciência, con-fiança e ensinamentos transmitidos durante o desenvolvimento desse trabalho. Estendendo também aos professores do Departamento de Construção Civil (DACOC) por todo conheci-mento compartilhado durante esses anos.

Por fim, a Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), que me ofereceu toda estrutura (f´ısica, aux´ılio financeiro, alimentação e aux´ılio psicológico) e principalmente conhecimento. Obrigado pelo ensejo de estar prestes a exercer a profissão que almejei.

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VIEIRA, Márcio. AN ÁLISE DA CONFORMIDADE DO SISTEMA DE PROTEÇ ÃO CON-TRA DESCARGAS ATMOSF ÉRICAS EM EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS NA CIDADE DE CAMPO MOUR ÃO (PARAN Á). 85 f. Trabalho de Conclusão de Curso – , Universidade Tec-nológica Federal do Paraná. Campo Mourão, 2018.

A norma mais recente sobre Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas, a ABNT NBR 5419 (2015), oferece uma gama de informações complexas e minuciosas para cálculo da necessidade de proteção e dimensionamento de um SPDA em comparação com a norma do ano de 2005 (última norma vigente). A maioria dos edif´ıcios de Campo Mourão foram constru´ıdos antes da vigência da norma atual, portanto há um resguardo sobre o atual sistema de proteção dos edif´ıcios, pois podem estar em desconformidade. Diante disso, este trabalho tem o intuito de coletar os dados por meio de inspeção visual para uma avaliação do Sistema de Proteção. Após a realização da inspeção e a realização dos cálculos, não foi encontrada nenhuma edificação que apresentasse os requisitos m´ınimos exigidos pela norma.

Palavras-chave: Sistema de Proteção, Descarga Atmosférica, ABNT NBR 5419, Pesquisa de Campo, Campo Mourão

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VIEIRA, Márcio. ANALYSIS OF THE CONFORMITY OF THE PROTECTION SYSTEM AGAINST ATMOSPHERIC DISCHARGES IN RESIDENTIAL BUILDINGS IN THE CITY OF CAMPO MOUR ÃO (PARAN Á). 85 f. Trabalho de Conclusão de Curso – , Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Campo Mourão, 2018.

The current standard about Protection Systems against Atmospheric Discharges, ABNT NBR 5419 (2015), provides more information for calculations of the protection needed and the de-sign of a SPDA when compared to the 2005’s standard (the previous one). Most buildings of Campo Mour˜ao were built before the current standard, therefore the systems used on buildings nowadays may not meet the current standard. Therefore, this work intends to collect the data through visual inspection for an evaluation of the Protection System. After the inspection and the calculations, no building was found that presented the minimum requirements required by the standard.

Keywords: Protection System, Atmospheric Discharges, ABNT NBR 5419, Field Research, Campo Mour˜ao

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FIGURA 1 Atividade do raio no campo de vis˜ao do LIS de 1998 - 2013 . . . 13 –

FIGURA 2 Induc¸˜ao de cargas positivas no solo . . . 14 –

FIGURA 3 Captor tipo Franklin . . . 18 –

FIGURA 4 Angulo de proteção correspondente à classe de proteção . . . 19ˆ –

FIGURA 5 Instalação genérica dos elementos . . . 21 –

FIGURA 6 Gr´afico 1 - Existˆencia de projeto . . . 28 –

FIGURA 7 Gráfico 2 - N´ıvel de Proteção . . . 29 –

FIGURA 8 Gráfico 3 - Elementos do Subsistema de Captação . . . 29 –

FIGURA 9 Subsistema de Captac¸˜ao . . . 30 –

FIGURA 10 Gr´afico 4 - ´Area da cobertura a ser protegida . . . 31 –

FIGURA 11 Proteção no per´ımetro da caixa d’água . . . 31 –

FIGURA 12 Gráfico 5 - Situação do Dimensionamento dos Condutores do Subsistema de Captação . . . 32 –

FIGURA 13 Subsistema de Descida . . . 33 –

FIGURA 14 Emenda no Subsistema de Descida . . . 33 –

FIGURA 15 Conex˜ao de ensaio . . . 34 –

FIGURA 16 Gr´afico 6 - Estrutura de aterramento interligado . . . 35 –

FIGURA 17 Gr´afico 7 - Eletrodo afastado corretamente da parede externa . . . 35 –

FIGURA 18 Caixa de inspec¸˜ao . . . 36 –

FIGURA 19 Corros˜ao no subsistema de aterramento . . . 36 –

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TABELA 1 Relação entre n´ıveis de proteção para descargas atmosféricas e classe de SPDA . . . 17 –

TABELA 2 Valores máximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo de proteção correspondente a classe do SPDA . . . 19 –

TABELA 3 Valores t´ıpicos de distˆancia entre os condutores de descida e entre os an´eis condutores de acordo com a classe do SPDA . . . 20 –

TABELA 4 Material, configuração e área de seção m´ınima dos condutores de captação, hastes captoras e condutores de descida . . . 22 –

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ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR Norma Brasileira

PR Paran´a

SPDA Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas NASA National Aeronautics and Space Administration LIS Lightning Imaging Sensor

TRMM Tropical Rainfall Measuring Mission ELAT Grupo de Eletricidade Atmosf´erica INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais MTE Minist´erio do Trabalho e emprego

CONFEA Conselho Federal de Engenharia e Agronomia CC C´odigo Civil

CDC C´odigo de Defesa do Consumidor NR Norma Regulamentadora

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1 INTRODUÇ ÃO . . . 10 2 OBJETIVOS . . . 11 2.1 Objetivo Geral . . . 11 2.2 Objetivos Espec´ıficos . . . 11 3 JUSTIFICATIVA . . . 12 4 REFERENCIAL TE ÓRICO . . . 14

4.1 Origem e Formac¸˜ao do Raio . . . 14

4.2 Incidˆencia de Raios no Brasil . . . 15

4.3 Avaliação da Necessidade de Proteção . . . 15

4.4 Medidas de Protec¸˜ao . . . 16

4.5 Sistema de Proteção Contra Descargas Atmoféricas . . . 16

4.5.1 Classe do SPDA . . . 17 4.5.2 Tipos de SPDA . . . 17 4.5.3 Elementos do SPDA . . . 18 4.5.3.1 Subsistema de Captção . . . 18 4.5.3.2 Subsistema de Descida . . . 20 4.5.3.3 Subsistema de Aterramento . . . 21 4.5.4 Materiais e Dimensões . . . 22

4.5.5 Leis, Normas Técnicas e Recomendações Aplicáveis ao SPDA . . . 24

5 MATERIAL E M ´ETODOS . . . 26

6 APRESENTAÇ ÃO E DISCUSS ÃO DOS RESULTADOS . . . 27

6.1 Contato com os Respons´aveis Pelos Edif´ıcios . . . 27

6.2 Projeto . . . 27 6.3 Gerenciamento de Risco . . . 28 6.4 Subsistema de Captação . . . 29 6.5 Subsistema de Descida . . . 32 6.6 Subsistema de Aterramento . . . 34 6.7 Componentes . . . 36 6.8 Relatório Final . . . 37

6.8.1 Projeto e N´ıvel de Protec¸˜ao . . . 37

6.8.2 Subsistema de Captação . . . 38 6.8.3 Subsistema de Descida . . . 39 6.8.4 Subsistema de Aterramento . . . 40 7 CONCLUS ÃO . . . 41 REFER ÊNCIAS . . . 43 Apêndice A -- DECLARAÇ ÃO . . . 45

Apêndice B -- RELAT ÓRIO DE INSPEÇ ÃO DO SPDA . . . 47

Apˆendice C -- RELAT ´ORIO DE GERENCIAMENTO DE RISCO . . . 49

Apˆendice D -- PLANILHA DE C ´ALCULO DO GERENCIAMENTO DE RISCO . . . 50

D.1 Edif´ıcio A . . . 50

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D.5 Edif´ıcio E . . . 62 D.6 Edif´ıcio F . . . 65 D.7 Edif´ıcio G . . . 68 D.8 Edif´ıcio H . . . 71 D.9 Edif´ıcio I . . . 74 D.10Edif´ıcio J . . . 77 D.11Edif´ıcio K . . . 80 D.12Edif´ıcio L . . . 83

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1 INTRODUC¸ ˜AO

A descarga elétrica atmosférica (raio) é um fenômeno da natureza totalmente impre-vis´ıvel e aleatório, tanto em relação às suas caracter´ısticas elétricas (intensidade de corrente, tempo de duração, etc), como em relação aos efeitos destruidores decorrentes de sua incidência sobre as edificações (TERMOT ÉCNICA, 2001).

