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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

Inácio Rodrigo de Araújo Maia

DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE DE APOIO PARA O

GERENCIAMENTO DE RISCO PARA SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Juazeiro - BA

2017

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

INÁCIO RODRIGO DE ARAÚJO MAIA

DESENVOLVIMENTO DE UM SOFTWARE DE APOIO PARA O

GERENCIAMENTO DE RISCO PARA SISTEMAS DE PROTEÇÃO

CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Trabalho apresentado à Universidade Federal do Vale do São Francisco – UNIVASF, Campus Juazeiro – BA, como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Elétrica. Orientador: Prof. D.Sc. Edgardo Guillermo Camacho Palomino.

Juazeiro - BA

2017

Maia, Inácio Rodrigo de Araújo.

M217d Desenvolvimento de um software de apoio para o gerenciamento de risco para sistemas de proteção contra descargas atmosféricas. -- Juazeiro, 2017.

xiv, 66 f. : il. ; 29 cm. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) -

Universidade Federal do Vale do São Francisco, Campus Juazeiro-BA, 2017.

Orientadora: Prof. Dr. Edgardo Guillermo Camacho Palomino.

1. Descargas Atmosféricas - Proteção. 2. Gerenciamento de risco. 3. Software - Desenvolvimento I. Título. II. Camacho Palomino, Edgardo Guillermo. III. Universidade Federal do Vale do São Francisco

CDD 693.898

Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca SIBI/UNIVASF Bibliotecário: Renato Marques Alves

Dedico este trabalho à minha mãe Heliciana e ao meu pai Colombo, pelo carinho e pelo apoio para a realização deste sonho.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por estar sempre comigo me auxiliando nas decisões e

me livrando do mal.

À minha mãe Heliciana, meu pai Colombo, minhas irmãs Lorena e Larissa

e aos demais familiares, pelo incentivo, apoio, conselhos, resenhas e por acreditar

nos nossos sonhos. Esta conquista também é de vocês!

À minha namorada Luana, pelo companheirismo, compreensão, por estar

comigo nos piores e melhores momentos dessa jornada. Sou muito grato por tudo

que faz por mim!

Aos meus amigos da República de Eunápolis (Bruno, Caio, Fernando,

Jair, Rafael, Saulo e Taislon) por fazerem destes anos, uma das experiências mais

fantásticas da minha vida.

A todos os meus amigos, pela parceria e momentos vividos.

À dona Haydee, pelo carinho e por ter cuidado muito bem da República

de Eunápolis.

À Universidade Federal do Vale do São Francisco e aos professores, pela

estrutura e conhecimento oferecidos.

Ao professor, Edgardo Palomino, pela orientação e apoio prestado no

desenvolvimento deste trabalho.

Ao professor Eubis Machado e ao engenheiro Leonardo Loiola por aceitar

o convite para fazer parte da Banca Examinadora.

“A mente que se abre a uma nova ideia

jamais voltará ao seu tamanho original.”

(Albert Einstein)

RESUMO

As descargas atmosféricas são fenômenos de natureza elétrica de grande

intensidade que podem trazer riscos às estruturas, aos equipamentos e à vida

humana. A necessidade de implantação do Sistema de Proteção contra Descargas

Atmosféricas - SPDA é determinada através do gerenciamento de risco, o qual é

estabelecido na Parte 2 da NBR 5419. O presente trabalho tem como objetivo a

implementação de um software, desenvolvido na linguagem Visual Basic for

Application – VBA, para ser utilizado como apoio na realização dos cálculos

envolvidos no gerenciamento de risco e na decisão da necessidade de implantação

do SPDA. Para a avaliação e validação do software foram utilizados os estudos de

caso do Anexo E da supracitada norma, o qual traz uma demonstração do cálculo do

gerenciamento de risco para quatro casos hipotéticos: uma casa de campo, um

edifício de escritórios, um hospital e um bloco de apartamentos. A partir dos

resultados encontrados, o software mostrou ser uma ferramenta bastante confiável,

obtendo valores precisos, quando comparados com os resultados apresentados na

norma, podendo assim auxiliar alunos, profissionais e empresas que atuam na área.

Palavras-chave: Descargas atmosféricas, SPDA, Gerenciamento de Risco, NBR

5419.