Há milhares de anos os raios são observados e estudados, mas pouco progresso foi ob-tido com esses estudos, onde as grandes dificuldades são compreender um fenômeno que ocorre em um curto per´ıodo de tempo e em locais aleatórios (KINDERMANN, 1997).

Apesar de todas as pesquisas e descobertas realizadas, não é poss´ıvel impedir que um raio caia sobre uma determinada edificação. No entanto, toda a cautela na captação e condução segura do raio ao solo é pertinente, dado que o sistema de proteção contra descar-gas atmosféricas (SPDA) pode minimizar ou neutralizar os danos.

No Brasil, a extensão territorial, a localização próxima à linha do equador e algumas outras particularidades f´ısicas e climatológicas, fazem deste, um dos pa´ıses de maior incidência de descargas atmosféricas (SOUZA, 2014).

Portanto, a norma exige que se faça uma análise da necessidade do uso de um sistema de proteção. Havendo a necessidade, deve ter um SPDA instalado, mesmo nas edificações an-tigas. Sendo que a inexistência desse equipamento podem originar preju´ızos, acidentes e até risco de morte para quem vive no condom´ınio.

Sem essa proteção, ou com um sistema inadequado, o raio pode danificar a estrutura do edif´ıcio e percorrer as instalações elétricas. A falha do SPDA também põe em risco pessoas que estiverem circulando pelas dependências do condom´ınio no momento da queda do raio.

Dessa forma, o presente estudo tem por finalidade expor uma análise do SPDA dos edif´ıcios a fim de verificar a conformidade. A norma destaca vários sistemas de proteção que podem ser aplicados para a proteção da edificação, de acordo com a classsificação de gerencia-mento de risco.

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Avaliar a conformidade, em relação à ABNT NBR 5419 (2015), do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas de edif´ıcios localizados na cidade de Campo Mourão – Paraná (PR).

2.2 Objetivos Espec´ıficos

• Averiguar se há documentação existente do SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas;

• Avaliar tecnicamente o SPDA dos edif´ıcios;

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3 JUSTIFICATIVA

Atualmente a sociedade está extremamente dependente dos equipamentos eletrônicos sens´ıveis, e estes por sua vez, mais suscept´ıveis aos efeitos das tempestades atmosféricas; in-terferências geradas por manobras na rede elétrica, acionamento de motores e campos eletro-magnéticos, por isso a necessidade de se projetar, instalar e manter esses equipamentos de acordo com as normas técnicas vigentes (PATRÍCIO, 2016).

Quando uma descarga atmosférica atinge diretamente uma edificação, além dos pro-blemas que podem causar nos equipamentos eletrônicos, existe também o risco de morte de seres vivos e o comprometimento da estrutura da edificação (PATRÍCIO, 2016).

Desta forma, torna-se relevante os dados estat´ısticos sobre raios no Brasil. Visto que contribui de forma significativa para o processo de tomada de decisão, pois grande parte do que se faz é baseado em métodos quantitativos (IGN ÁCIO, 2010).

A National Aeronautics and Space Administration 1 _{(NASA) utiliza a tecnologia do} Lightning Imaging Sensor 2 (LIS), que é um sensor de raio baseado no espaço a bordo do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). O instrumento LIS registra o tempo de ocorrência de um evento de raio, mede a energia radiante e estima a localização durante as condições diurna e noturna com alta eficiência de detecção.

A Figura 1 mostra a atividade do raio no campo de visão do LIS. Conforme o Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) – ligado ao Instituto de Pesquisas Espaciais3 (INPE) - a região Sudeste e Sul do Brasil é a que possui maior densidade de descarga atmosférica no Pa´ıs. De acordo com o ELAT, o território brasileiro é atingido por cerca de 50 milhões de raios, que acertam, em média, 500 pessoas e um grande número de edificações. São 130 mortes e mais de 200 feridos por ano (2000 – 2014), sem contar os preju´ızos financeiros gerados para o Pa´ıs.

Com números expressivos de mortes e danos causados pelas descargas atmosféricas, destaca-se a importância da utilização do SPDA nas edificações para a segurança das pessoas e consequentemente da estrutura.

1_{Administração Nacional do Espaço e da Aeronáutica} 2_{Sensor de Imagem Relâmpago}

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Figura 1: Atividade do raio no campo de vis˜ao do LIS de 1998 - 2013

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4 REFERENCIAL TE ´ORICO

4.1 Origem e Formac¸˜ao do Raio

Para Souza (2014) , a maneira simplificada, porém clássica, de explicar a origem das descargas atmosféricas é considerar a descarga como um rompimento da isolação do ar entre duas superf´ıcies carregadas eletricamente e com polaridades opostas.

Segundo Kindermann (1997) , a nuvem carregada, induz no solo cargas positivas, que ocupam uma área correpondente ao tamanho da nuvem. Como a nuvem é arrastada pelo vento, a região de cargas positivas no solo acompanha o deslocamento da mesma, formando pratica-mente uma sombra de cargas positivas que segue a nuvem. Ver Figura 2.

Figura 2: Induc¸˜ao de cargas positivas no solo

Fonte: Kindermann (1997)

Neste deslocamento, as cargas positivas induzidas vão escalando árvores, pontes, edi-f´ıcios, para-raios, morros, etc..., ou seja, o solo sob a nuvem fica com carga positiva. Entre a nuvem e a terra formam-se diferenças de potenciais que variam de 10 a 1.000.000 kV, sendo que a nuvem se encontra entre 300 e 5.000 metros de altura. Nota-se que para a descarga se efetuar não é necessário que o gradiente de tensão (campo elétrico) seja superior à rigidez dielétrica de toda a camada de ar entre a nuvem e o solo, bastando, para isto, um campo elétrico bem menor. Isto é explicado pelo fato de o ar entre a nuvem e a terra não ser homogêneo, pois contém grande quantidade de impurezas, umidade e ar ionizado, que estão em constante agitação. Com isto, o ar entre a nuvem e a terra fica muito “enfraquecido”, e um campo elétrico menor ja é suficiente para que o raio consiga perfurar o ar e descarregar na terra (KINDERMANN, 1997).

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A queda do raio se dá devido ao fato da camada de ar, durante uma tespestade, estar “enfraquecida”. Primeiramente pequenos túneis de ar ionizado ficam, pelo poder das pontas, com alta concentração de cargas que vão, aos poucos, furando a camada de ar a procura dos caminhos de menor resistência, isto é, os túneis ionizados, tentando se aproximar das cargas positivas do solo (KINDERMANN, 1997).

A maioria dos raios ocorre entre nuvens, formando descargas paralelas à surperf´ıcie do solo. Isto se dá durante uma tempestade, onde nuvens se aproximam a uma distância tal que a rigidez do ar é quebrada pelo alto gradiente de tensão, com a consequente formação do raio, ocorrendo a neutralização das nuvens. Próximo do Equador, da totalidade de raios de uma tempestade a maioria ocorrem entre nuvens do que entre nuvens e a terra. Já com o aumento da latitude esta tendência diminui (KINDERMANN, 1997).

4.2 Incidˆencia de Raios no Brasil

O estudo, realizado pelo ELAT, compara dados do primeiro levantamento de mortes por raios, referente ao per´ıodo de 2000 a 2009, com dados do segundo levantamento (citados na seção 3), referente ao per´ıodo de 2000 a 2014. Os resultados evidenciam que as mortes por raios no Brasil estão diminuindo e o perfil e região das fatalidades estão mudando (INPE, 2015). No primeiro levantamento eram 132 casos de mortes por raios em média por ano contra 111 no segundo. As v´ıtimas também têm diminu´ıdo de idade consideravelmente. Nos primeiros dez anos 40% das v´ıtimas tinham até 24 anos, já nos últimos 15 anos o número passou para 68%. As circunstâncias das mortes também alteraram (INPE, 2015).

Os dados mais recentes mostram que mais pessoas tˆem morrido dentro de casa, 12% no primeiro levantamento contra 19% no segundo, e praticando atividades de agropecu´arias (19% contra 25%) (INPE, 2015).

Além do preju´ızo inestimável pela perda de vidas, as descargas atmosféricas ainda causam muitos preju´ızos materiais. Milhões de reais são gastos todos os anos com reparos a linhas de transmissão, subestações, sistemas de distribuição, telefonia e telecomunicações, indústrias e propriedades privadas (ST ÉFANI, 2011).

4.3 Avaliação da Necessidade de Proteção

A avaliação da necessidade ou não do sistema de proteção contra descargas atmosfé-ricas se dá através da ABNT NBR 5419 (2015), Parte 2: Gerenciamento de risco, na qual é desenvolvido propriamente dito a análise de risco da edificação e após essa análise, deve-se

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verificar se o valor do risco calculado está dentro do risco tolerável pela norma ou não.

Se o risco calculado for menor que o risco tolerável, a instalação do sistema de proteção contra descargas atmosféricas não é necessária.

Caso contrário, medidas de proteção devem ser adotadas no sentido de reduzir o risco calculado para todos os quais a estrutura está sujeita.

No caso em que o risco não possa ser reduzido a um n´ıvel tolerável, o proprietário deve ser informado e o mais alto n´ıvel de proteção deve ser providenciado para a instalação.

4.4 Medidas de Protec¸˜ao

Medidas de proteção são direcionadas para reduzir o risco de acordo com o tipo de dano e devem ser consideradas efetivas somente se elas estiverem conforme os requisitos das seguintes normas:

• ABNT NBR 5419 (2015), Parte 3: para proteção contra ferimentos de seres vivos e danos f´ısicos à estrutura;

• ABNT NBR 5419 (2015), Parte 4: para proteção contra falhas de sistemas eletroe-letrônicos.

A seleção da maioria das medidas de proteção adequadas deve ser feita pelo projetista de acordo com a participação de cada componente de risco e de acordo com aspectos técnicos e econômicos das diferentes medidas de proteção. Parâmetros cr´ıticos devem ser identificados com o objetivo de determinar as medidas mais eficientes para reduzir o risco.

4.5 Sistema de Proteção Contra Descargas Atmoféricas

O Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas protege as edificações, equipa-mentos, instalações elétricas e de telecomunicações, reduzindo os danos impostos às estrutu-ras, os impactos dos desligamentos e manutenções corretivas. Esses sistemas tem a função de proteção, captando e direcionando a corrente elétrica proveniente da queda de raios para siste-mas de aterramento (SOUZA, 2014).

A primeira função é neutralizar não só o poder de atração das pontas, mas também o crescimento do gradiente de potencial elétrico entre o solo e as nuvens, por meio do permanente escoamento de cargas elétricas para a terra. A segunda função é oferecer à descarga elétrica um caminho preferência, de baixa impedância, reduzindo os riscos decorrentes da sua incidência (SOUZA, 2014).

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No Brasil a ABNT NBR 5419 (2015) que regulamenta e estabelece as diretrizes so-bre as instalações do sistema de proteção contra descargas atmosféricas. São encontradas orientações sobre dimensionamento, elaboração de projetos, instalação e manutenção de SPDA.

4.5.1 Classe do SPDA

As caracter´ısticas de um SPDA são determinadas pelas caracter´ısticas da estrutura a ser protegida e pelo n´ıvel de proteção considerado para descargas atmosféricas. A Tabela 1 apresenta as quatro classes de SPDA (I a IV) e que correspondem aos n´ıveis de proteção para descargas atmosféricas definidos na ABNT NBR 5419-1 (2015).

Tabela 1: Relação entre n´ıveis de proteção para descargas atmosféricas e classe de SPDA N´ıvel de Proteção Classe de SPDA

I I

II II

III III

IV IV

Fonte: ABNT NBR 5419 (2015)

A classe do SPDA requerido deve ser escolhida com base em uma avaliac¸˜ao de risco. Ver ABNT NBR 5419-2 (2015).

4.5.2 Tipos de SPDA

Segundo Mamede (2013), os projetos de um sistema externo de proteção contra descar-gas atmosféricas podem ser definidos, de forma geral, por dois diferentes tipos de construção, ou seja:

• Estruturas Protegidas por Elementos Naturais: podem assim ser denominadas as estrutu-ras que utilizam como proteção quaisquer elementos condutores integrantes da mesma, na função de captação dos raios, descida das correntes de descarga e aterramento para a dissipação dessas correntes. Exemplos, coberturas metálicas das edificações, calhas metálicas instaladas na periferia das edificações, tubos e tanques metálicos, pilares metá-licos, armações de aço interligadas das estruturas de concreto e das fundações;

• Estruturas Protegidas por Elementos Não Naturais (artificiais): são os elementos condu-tores espec´ıficos na função de captação dos raios, descidas das correntes de descargas e aterramento para a dissipação destas correntes. Exemplos: captor tipo Franklin, cabos de cobre, eletrodos verticais (hastes de aterramento).

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4.5.3 Elementos do SPDA

Segundo Mamede (2013) os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas, de forma geral, são constitu´ıdos de três partes bem definidas, porém intimamente interligadas, ou seja:

4.5.3.1 Subsistema de Captc¸˜ao

São os elementos condutores expostos, normalmente localizados na parte mais elevada da edificação, responsáveis pelo contato direto com as descargas atmosféricas. Os captores podem ser classificados segundo sua natureza construtiva (MAMEDE, 2013):

• Captores naturais: São constitu´ıdos de elementos condutores expostos, normalmente par-tes integranpar-tes da edificação que quer se proteger. São exemplos de captores naturais as coberturas metálicas das estruturas, mastros ou quaisquer elementos condutores expostos acima das coberturas, tubos e tanques metálicos, etc.

• Captores não naturais: São constitu´ıdos de elementos condutores expostos, normalmente instalados sobre a cobertura e a lateral das edificações cuja finalidade é estabelecer o contato direto com as descargas atmosféricas. São exemplos de captores não naturais: os condutores de cobre nu expostos em forma de malha e os captores do tipo Franklin. Ver figura 3.

Figura 3: Captor tipo Franklin

Fonte: Termot´ecnica (2001)

Os subsistemas de captação podem ser compostos por qualquer combinação dos se-guintes elementos: hastes (incluindo mastros), condutores suspensos e condutores em malha.

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determina o volume de proteção, e para isso existem desses elementos 3 métodos aceitáveis segundo a ABNT NBR 5419 (2015):

• Método do ângulo de proteção (Captor Franklin); • Método da esfera rolante (aplicados em todos os casos); • Método das malhas (aplicado em todos os casos).

Os valores para o ângulo de proteção, raio da esfera rolante e tamanho da malha para cada classe de SPDA são dadas na Tabela 2 e Figura 4. Para informações mais detalhadas sobre o posicionamento dos elementos, ver Anexo A da ABNT NBR 5419-3 (2015).

Tabela 2: Valores máximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo de proteção correspondente a classe do SPDA

- Método de proteção

Classe do SPDA Raio da esfera Rolante R (m)

M´aximo afastamento dos

condutores da malha (m) Angulo de protec¸˜ao αˆ o I 20 5 x 5 Ver Figura 4 II 30 10 x 10 III 45 15 x 15 IV 60 20 x 20 Fonte: ABNT NBR 5419 (2015)

Figura 4: Ângulo de proteção correspondente à classe de proteção

A norma faz uma consideração para as edificações maiores que 60 metros de altura, pois estas estão sujeitas a descargas laterais. Para combater essa solicitação deve-se atender ao

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menos os requisitos para o n´ıvel de proteção IV, posicionando os elementos em cantos, quinas, bordas e saliências significativas.

4.5.3.2 Subsistema de Descida

São elementos condutores expostos ou não que permitem a continuidade elétrica en-tre os captores e o sistema de aterramento. Os sistemas de descidas podem ser classificados segundo a sua natureza construtiva (MAMEDE, 2013):

• Sistemas de descidas naturais: São elementos condutores, normalmente partes integrantes da edificação que por sua natureza condutiva permitem escoar para o sistema de aterra-mento as correntes elétricas resultantes das descargas atmosféricas. São exemplos postes metálicos, torres metálicas de comunicação (radio e TV), as armaduras de aço interligadas dos pilares das estruturas, etc;

• Sistemas de descidas não naturais: São constitu´ıdos de elementos condutores expostos ou não, dedicados exclusivamente à condução ao sistema de aterramento da edificação das correntes elétricas dos raios que atingem os captores, como por exemplo os condutores de cobre nu instalados sobre as laterais das edificações, ou nela embutidos.