ABSTRACT

The atmospheric discharges are electrical phenomena of high intensity that can

bring risks to the structures, equipment and human life. The need to implement

the Protection System against Atmospheric Discharge (SPDA) is determined by

the risk management, which is described in Part 2 of the Brazilian Standard –

NBR 5419. The objective of this study is the implementation of a software

developed in the Visual Basic for Application (VBA) language. This software

was developed to be used as a support to risk management calculations and to

decide the need of a SPDA implementation. For the evaluation and validation

of the software, the data from Annex E case studies of the mentioned NBR was

used. The annex provides a demonstration of the risk management calculation

for four hypothetical cases: a country house, an office building, a hospital and

an apartment block. As a result, the software proved to be a very trustful, once

it obtained exact values, when compared with the values exposed in the NBR.

Therefore, this software can help students, professionals and companies that

work with protection against electrical discharge.

Keywords: Atmospheric Discharge, SPDA, Risk Management, NBR 5419.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Conexão entre as partes da NBR 5419:2015. .............................................. 21

Figura 2 – Mapa de curvas isocerâunicas do Brasil. ...................................................... 24 Figura 3 – Densidade de descargas atmosféricas NG – Mapa do Brasil (descargas atmosféricas/km²/ano)........................................................................................................... 25

Figura 4 – Delimitação da área de exposição equivalente (AE) – Estrutura vista de planta. ...................................................................................................................................... 26

Figura 5. Área de exposição equivalentes (AD, AM, AI, AL). ............................................. 26

Figura 6 – Ângulos de proteção correspondente à classe de SPDA. .......................... 28 Figura 7 – Valores máximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo de proteção correspondentes a classe do SPDA. ............................................................ 28

Figura 8 – Fontes de danos, tipos de danos e tipos de perdas de acordo com o ponto de impacto. .................................................................................................................. 30 Figura 9 – Procedimento para decisão da necessidade da proteção e para selecionar as medidas de proteção. ................................................................................... 34

Figura 10 – Casa de campo. ............................................................................................... 38

Figura 11 – Casa de campo: preenchimento da aba “Geral”. ....................................... 42

Figura 12 – Casa de campo: Linha de Energia. .............................................................. 45

Figura 13 – Casa de campo: Linha de Sinal. ................................................................... 45

Figura 14 – Casa de campo: Zona 2. ................................................................................ 47 Figura 15 – Casa de campo: resultados do gerenciamento de risco dados pelo software. .................................................................................................................................. 48

Figura 16 – Casa de campo: mensagem de alerta para estrutura não protegida. ..... 49

Figura 17 – Casa de campo: solução 1 - instalação de DPS NÍVEL IV. ..................... 52

Figura 18 – Casa de campo: resultados obtidos pelo software para a solução 1. ..... 52 Figura 19 – Casa de campo: solução 2 instalação de DPS nível IV e SPDA Classe IV. ............................................................................................................................................. 53

Figura 20 – Casa de campo: resultados obtidos pelo software para a solução 2. ..... 53 Figura 21 – Casa de campo: mensagem de alerta para estrutura protegida para a soluções 1 e 2. ....................................................................................................................... 54

Figura 22 – Edifício de escritórios. ..................................................................................... 55 Figura 23 – Edifício de escritórios: resultados do gerenciamento de risco dados pelo software. .................................................................................................................................. 58

Figura 24 – Edifício de escritórios: resultados obtidos pelo software para solução 1. .................................................................................................................................................. 61

Figura 25 – Edifício de escritórios: resultados obtidos pelo software para solução 2. .................................................................................................................................................. 61

Figura 26 – Hospital. ............................................................................................................ 62

Figura 27 – Bloco de apartamentos. .................................................................................. 69

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Posicionamento de captores conforme o nível de proteção. .................... 27

Quadro 2 – Valores típicos de risco tolerável RT. ............................................................ 32

Quadro 3 – Valores de probabilidade PLD. ........................................................................ 43

Quadro 4 – Valores dos fatores CLD e CLI dependendo das condições de blindagem aterramento e isolamento. .................................................................................................... 44

Quadro 5 – Características ambientais e globais da estrutura. .................................... 77

Quadro 6 – Linhas de energia e sinal. ............................................................................... 77

Quadro 7 – Áreas de exposição equivalente da estrutura e linhas. ............................. 78

Quadro 8 – Número anual de eventos perigosos esperados. ....................................... 78

Quadro 9 – Definição das Zonas de Proteção. ................................................................ 79

Quadro 10 – Riscos associados a cada tipo de dano..................................................... 79

Quadro 11 – Valores da Probabilidade P para a estrutura. ........................................... 80