Para uma melhor distribuição das correntes, devemos considerar interligações horizontais com os condutores de descida, ao n´ıvel do solo e em intervalos entre 10m e 20m de altura de acordo com a Tabela 3.

Tabela 3: Valores t´ıpicos de distˆancia entre os condutores de descida e entre os an´eis condutores de acordo com a classe do SPDA

Classe do SPDA Distˆancias (m)

I 10

II 10

III 15

IV 20

NOTA: É aceitável que o espaçamento entre condutores de descidas tenham no máximo 20% além dos valores acima.

Por recomendação da norma, os condutores de descida devem estar instalados nos can-tos da estrutura além dos demais condutores já imposcan-tos pela distância de segurança.

O subsistema de descida deve ser instalada de forma que seja uma continuação di-reta dos condutores do subsistema de captação. Devem ser instalados em linha di-reta e vertical, fazendo os caminhos mais curtos até a terra.

(23)

4.5.3.3 Subsistema de Aterramento

São constitu´ıdos de elementos condutores enterrados ou embutidos nas fundações das edificações responsáveis pela dispersão das correntes elétricas no solo. Os sistemas de aterra-mento podem ser classificados segundo a sua natureza construtiva (MAMEDE, 2013):

• Sistemas de aterramento naturais: São constitu´ıdos de elementos metálicos embutidos nas fundações das edificações e parte integrantes destas. Por exemplo as fundações de concreto armado das edificações;

• Sistemas de aterramento não naturais: São constitu´ıdos de elementos condutores enterra-dos horizontal ou verticalmente que dispersam as correntes elétricas no solo. São exem-plos os condutores de cobre nu diretamente enterrados em torno da edificação e hastes de terra com cobertura eletrol´ıtica de cobre enterradas verticalmente.

A recomendação da norma é que exista uma única infraestrutura de aterramento, ou seja, o eletrodo deve atender contra descargas atmosféricas, sistema de energia elétrica e sinal.

Devem ser instalados de forma em que haja possibilidade para uma futura inspec¸˜ao do subsistema.

Figura 5: Instalação genérica dos elementos

(24)

4.5.4 Materiais e Dimens˜oes

Materiais e suas dimens˜oes devem ser escolhidos tendo em mente a possibilidade de corros˜ao tanto da estrutura a ser protegida quanto do SPDA.

Configurações e áreas de seção m´ınima dos condutores dos subsistemas de captação e de descida são dadas na Tabela 4.

Tabela 4: Material, configuração e área de seção m´ınima dos condutores de captação, hastes captoras e condutores de descida

Os elementos de captação e descida devem estar fixados de forma que as forças eletro-dinâmicas ou mecânicas acidentais não causem afrouxamento ou quebra dos condutores.

(25)

A distância entre os pontos de fixação dos condutores do SPDA, devem respeitar as seguintes medidas:

• 1,0 metro para condutores na horizontal;

• 1,5 metros para condutores na vertical ou inclinado.

Utilizar o menor número de conexões poss´ıveis e quando necessário, devem ser feitas com solda elétrica ou exotérmica e conexões de pressão ou compressão. Emendas nos condu-tores de descida não são permitidos, exceto por conector de ensaio.

Configurações e dimensões m´ınimas dos condutores do subsistema de aterramento são dadas na Tabela 5.

Tabela 5: Material, configuração e dimensões m´ınimas de eletrodo de aterrramento

(26)

4.5.5 Leis, Normas Técnicas e Recomendações Aplicáveis ao SPDA

• A NR 10 (2016) elaborada pelo MTE contempla as responsabilidades associadas ao SPDA, definido nos subitens de medidas de controle conforme:

- 10.2.3 As empresas estão obrigadas a manter esquemas uni filares atualizados das instalações elétricas dos seus estabelecimentos com as especificações do sistema de ater-ramento e demais equipamentos e dispositivos de proteção;

- 10.2.4 Os estabelecimentos com carga instalada superior a 75 kW devem constituir e manter o Prontuário de Instalações Elétricas, contendo, além do disposto no subitem 10.2.3, no m´ınimo:

a) conjunto de procedimentos e instruções técnicas e administrativas de segurança e saúde, implantadas e relacionadas a esta NR e descrição das medidas de controle exis-tentes;

b) documentação das inspeções e medições do sistema de proteção contra descargas atmosféricas e aterramentos elétricos;

c) especificação dos equipamentos de proteção coletiva e individual e o ferramental, aplicáveis conforme determina esta NR;

d) documentação comprobatória da qualificação, habilitação, capacitação, autorização dos trabalhadores e dos treinamentos realizados;

e) resultados dos testes de isolação elétrica realizados em equipamentos de proteção individual e coletiva;

f) certificações dos equipamentos e materiais elétricos em áreas classificadas; e g) relatório técnico das inspeções atualizadas com recomendações, cronogramas de adequações, contemplando as al´ıneas de ”a”a ”f”;

- 10.4.4 As instalações elétricas devem ser mantidas em condições seguras de funci-onamento e seus sistemas de proteção devem ser inspecionados e controlados periodica-mente, de acordo com as regulamentações existentes e definições de projetos;

- 10.14.5 A documentação prevista nesta NR deve estar, permanentemente, à disposição das autoridades competentes.

• Através do CDC (Lei 8078) (1990), artigo 39: É vedado ao fornecedor de produtos ou serviços, dentre outras práticas abusivas: (Redação dada pela Lei no8.884, de 11.6.1994)

- Inciso VIII - Colocar, no mercado de consumo, qualquer produto ou serviço em desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes ou, se normas es-pec´ıficas não existirem, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ou outra entidade

(27)

credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalizac¸˜ao e Qualidade Industrial (Conmetro);

• A Decisão Normativa No_{. 70 (2001) do CONFEA, nos artigos 1}o_{, 2}o _{e 3}o_{, dispõe sobre a} instalação, manutenção e fiscalização dos serviços técnicos referente ao SPDA:

- Art. 1o _{As atividades de projeto, instalação e manutenção, vistoria, laudo, per´ıcia e} parecer referentes a Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas-SPDA, deverão ser executadas por pessoas f´ısicas ou jur´ıdicas devidamente registradas nos Creas. Parágrafo único. O projeto de SPDA envolve levantamento das condições locais do solo, da estrutura a ser protegida e demais elementos sujeitos a sofrer os efeitos dire-tos e indiredire-tos de descargas atmosféricas, os cálculos de parâmetros elétricos para a sua execução, em especial para os sistemas de aterramento e ligações eqüipotenciais, seleção e especificação de equipamentos e materiais, tudo em rigorosa obediência às normas vi-gentes.

- Art. 2oAs atividades discriminadas no caput do art. 1o, só poderão ser executadas sob a supervisão de profissionais legalmente habilitados.

Parágrafo único. Consideram-se habilitados a exercer as atividades de projeto, instalação e manutenção de SPDA, os profissionais relacionados nos itens I a VII e as atividades de laudo, per´ıcia e parecer os profissionais dos itens I a VI:

I – engenheiro eletricista; II – engenheiro de computação; III – engenheiro mecânico–eletricista;

IV – engenheiro de produção, modalidade eletricista; V – engenheiros de operação, modalidade eletricista; VI – tecnólogo na área de engenharia elétrica, e VII – técnico industrial, modalidade eletrotécnica.

- Art. 3o_{Todo contrato que envolva qualquer atividade constante do art. 1}o_{deverá ser} objeto de Anotação de Responsabilidade Técnica-ART.

§1o _{Dever´a ser registrada uma ART para cada tipo de p´ara–raios projetado e/ou} fabricado.

§ 2o_{Quando as ARTs relativas às atividades de instalação elétrica/telefônica} exigi-rem a instalação de SPDA, esta deverá estar expl´ıcita na respectiva ART.

• A NBR 5419 (2015), elaborada pela ABNT, tem por objetivo definir a condição m´ınima admiss´ıvel para: projeto, instalação e manutenção do SPDA, aplicável às estruturas co-muns, utilizadas para fins residenciais, comerciais, industriais, administrativos e agr´ıcolas.

(28)

5 MATERIAL E M ´ETODOS

A metodologia planejada para a realização dessa pesquisa foi dividida em duas eta-pas: a primeira foi composta por uma revisão bibliográfica para embasamento teórico, a partir de artigos acadêmicos, monografias, sites, livros e normas, caracterizando a mesma como uma pesquisa exploratória. E a segunda parte consistiu em uma coleta, manuseio e análise de dados juntamente com uma pesquisa de campo.

Os parâmetros analisados encontram-se descritos na ABNT NBR 5419 (2015). Da parte 2 da norma, que descreve sobre Gerenciamento de Risco, são eles: linha de energia, linha de sinal, fator localização, tipo de piso e proteção contra incêndio e da parte 3 da norma, que descreve sobre Danos f´ısicos a estruturas e perigos à vida, são eles: subsistema de captação, subsistema de descida, subsistema de aterramento, componentes, materiais e dimensões.

A coleta de dados foi realizada por inspeção visual, onde também foram obtidas in-formações fornecidas pelos responsáveis dos edif´ıcios. Antes da inspeção foi entregue uma declaração, conforme o Apêndice A, ao responsável de cada edif´ıcio solicitando autorização para a realização da mesma.

A amostra da pesquisa ficou restrita a edif´ıcios maiores que 20 metros de altura, no qual foram identificados 24 edif´ıcios com esse pr´e-requisito.

O levantamento de dados ocorreu por meio de dois modelos de relatório, sendo eles: Inspeção do SPDA, conforme o Apêndice B, e o de Gerenciamento de Risco, conforme o Apêndice C. Durante as visitas foram registradas as irregularidades, com fotos e anotações, para o cálculo do gerenciamento de risco e a execução de um comparativo.

Com aux´ılio do relatório de geranciamento de risco foi calculado o n´ıvel de proteção, de acordo com o Apêndice D, de cada edif´ıcio. Pelo n´ıvel de proteção obteve-se os requisitos exigidos pela norma. Após obter o n´ıvel de proteção, é examinado as caracter´ısticas, materiais e dimensões do sistema existente no edif´ıcio com os requisitos m´ınimos.

Posteriormente será gerado um relatório final do SPDA que conterá as irregularidades encontradas.

(29)

6 APRESENTAÇ ÃO E DISCUSS ÃO DOS RESULTADOS

6.1 Contato com os Respons´aveis Pelos Edif´ıcios

Houve uma hesitação dos responsáveis pelos edif´ıcios para retornar o contato. Em um primeiro momento, ocorreu a tentiva de ir nos prédios para falar diretamente com o responsável, porém sem sucesso, pois a maioria deles não estavam presentes no imóvel.

Como alternativa, foi feito uma declaração com as assinaturas dos professores, pas-sando uma segurança maior aos responsáveis. Essa declaração foi entregue em todos os 24 edif´ıcios que se encontram dentro do pré-requisito estabelecido, conforme descrito no Cap´ıtulo 5 (Material e Métodos).

Nos edif´ıcios que não dispunham de porteiro, ocorreu a necessidade de efetuar diver-sas visitas, novamente sem conseguir contatar o responsável. Portanto as declarações foram entregues aos moradores (solicitando que a mesma fosse entregue ao responsável) que estavam de passagem na portaria no momento da visita. Sendo assim a entrega não foi necessariamente efetuada diretamente ao responsável. Já nos edif´ıcios que possu´ıam porteiro, foram entregues ao mesmo.

Apesar de ter o contato na declaração para facilitar a comunicação com o responsável, apenas 29,3% dos 24 poss´ıveis retornaram. Em outros 29,3% dos edif´ıcios obteve-se contato através da insistência nas visitas e por meio de indicações de outros responsáveis. Totalizando contato com 58,6% dos edif´ıcios, 50% retornaram positivamente e a diferença sinalizou negati-vamente.

6.2 Projeto

Desde o ´ınicio da pesquisa, a verificação da existência de projeto seria para facilitar o trabalho de campo, pois teria informações sobre as dimensões do edif´ıcio e informações mais detalhadas sobre o próprio sistema de proteção contra descargas atmosféricas. Além disso, a NR 10 exige que a documentação esteja permanentemente à disposição de autoridades competentes. A Figura 6 apresenta os dados sobre a existência de projeto nos edif´ıcios. Dentro da parcela de 42% sinalizados negativamente, 25% deles informaram que possuem projeto, porém não foi disponibilizado e/ou apresentado, logo foram considerados inexistentes. Mais da metade

(30)

dos responsáveis pelos edif´ıcios não tem e/ou sabem informações sobre o SPDA, e de acordo com o Código Civil (Lei 10406) (2002) o mesmo é responsável, dentro da esfera c´ıvel, pelas obrigatoriedades não cumpridas.

Figura 6: Gr´afico 1 - Existˆencia de projeto

Fonte: Autoria Pr´opria (2018)

6.3 Gerenciamento de Risco

Para o cálculo do Gerenciamento de Risco de cada edif´ıcio foi utilizado uma planilha de autoria própria, conforme o Apêndice D. Na elaboração da planilha foram utilizados os exemplos contidos no Anexo E da ABNT NBR 5419 (2015), Parte 2: Gerenciamento de Risco. Na planilha foram considerados todos os critérios estabelecidos pela norma, porém somente as informações das dimensões do edif´ıcio e as informações que estão contidas no Apêndice C (linha de energia, linha de sinal, fator localização, tipo de piso e proteção contra incêndio) variaram no cálculo do Gerenciamento de Risco. Todas os outros valores do cálculo foram padrões e invariavelmente foi considerado o caso mais cr´ıtico.

Após tabelar todas as informações de Gerenciamento de Risco dos edif´ıcios, foi poss´ıvel encontrar o n´ıvel de proteção de cada um. A Figura 7 acima representa de modo geral os n´ıveis de proteção que cada edif´ıcio deveria ter. Observa-se que o N´ıvel de Proteção I é o mais cr´ıtico e o N´ıvel de Proteção IV é o menos cr´ıtico.

Confrontando a ABNT NBR 5419 (2005) com a norma vigente, a mesma não aborda esse tema, visto que todos os edif´ıcios residenciais são classificados com N´ıvel de Proteção III, isto é, não depende de outros critérios a não ser o tipo de utilização do edif´ıcio.

(31)

Figura 7: Gráfico 2 - N´ıvel de Proteção

6.4 Subsistema de Captac¸˜ao

A Figura 8 expõe que quase todos utilizam somente o captor Franklin. Isso ocorre pelo fato do captor atender seguramente os edif´ıcios de até 60 metros de altura e ser economicamente mais viável em comparação com os outros sistemas de captação.

Figura 8: Gráfico 3 - Elementos do Subsistema de Captação

Dos edif´ıcios inspecionados, apenas em um deles é utilizado o conjunto do captor Franklin com a Gaiola de Faraday, e nessa situação o captor Franklin (1 unidade) não era sufi-ciente, logo a utilização da Gaiola de Faraday deve ter sido comum acordo entre o profissional e o responsável pelo edif´ıcio para complementar o sistema. A Figura 9 apresenta os captores dos edif´ıcios inspecionados.

Não basta apenas ter o subsistema de captação, ele deve estar dimensionado correta-mente conforme as caracter´ısticas do edif´ıcio. E para verificar se o plano horizontal do edif´ıcio

(32)

Figura 9: Subsistema de Captac¸˜ao

(a) Captor Franklin + Haste (Observação: Não possui sinalizador noturno)

(b) Fita de alum´ınio formando Gaiola de Faraday

a ser protegido pelo subsistema estava regular era necessária a altura da haste que possui o cap-tor, a diferença de n´ıvel (altura) de onde a haste esta posicionada até a cobertura, as dimensões do per´ımetro do edif´ıcio e o ângulo alfa que se encontra na Figura 4.

A Figura 10 representa a parcela de edif´ıcios em que o subsistema de captação abrange todo o per´ımetro. Nos casos onde se encontram irregular, existem duas situações (podendo-se aplicar somente uma ou o conjunto das duas) que podem facilmente resolver esse problema, sendo a primeira delas reposicionando a haste com o captor e a segunda pode-se alterar a altura da haste. Ainda como solução, porém economicamente mais cara, pode-se acrescentar mais um captor Franklin ou utilizar a Gaiola de Faraday em conjunto do captor já existente.

Realizando um comparativo da ABNT NBR 5419 (2005) com a norma corrente, houve mudança em relação ao ângulo de proteção. Pois na norma anterior, os ângulos eram tabelados de acordo com os intervalos de altura, quando na norma atual é utilizado um gráfico, conforme a Figura 4, que contém maior precisão. Porém a norma antiga é mais conservadora em relação ao ângulo de proteção.