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Casa de campo: características da estrutura e meio ambiente. ............... 39

Tabela 2 – Casa de campo: linhas de energia e sinal. ................................................... 39

Tabela 3 – Casa de campo: distribuição das pessoas nas zonas de proteção. ......... 40

Tabela 4 – Casa de campo: fatores válidos para as zonas de proteção. .................... 40 Tabela 5 – Casa de campo: áreas de exposição equivalentes da estrutura e linhas. .................................................................................................................................................. 49

Tabela 6 – Casa de campo: número esperado anual de eventos perigosos. ............. 50

Tabela 7 – Casa de campo: risco R1 para estrutura não protegida (valores x 10-5)... 50 Tabela 8 – Casa de campo: componentes de risco relevantes ao risco R1 para a estrutura protegida para as soluções 1 e 2 (valores x 10-5). .......................................... 54

Tabela 9 – Edifício de escritórios: características da estrutura e do meio ambiente. 56

Tabela 10 – Edifício de escritórios: linhas de energia e sinal. ....................................... 56 Tabela 11 – Edifício de escritórios: distribuição das pessoas nas zonas de proteção. .................................................................................................................................................. 57

Tabela 12 – Edifício de escritórios: fatores válidos para as zonas de proteção. ........ 57 Tabela 13 – Edifício de escritórios: áreas de exposição equivalentes da estrutura e das linhas. ............................................................................................................................... 59

Tabela 14 – Edifício de escritórios: número anual de eventos perigosos esperados. .................................................................................................................................................. 59

Tabela 15 – Edifício de escritórios: número esperado anual de eventos perigosos. . 59 Tabela 16 – Edifício de escritórios: risco R1 para estrutura protegida (valores x 10-5). .................................................................................................................................................. 62

Tabela 17 – Hospital: características ambientais e globais da estrutura. .................... 63

Tabela 18 – Hospital: linhas de energia e sinal. ............................................................... 64

Tabela 19 – Hospital: distribuição das pessoas nas zonas. ........................................... 64

Tabela 20 – Hospital: fatores válidos para as zonas de proteção. ............................... 65

Tabela 21 – Hospital: áreas de exposição equivalentes da estrutura e das linhas.... 66

Tabela 22 – Hospital: número esperado anual de eventos perigosos esperados. ..... 66

Tabela 23 – Hospital: risco R1 para a estrutura sem proteção (valores x 10-5). ......... 66

Tabela 24 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida - solução 1 (valores x 10-5). 67 Tabela 25 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida de acordo com a solução 2 (valores x 10-5). ...................................................................................................................... 68

Tabela 26 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida - solução 3 (valores x 10-5). 69 Tabela 27 – Bloco de apartamentos: características ambientais e globais da estrutura. ................................................................................................................................. 70

Tabela 28 – Bloco de apartamentos: linhas de energia e sinal. .................................... 70

Tabela 29 – Bloco de apartamentos: fatores válidos para a zona de proteção Z2. .... 71 Tabela 30 – Bloco de apartamentos: risco R1 para um bloco de apartamentos dependendo das medidas de proteção. ............................................................................. 72

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ......................................................................................... 15

1.1 Definição do Problema ........................................................................................... 16

1.2 Objetivos ................................................................................................................... 17

1.2.1 Objetivo Geral ................................................................................................... 17

1.2.2 Objetivos Específicos ...................................................................................... 17

1.3 Justificativa ............................................................................................................... 17

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA................................................................ 19

2.1 Formação da descarga atmosférica ..................................................................... 19

2.2 Histórico .................................................................................................................... 20

2.3 NBR 5419:2015 ....................................................................................................... 21

2.4 Principais mudanças da NBR 5419:2005 para NBR 5419:2015 ..................... 23

2.5 Gerenciamento de Risco........................................................................................ 29

2.5.1 Danos e Perdas................................................................................................ 29

2.5.2 Riscos ................................................................................................................ 31

2.5.3 Componentes de riscos associados a cada fonte de dano ...................... 32

2.5.4 Procedimento para o cálculo de gerenciamento de risco ......................... 33

3 METODOLOGIA ...................................................................................... 35

3.1 Desenvolvimento do Software .............................................................................. 35

3.1.1 Esclarecimento do Tema ................................................................................ 35

3.1.2 Determinação dos requisitos.......................................................................... 35

3.1.3 Escolha do sistema VBA ................................................................................ 36

3.1.4 Definição do público alvo ................................................................................ 36

3.1.5 Construção da estrutura do sistema ............................................................. 36

3.1.6 Avaliação do software ..................................................................................... 37

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................... 38

4.1 Casa de Campo ....................................................................................................... 38