Caso a cobertura seja de material combust´ıvel, a norma solicita um cuidado especial em relação à distância entre os condutores do subsistema de captação e o material. Caso acon-tecesse, era preciso utilizar isoladores para afastar o condutor da cobertura, como não possu´ıa nenhum edif´ıcio com esse tipo cobertura, o condutor poderia ser fixado diretamente na su-perf´ıcie, mas não foi necessário verificar essa condição.

(33)

Figura 10: Gr´afico 4 - ´Area da cobertura a ser protegida

A verificação de captação no per´ımetro da caixa d’água era importante de ser realizado pelo fato de geralmente ser o elemento mais elevado do edif´ıcio. Por consequência, só era ne-cessário realizar essa verificação se atendesse essa condição. Em todos os casos em que essa condição foi satisfeita, havia um subsistema de captação sobre a mesma, exceto em um prédio. Conforme já dito no parágrafo anterior, a Figura 11 demonstra que existe um sinali-zador noturno com haste metálica fora do cone de proteção do captor Franklin, sendo capaz de receber a descarga atmosférica e atingir a rede elétrica do edif´ıcio, portanto o sinalizador noturno deveria ser reposicionado.

Figura 11: Proteção no per´ımetro da caixa d’água

Outro fator significativo que era necessário verificar é a corrosão, pois a mesma é um processo de deterioração do material que produz alterações prejudiciais, ou seja, o material

(34)

pode não cumprir sua função. Dada essa informação, destaca-se a importância do sistema de proteção contra descargas atmosféricas não possuir elementos com corrosão, pois pode colocar todo o sistema em risco. A verificação ocorreu, conforme o relatório, e não foi encontrado nenhum elemento com corrosão no subsistema de captação dos edif´ıcios inspecionados.

A Figura 12 mostra a situação do dimensionamento dos condutores do subsistema de captação. Apenas em um edif´ıcio foi encontrado irregularidade, onde a área da seção encontrada foi de 13,9 mil´ımetros quadrados, sendo que a norma exige que a área m´ınima da seção seja de 35,0 mil´ımetros quadrados (valor válido para o mesmo material já existente).

Figura 12: Gráfico 5 - Situação do Dimensionamento dos Condutores do Subsistema de Captação

6.5 Subsistema de Descida

O subsistema de descida é tão importante quanto o subsistema de captação, pois é o mesmo que recebe as correntes distribu´ıdas pela captação encaminhando-as para o solo . O cálculo do número de descidas de um edif´ıcio é simples, basta dividir o per´ımetro do edif´ıcio por uma distância, conforme a Tabela 3, que varia de acordo com o N´ıvel de Proteção.

Não foi encontrado nos edif´ıcios o número de descidas em conformidade com a regula-mentação da norma. Enfatizando que a norma exige que o número m´ınimo de descidas seja igual a 2 para um per´ımetro menor ou igual de acordo com a Tabela 3. Na Figura 13 é poss´ıvel visualizar o subsistema de descida de dois edif´ıcios inspecionados.

Assim como a norma antiga já não permitia, a norma vigente também não permite que haja emendas nos condutores de descida, exceto a conexão de ensaio, porém em 1 edif´ıcio foi encontrada emenda na descida, conforme a Figura 14.

A interligação horizontal é uma obrigação segundo a norma, pois melhora a distribuição das correntes das descargas atmosféricas e devem existir com intervalos conforme a Tabela 3.

(35)

Figura 13: Subsistema de Descida

(a) (b)

Figura 14: Emenda no Subsistema de Descida

Na pesquisa de campo não foram encontradas nenhuma interligação horizontal, o que não ga-rante a equipotencialização do sistema.

E também há uma recomendação da norma para instalar os condutores de descida nos cantos salientes da estrutura, o que também não foi encontrado em nenhum edif´ıcio.

Nas junções entre cabos de descida e eletrodos de aterramento, uma conexão de en-saio deve ser fixada em cada condutor de descida. O elemento de conexão deve ser capaz de ser aberto apenas com aux´ılio de ferramenta, devendo permanecer fechado e não pode manter contato com o solo. Foi encontrado conexão de ensaio em um edif´ıcio, conforme a Figura 15.

(36)

Figura 15: Conex˜ao de ensaio

(a) Cabo de descida em um tubo não metálico com conexão de ensaio

(b) Conex˜ao de ensaio aberta

Como já tratado no subsistema de captação, a corrosão e o dimensionamento dos con-dutores também foi verificado nesse subsistema. E o resultado se replica para os dois fatores, não havendo corrosão nos elementos do subsistema de descida e apenas um caso onde o condu-tor de descida não foi dimensionado corretamente.

6.6 Subsistema de Aterramento

Segundo a norma, quando se tratar da dispersão da corrente da descarga atmosférica para a terra, o método mais importante de minimizar qualquer sobretensão potencialmente pe-rigosa é estudar e aprimorar a geometria e as dimensões do subsistema de aterramento.

Um item tratado no relatório desse subsistema, é se há uma única estrutura de aterra-mento em todo edif´ıcio, ou seja, se o eletrodo é comum e atende à proteção contra descargas atmosféricas, sistema de energia elétrica e sinal (TV a cabo, dados, etc). Apesar de ser uma recomendação da ABNT NBR 5419 (2015), a norma que retrata sobre Instalações Elétricas de Baixa Tensão - ABNT NBR 5410 (2008) - exige que haja uma única estrutura.

A Figura 16 mostra que eventualmente nenhum dos edif´ıcios seguiu essa recomenda-ção. Em relação as respostas negativas, 25% delas afirmaram que a estrutura de aterramento eram interligadas, no entanto não foi poss´ıvel verificar a veracidade, logo não foram considera-das.

(37)

Figura 16: Gr´afico 6 - Estrutura de aterramento interligado

O eletrodo de aterramento deve ser enterrado na profundidade de no m´ınimo 0,5 metro e ficar posicionado à distância aproximada de 1,0 metro ao redor das paredes externas. Dada essa informação, a Figura 17 diz a respeito do posicionamento do eletrodo.

Figura 17: Gr´afico 7 - Eletrodo afastado corretamente da parede externa

A instalação dos eletrodos devem ocorrer de tal maneira a permitir sua inspeção du-rante a construção e facilitar a sua manutenção quando for necessário. Essa verificação foi realizada, como se pode ver na Figura 18 (a), porém em um dos edif´ıcios que possivelmente possu´ıa acesso, se encontrava vedado com argamassa (para facilitar a limpeza, segundo o res-ponsável), foi avaliado com inexistência de acesso. Ver Figura 18 (b).

Diferentemente dos outros subsistemas, foi encontrado corrosão nos eletrodos. Isso se justifica pelo fato do eletrodo estar em contato constante junto do solo com ação de água e/ou outros contaminantes. Ver Figura 19.

(38)

Figura 18: Caixa de inspec¸˜ao

(a) Gráfico 8 - Acesso para inspeção do eletrodo (b) Poss´ıvel caixa de inspeção vedada com argamassa

Figura 19: Corros˜ao no subsistema de aterramento

(a) Gr´afico 9 - Corros˜ao nos elementos do subsis-tema de aterramento

(b) Eletrodo com corros˜ao

mesmo, estavam dimensionados corretamente.

6.7 Componentes

Os componentes de um SPDA devem suportar os efeitos eletromagnéticos da corrente de descarga atmosférica e esforços acidentais poss´ıveis sem serem danificados e devem ser fabricados com materiais listados pela norma (ABNT NBR 5419, 2015).

(39)

pôde ser identificado 1 irregularidade nos fixadores horizontais violando a distância máxima permitida e 2 irregularidades nos fixadores verticais pela mesma causa.

Apesar de não constar no relatório, foi verificado também se haviam emendas e a forma como elas eram feitas. A norma permite que sejam feitas por meio de solda elétrica ou exotérmica e conexões mecânicas de pressão ou compressão. Todas as emendas encontradas foram feitas com conexões mecânicas, segue a Figura 20.

Figura 20: Conex˜oes mecˆanicas

(a) (b)

6.8 Relat´orio Final

Após todas as análises propostas no trabalho, seguem as tabelas de cada subsistema contendo os dados coletados, ou seja, o relatório final.