4.1.1 Seleção das medidas de proteção ................................................................ 51

4.2 Edifício de escritórios.............................................................................................. 55


4.3 Hospital ..................................................................................................................... 62


4.4 Bloco de Apartamentos .......................................................................................... 69

5 CONCLUSÃO .......................................................................................... 73

6 REFERÊNCIAS ....................................................................................... 74

7 APÊNDICE .............................................................................................. 77

15

1 INTRODUÇÃO

A natureza das descargas atmosféricas a muito tempo vem sendo

questionada e estudada por pesquisadores na busca de desvendar o mistério

de sua formação e ocorrência, bem como melhorar as proteções para as

estruturas, equipamentos e principalmente para as pessoas.

A descarga elétrica atmosférica, frequentemente denominada de raio, é

um fenômeno natural caracterizado por ser imprevisível e aleatório, sendo

impossível, ainda, determinar antecipadamente sua intensidade de corrente, tempo

de duração, local de impacto e quais efeitos serão causados com sua incidência

(ALVES, 2015).

De acordo com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Inpe

(2010), a incidência de raios por ano no Brasil é de cerca de 50 milhões, sendo

considerado o país com maior incidência no mundo. Pinto Júnior (2005) atribui

essa alta incidência a grande extensão territorial do país e sua proximidade

com o equador geográfico. Diante do exposto e levando em consideração a

impossibilidade de impedir a ocorrência das descargas atmosféricas, faz-se

necessário a busca por soluções aplicadas que minimizem seus efeitos destruidores

a partir da implantação de proteções adequadas.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT já em 1950 criou a

primeira norma que estabelece e regulamenta a implantação de sistemas de

proteção contra descargas atmosféricas, a NB-165 (ABNT, 1950). Atualmente, esse

sistema de proteção é regido pela NBR 5419:2015 que estabelece: “a

necessidade de proteção, os benefícios econômicos da instalação de medidas

de proteção e a escolha das medidas adequadas de proteção devem ser

determinados em termos do gerenciamento de risco”.

O gerenciamento de risco está contido na Parte 2 da NBR

5419:2015, e é através da realização do seu cálculo que é verificado se uma

estrutura está protegida ou necessita da implantação do sistema de proteção

contra descargas atmosféricas, e caso seja necessário, quais as medidas de

proteção devem ser tomadas.

16

1.1 Definição do Problema

A realização do gerenciamento de risco para determinar a

necessidade ou não da implantação do sistema de proteção contra descargas

atmosféricas é realizado através de diversos cálculos, muitos deles complexos

envolvendo várias variáveis, o que dificulta a elaboração do mesmo por

profissionais e estudantes da área.

O Corpo de Bombeiros é o órgão de esfera estadual responsável pela

fiscalização e observância da legislação nas instalações desse sistema de proteção.

Nesse sentido, a instalação do Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas

– SPDA é uma exigência para a emissão do Atestado de Vistoria do Corpo de

Bombeiros - AVCB. O projeto e a execução do mesmo devem ser realizados por

profissionais habilitados seguidos da Assinatura de Responsabilidade Técnica -

ART.

O Decreto Estadual da Bahia nº 16.302 de 27 de agosto de 2015 que

regulamenta a Lei nº 12.929, de 27 de dezembro de 2013, em seu Art. 30

estabelece:

Art. 30 – As edificações, estruturas e áreas de risco devem ter suas

instalações elétricas e Sistemas de Proteção Contra Descargas

Atmosféricas – SPDA executados, de acordo com as prescrições das

normas brasileiras oficiais e normas concessionárias dos serviços

locais.

A Lei nº 12.929 de 27 de dezembro de 2013 que dispõe sobre a

Segurança Contra Incêndio e Pânico nas edificações e áreas de risco no Estado da

Bahia e dá outras providências, em seu Art. 5º estabelece que o Sistema de

Proteção Contra Descargas Atmosféricas – SPDA constitui uma das medidas de

segurança contra incêndio e pânico.

Diante do exposto, define-se como proposta de temática a seguinte

questão: Considerando a exigência e a complexidade da realização dos cálculos de

gerenciamento de risco estabelecidos na ABNT NBR 5419:2015-2, como tornar

esses cálculos mais simples de serem efetuados e com precisão?

17

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Geral

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um software

de apoio que facilite a realização dos cálculos para o gerenciamento de risco,

exigidos na NBR 5419-2:2015 para Sistemas de Proteção Contra Descargas

Atmosféricas.

1.2.2 Objetivos Específicos

1. Auxiliar a aplicação da Norma NBR 5419-2: 2015;

2. Desenvolver uma interface de software prática, de fácil utilização e de

baixo custo;

3. Auxiliar alunos, profissionais e empresas que atuam na área, na

realização do gerenciamento de risco;

4. Verificar se o software desenvolvido é capaz de realizar os cálculos de

maneira eficiente.

1.3 Justificativa

De acordo com o Inpe (2015), a cada 50 mortes no mundo por raios,

uma ocorre no Brasil. Do ano de 2000 a 2014, no país foram registradas um

total de 1.790 mortes, em que 25% das fatalidades ocorreram em atividades

rurais, 19% dentro de casa, 11% próximo a veículo, 8% embaixo de árvores ,

8% jogando futebol, 5% sob coberturas (varandas, toldos, deques) , 5% na

praia, e 19% outros.

As descargas atmosféricas, ainda, são responsáveis pela maior

parte das perturbações em linhas de transmissão e distribuição de energia

elétrica no país, representando cerca de 70% dos desligamentos na

transmissão e 40% na distribuição, além da queima de um número

considerável de transformadores de distribuição, cerca de 40% dos

transformadores (INPE, 2010).

18

Tendo em vista a grande incidência de raios no Brasil, a magnitude

de seus efeitos negativos, a complexidade dos cálculos e o trabalho de serem

efetuados de forma manual, além do pouco conteúdo disponível, uma vez que

trata-se de uma versão recente da norma, destaca-se a importância do tema

em estudo, bem como do desenvolvimento do presente trabalho, o qual refere -

se a implementação de um software que sirva de apoio para o cálculo de

gerenciamento de risco, auxiliando profissionais e estudantes da área a ter

maior facilidade, rapidez e segurança na realização desses cálculos e na

tomada de decisão da implantação do sistema de proteção.

19

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Considerando os objetivos específicos propostos, a fundamentação

teórica abrange a formação da descarga atmosférica, os fundamentos da ABNT

NBR 5419:2015 e as principais alterações em relação as versões anteriores. Com

ênfase na parte 2 da norma, serão apresentados, ainda, os principais requisitos a

serem considerados no gerenciamento de risco.

2.1 Formação da descarga atmosférica

As descargas atmosféricas são fenômenos de natureza elétrica de

grande intensidade e com alto poder destrutivo, podendo ocasionar incêndios,

explosões, danos a estruturas e equipamentos, além de colocar em risco à

vida de pessoas e animais.

Tais fenômenos são formados durante tempestades a partir da interação

entre partículas no interior da nuvem. Acredita-se que isso ocorra através do ar

revolto, que promove o choque entre elas, gerando uma troca de cargas elétricas.

Dessa forma, algumas tornam-se mais positivas (menores e mais leves) e outras

mais negativas (maiores e mais pesadas) e, por conta de fatores como vento e

gravidade, o topo da nuvem passa a ser positivo e a base negativa. Assim, forma-se

um campo elétrico, o que propicia uma elevada tensão na nuvem (DANTAS, 2015).

As cargas negativas na base da nuvem levam ao acúmulo de cargas

positivas na superfície do solo, criando uma diferença de potencial nuvem-solo que

possibilita a formação da descarga elétrica. Esta se inicia quando o campo elétrico

formado excede a capacidade isolante do ar, rigidez dielétrica, que pode variar de

acordo com as condições ambientais. Dessa forma, é formado um canal condutor

ionizado, o canal de descarga, por onde passa a corrente. Por fim tem-se os

relâmpagos nuvem-solo, que são os raios propriamente ditos (BARBOSA, 2009).

Com relação ao sentido de propagação, as descargas atmosféricas

podem ser classificadas em nuvem-solo ou solo-nuvem. No primeiro caso há

descargas descendentes positivas, originárias do polo positivo da nuvem em direção

ao solo, ou descargas descendentes negativas, originárias do polo negativo da

nuvem. Já as descargas solo-nuvem, podem ser ascendentes positivas, oriunda das

20

cargas negativas do solo em direção às cargas positivas da nuvem, ou ascendente

negativa, oriunda das cargas positivas do solo em direção às cargas negativas da

nuvem (DANTAS, 2015).