6.8.1 Projeto e N´ıvel de Protec¸˜ao

Edif´ıcio A B C D E F G H I J K L

Projeto SF SF SF Não Não SF Não Não Não SF SF SF N´ıvel de Proteção III II II II II II II III II IV II II SF - Sem informação

(40)

6.8.2 Subsistema de Captac¸˜ao

Edif´ıcio Tipo de Captor Cobertura MC Caixa d’água Corrosão Diâmetro do condutor (mm)

A Franklin N˜ao Sim N˜ao 12,5

B Franklin Não Não Não 9,8

C Franklin N˜ao Sim N˜ao 10,7

D Franklin N˜ao Sim N˜ao 7,2

E Franklin N˜ao Sim N˜ao 10,5

F Franklin N˜ao Sim N˜ao 10,2

G Franklin N˜ao Sim N˜ao 10,0

H Franklin N˜ao Sim N˜ao 4,2

I Franklin + Faraday N˜ao Sim N˜ao *

J Franklin N˜ao Sim N˜ao 10,7

K Franklin N˜ao Sim N˜ao 9,8

L Franklin N˜ao Sim N˜ao 13,0

MC - Material Combust´ıvel Situação Irregular * Fita de alum´ınio (seção transversal 20,0 mm x 3,5 mm)

Edif´ıcio Altura do mastro (m) Diferença de altura (m)* ˆ Angulo alfa (o) Raio de proteção necessário (m)** Raio de proteção existente (m) A 3,0 3,2 68,2 15,5 15,5 B 3,0 7,0 54,1 20,4 13,8 C 3,0 8,0 52,5 14,1 14,3 D 14,0 3,6 41,8 13,9 15,7 E 3,0 4,0 60,0 18,7 12,1 F 5,0 3,0 67,8 20,2 19,6 G 3,0 8,0 52,5 14,6 14,3 H 6,0 3,0 63,0 14,4 17,7 I 8,0 5,0 49,0 21,4 15,0 + Faraday J 3,0 4,0 69,5 15,6 18,7 K 3,0 5,0 57,8 12,6 12,7 L 3,0 3,0 62,5 13,3 11,5

* Entre a base do mastro e o plano horizontal a ser protegido

(41)

6.8.3 Subsistema de Descida Edif´ıcio Número de descidas Interligações Horizontais Condutor nos cantos Conexão de ensaio Corrosão Diâmetro do condutor (mm)

A 1 Não Não Não Não 12,5

B 1 Não Não Não Não 9,8

C 2 Não Não Não Não 10,7

D 1 Não Não Não Não 7,2

E 1 Não Não Não Não 10,5

F 2 Não Não Sim Não 10,2

G 2 Não Não Não Não 10,0

H 2 Não Não Não Não 4,2

I 1 Não Não Não Não *

J 1 Não Não Não Não 10,7

K 2 Não Não Não Não 9,8

L 2 Não Não Não Não 13,0

(42)

6.8.4 Subsistema de Aterramento Edif´ıcio Aterramento interligado Eletrodo afastado Acesso para inspeção Corrosão Diâmetro do eletrodo (mm) A Não SF Não SF SF B Não SF Não SF SF

C Não Não Sim Não 12,8

D N˜ao Sim Sim Sim *

E SF SF N˜ao SF SF

F N˜ao SF N˜ao SF SF

G N˜ao Sim Sim Sim 8,0

H SF SF N˜ao SF SF

I SF SF N˜ao SF SF

J SF SF N˜ao SF SF

K N˜ao SF N˜ao SF SF

L N˜ao Sim Sim N˜ao 15,0

SF - Sem informação Situação Irregular * Eletrodo enterrado

(43)

7 CONCLUS ˜AO

No começo do trabalho, foi proposta uma análise do Sistema de Proteção contra Des-cargas Atmosféricas de alguns edif´ıcios em Campo Mourão (PR) confrontando a ABNT NBR 5419 (2005) com a ABNT NBR 5419 (2015), pois a última é considerada recente e a maioria dos edif´ıcios foram constru´ıdos antes a vigência dessa norma.

Portanto, os prédios estariam com a situação do SPDA regular caso tenham contratado um profissional para regularizar a situação ou fizeram inspeções regularmente ou tenham so-frido fiscalização e posteriormente uma ordenação para regularizar o sistema.

Na realização do trabalho houve grande dificuldade, na metodologia do trabalho, de efetuar contato com os responsáveis pelos edif´ıcios, constatando uma quantidade razoável de 50% de autorizações sobre uma amostra total de 24 poss´ıveis. A dificuldade se deu por alguns edif´ıcios não possu´ırem porteiro ou pela falta de tempo e/ou interesse do responsável do edif´ıcio sobre o assunto, mesmo não causando ônus.

Ainda sobre a metodologia, observa-se que a existência de projeto teria facilitado o processo de inspeção e o trabalho poderia ter ficado mais detalhado com informações mais pre-cisas.

Com relação à pesquisa, as análises dos subsistemas foram suficientes para um re-sultado plaus´ıvel diante dos objetivos. O subsistema de captação no geral teve um parecer satisfatório, com problemas pontuais e que apresentam facilidade na resolução.

Já o subsistema de descida teve um resultado cr´ıtico, onde as exigências m´ınimas de alguns pontos (número de descidas e interligações horizontais) analisados não foram satisfeitas em nenhum dos edif´ıcios e a conexão de ensaio foi encontrado em apenas um prédio.

No subsistema de aterramento não foi poss´ıvel analisar todos os quesitos nos edif´ıcios pelo fato de 67% deles não terem acesso para inspeção. Como também foram encontradas irre-gularidades nos componentes do SPDA, o mesmo não encontra-se conforme com a norma.

Dito isso, por meio da pesquisa de campo realizada ficou provado que nenhum edif´ıcio apresenta as condições necessárias para o atendimento à norma, portanto estão todos irregula-res.

O não cumprimento à norma, gera responsabilidades ao profissional que realizou o serviço e ao s´ındico. O encarregado técnico pelos projetos e execução tem a responsabilidade profissional diante da Decisão Normativa No.70 do CONFEA, conforme dito em 4.5.5, item 3.

(44)

Entre as atribuições do s´ındico disposta no Código Civil , artigo 1348, destaca-se o inciso V, que caso haja omissão, negligência ou má gestão na conservação e guarda das partes comuns do condom´ınio ou descontinuidade na prestação dos serviços essenciais, o s´ındico po-derá, conforme o caso, responder civil e/ou criminalmente por seus atos ou omissões (FLORES, 2017).

E ainda que a obra ou manutenção seja realizada por empresa terceirizada, a responsa-bilidade civil será compartilhada entre a empresa, o condom´ınio e o s´ındico (FLORES, 2017).

Os condôminos podem recorrer ao CDC, conforme dito em 4.5.5, item 2, responsabi-lizando o profissional competente e o s´ındico pelo desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes.

Havendo ainda a possibilidade da seguradora do condom´ınio, caso houver, n˜ao inde-nizar os danos causados pela descarga atmosf´erica devido o SPDA estar em desacordo com as normas.

´

E importante recordar e salientar a justificativa desse trabalho, pois a maior preocupação é a segurança das pessoas que se encontram no edif´ıcio e de modo consequente a preservação do patrimônio.

(45)

REFER ˆENCIAS

ASSOCIAÇ ÃO BRASILEIRA DE NORMAS T ÉCNICAS. NBR 5419: Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. Rio de Janeiro, ago. 2005. 48 p.

ASSOCIAÇ ÃO BRASILEIRA DE NORMAS T ÉCNICAS. NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, mar. 2008. 217 p.

ASSOCIAÇ ÃO BRASILEIRA DE NORMAS T ÉCNICAS. NBR 5419: Proteção contra des-cargas atmosféricas. Rio de Janeiro, jun. 2015. 309 p.

C ´ODIGO CIVIL. CC Lei 10406. Bras´ılia, jan. 2002. 1 p.

C ÓDIGO DE DEFESA DO CONSUMIDOR. CDC Lei 8078: Proteção ao consumidor. Rio de Janeiro, set. 1990. 1 p.

CONSELHO FEDERAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA. Decisão Normativa No_{. 70:} Fiscalização dos serviços técnicos referentes aos sistemas de proteção contra descargas at-mosféricas. Rio de Janeiro, nov. 2001. 1 p.

FLORES, A. L. D. M. A responsabilidade civil e criminal do s´ındico. 2017. Dis-pon´ıvel em: <http://www.condominiosc.com.br/jornal-dos-condominios/ponto-de-vista/2980-a-responsabilidade-civil-e-criminal-do-sindico>.

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KINDERMANN, G. Descargas Atmosféricas. 2a_{. ed. Porto Alegre: [s.n.], 1997.} MAMEDE, J. F. Instalações elétricas industriais. 7a_{. ed. Rio de Janeiro: [s.n.], 2013.}

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NASA. Lightning atmospheric electricity research. 2013. Dispon´ıvel em: <https://lightning.nsstc.nasa.gov/data/data lis.html>.

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ST ÉFANI, R. V. d. Metodologia de Projeto de Sistemas de Proteção contra Descargas At-mosféricas para Edif´ıcio Residencial. [S.l.], 2011. Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo.

(46)

TERMOT ´ECNICA, I. e C. L. Apostila orientativa sobre spda. 2001. Dispon´ıvel em: <https://www.tel.com.br/imagenstel/institucional/apostila spda.pdf>.

(47)

AP ÊNDICE A -- DECLARAÇ ÃO

Eu, Márcio Alonso de Abreu Vieira, documento de identificação no_{xx.xxx.xxx-x, CPF} no_{xxx.xxx.xxx-xx, registro acadêmico n}o_{xxxxxxx, estudante de Engenharia Civil da} Universi-dade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), venho solicitar autorização para uma inspeção visual do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosférica (SPDA) do edif´ıcio.

Esta inspeção tem como finalidade o Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) com o tema: “AN ÁLISE DA CONFORMIDADE DO SISTEMA DE PROTEÇ ÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSF ÉRICAS EM EDIFÍCIOS RESIDENCIAIS NA CIDADE DE CAMPO MOUR ÃO (PARAN Á)”, exclusivamente acadêmico, sem divulgação da identidade da edificação, ônus ou geração de danos.

Para validade deste documento, seguem as assinaturas do Professor Orientador, do Coordenador de Curso e do Chefe de Departamento de Construc¸˜ao Civil da UTFPR.

Campo Mour˜ao, ____ de Marc¸o de 2018.

M´arcio Alonso de Abreu Vieira Aluno

Evandro Luis Volpato Orientador

Ronaldo Rigobello Coordenador de Curso

Vera Lucia Barradas Moreira Chefe de Departamento

(48)

Se o senhor puder entrar em contato para facilitar a comunicação eu agradeceria, caso contrário, deixe seu parecer abaixo que voltarei em alguns dias para recolher a folha e ter a informação sobre o seu veredito. Segue o contato para mais informações ou dúvidas.

Telefone/Whatsapp: (xx) x xxxx-xxxx

Obs.: A inspec¸˜ao visual seria feita em uma data de comum acordo entre as partes.

Parecer:

(49)

AP ÊNDICE B -- RELAT ÓRIO DE INSPEÇ ÃO DO SPDA

Edificac¸˜ao:

Largura: ______ Comprimento: ______ Per´ımetro: ______ Altura: ______ Existe projeto de SPDA SIM N ÃO SEM INFORMAÇ ÃO

Subsistema de captc¸˜ao:

Elementos do subsistema: FRANKLIN FARADAY Observac¸˜ao:

Cobertura Material Combust´ıvel: SIM N ÃO Observação:

Captação no per´ımetro da caixa d’água: SIM N ÃO Observação:

Corrosão nos elementos: SIM N ÃO Observação:

Dimens˜ao do condutor: ______

Subsistema de descida:

Interligações horizontais: SIM N ÃO Observação:

Condutor nos cantos, além da distância de segurança: SIM N ÃO Observação:

Conexão de ensaio em cada condutor: SIM N ÃO Observação:

(50)

Subsistema de aterramento:

Estrutura de aterramento do edif´ıcio toda interligada: SIM N ÃO Observação:

Eletrodo afastado pelo menos 1 metro da parede externa: SIM N ÃO Observação:

Eletrodo tem acesso para inspeção: SIM N ÃO Observação:

Componentes:

Fixação horizontal (1 metro): SIM N ÃO Observação:

Fixação vertical (1,5 metros): SIM N ÃO Observação:

Os dados coletados nesse relatório foram recolhidos por inspeção visual com o aux´ılio de trena a laser, paqu´ımetro digital e projetos existentes, se for o caso.

(51)

AP ˆENDICE C -- RELAT ´ORIO DE GERENCIAMENTO DE RISCO

Linha de energia:

Fator de instalação: ENTERRADO A ÉREO Observação:

Distˆancia: ______

Linha de sinal (Telefone e Internet):

Fator de instalação: ENTERRADO A ÉREO Observação:

Distˆancia: ______

Edificac¸˜ao:

Fator Localizac¸˜ao: CERCADO POR OBJETOS MAIS ALTOS

CERCADO POR EDIFICAC¸ ˜OES DA MESMA ALTRA OU MAIS BAIXOS ESTRUTURA ISOLADA

Tipo de solo/piso: AGRICULTURA E/OU CONCRETO

M ÁRMORE E/OU CER ÂMICA CARPETE E/OU ASFALTO E/OU MADEIRA Proteção contra incêndio: NENHUMA

EXTINTORES, ALARMES MANUAIS, HIDRANTES, ETC

(52)

APÊNDICE D – PLANILHA DE CÁLCULO DO GERENCIAMENTO DE RISCO D.1 EDIFÍCIO A

Características da estrutura e meio ambiente

Parâmetro Comentário Símbolo Valor Referência

Densidade de

DA Campo Mourão Ng 10,4 Descargas Atm./km²/ano

Dimensões L, W e H

26, 17,

27

Fator de

localização Variável Cd 0,5 Tabela A.1

SPDA Variável Pb 0,1 Tabela B.2

Ligação Equipot. Nenhuma Peb 1 Tabela B.7

Blindagem

espacial externa Nenhuma Ks1 1 Equação B.5

Linha de Energia

Comprimento Valor aproximado Ll 10

Fator de

Instalação Variável Ci 0,5 Tabela A.2

Fator tipo da linha Linha de energia em AT Ct 0,2 Tabela A.3 Fator Ambiental Urbano, edifício > 20m Ce 0,01 Tabela A.4 Blindagem da

Linha Não blindado Rs - Tabela B.8

Blindagem, aterramento e

isolação

Linha aérea não blindada Cld 1 Tabela B.4 Cli 1 Estrutura Adjacente Nenhuma Lj, Wj e Hj - Fator de localização da estrutura Cdj - Tabela A.1 Tensão suportável do sistema interno (kv) Uw 2,5 Parâmetros Resultantes Ks4 0,4 Equação B.7 Pld 1 Tabela B.8 Pli 0,3 Tabela B.9 Linha de Sinal

Comprimento Valor aproximado Ll 10

Fator de

(53)

Fator tipo da

linha Linha de sinal Ct 1 Tabela A.3

Fator Ambiental

Urbano, edifício >

20m Ce 0,01 Tabela A.4

Blindagem da

Linha Não blindado Rs - Tabela B.8

Blindagem, aterramento e

isolação

Linha aérea não blindada Cld 1 Tabela B.4 Cli 1 Estrutura Adjacente Nenhuma Lj, Wj e Hj - Fator de localização da estrutura Cdj - Tabela A.1 Tensão suportável do sistema interno (kv) Uw 1,5 Parâmetros Resultantes Ks4 0,67 Equação B.7 Pld 1 Tabela B.8 Pli 0,5 Tabela B.9 Fator Zona Z2

Tipo de piso Variável rt 0,1 Tabela C.3

Proteção contra choque (estrutura)

Nenhuma Pta 1 Tabela B.1

Proteção contra

choque (linha) Nenhuma Ptu 1 Tabela B.6

Risco de

incêndio Baixo rf 0,01 Tabela C.5

Proteção contra

incêndio Variável rp 0,5 Tabela C.4

Blindagem

espacial interna Nenhuma Ks2 1 Equação B.6

Energia Fiação interna Ks3 1 Tabela B.5

DPS coordenados Pspd 1 Tabela B.3

Telecom Fiação interna Ks3 1 Tabela B.5

DPS coordenados Pspd 1 Tabela B.3

L1: perda da vida humana

Perigo especial hz 1 Tabela C.6

D1 Lt 0,1 Tabela C.2 D2 Lf 0,1 D3 Lo - Fator para