Geralmente as correntes de descargas descendentes incidem mais em

estruturas mais baixas, com até 100 metros, enquanto que as descargas

ascendentes o fazem em estruturas muito mais altas. Concomitantemente, sabe-se,

por meio de medições, que as descargas negativas somam uma maioria, cerca de

90%, e são as que ocorrem majoritariamente entre nuvem e solo. Desse modo, é

válido ressaltar que o SPDA protege a estrutura tanto de descargas descendentes

quanto de descargas ascendentes (INPE, 2014).

2.2 Histórico

A norma que regulamenta o projeto, a instalação e a manutenção dos

SPDA passou por diversas atualizações até chegar na versão atual, visando o

aprimoramento de prescrições e procedimentos com o intuito de reduzir os riscos e

acidentes.

Na década de 1950 surgiu a primeira norma relacionada a proteção

contra descargas atmosféricas no Brasil a NB – 165, baseada nas orientações

belgas e possuía apenas seis páginas. Em 1970, esta norma sofreu a primeira

revisão influenciada por documentos norte-americanos e em 1977 a norma sofre a

segunda revisão, dando origem a NBR 5419 intitulada de “Proteção de edificações

contra descargas elétricas atmosféricas”, possuindo 16 (dezesseis) páginas

(MOREIRA, 2013).

Em 1993, a ABNT publicou uma nova versão da NBR 5419, apresentando

27 (vinte e sete) páginas, elaborada pelo comitê ABNT/CB-003 Eletricidade. Esta foi

substituída em 2001 pela versão ABNT NBR 5419:2001 que continha um total de 32

(trinta e duas) páginas que posteriormente foi substituída pela versão 5419:2005

publicada em julho de 2005.

A NBR 5419:2005 tem um total de 42 (quarenta e duas) páginas e foi

elaborada com base nas Normas Internacionais IEC (International Electrotechnical

Commission) 61024-1:1990, IEC 61024-1-1:1991 – Guide A e IEC 61024-1-2:1998-

Guide B (ABNT, 2005). Passados dez anos, a norma foi novamente atualizada,

21

dando origem a NBR 5419:2015, elaborada pela Comissão de Estudo de Proteção

contra Descargas Atmosféricas (CE-03:064.10) no Comitê Brasileiro de Eletricidade

(ABNT/CB-03) e baseada na IEC 62305, trazendo modificações significativas, as

quais serão descritas no tópico a seguir.

2.3 NBR 5419:2015

A atual versão da ABNT 5419 entrou em vigor em 2015 com um total de

353 (trezentos e cinquenta e três) páginas, sendo publicada em quatro partes, sendo

elas: Parte 1 – Princípios gerais; Parte 2 – Gerenciamento de risco; Parte 3 – Danos

físicos a estruturas e perigos à vida e Parte 4 – Sistemas elétricos e eletrônicos

internos na Estrutura (ABNT, 2015).

A Figura 1 mostra as conexões entre as partes da estrutura da versão

NBR 5419:2015.

Figura 1 – Conexão entre as partes da NBR 5419:2015.

Fonte: Adaptada da ABNT (2015).

A Parte 1, “Princípios gerais” possui um total de 67 (sessenta e sete)

páginas e estabelece os requisitos mínimos para a determinação de proteção contra

descargas atmosféricas. Esta parte tem início com as definições dos termos

utilizados para entendimento da norma como um todo, e segue descrevendo sobre

22

os danos causados à estrutura, fonte, tipos de danos e tipos de perdas. A Parte 1 da

norma, ainda, relata sobre a necessidade e a vantagem econômica da proteção

contra descargas atmosféricas, as medidas de proteção utilizadas para reduzir os

riscos, os critérios básicos para proteção de estruturas como níveis de proteção

contra descargas atmosféricas (NP) e as zonas de proteção contra descarga

atmosférica (ZPR), e proteção de estruturas, que está representada por proteção

para reduzir danos físicos e risco de vida, e proteção para reduzir as falhas de

sistemas internos (ABNT, 2015).

A Parte 2, “Gerenciamento de risco” é composta por 104 (cento e quatro)

páginas e é nela que está o grande diferencial em relação a norma anterior, a NBR

5419:2005, na qual a decisão sobre a necessidade ou não da implantação dos

sistemas de proteção contra as descargas atmosféricas era dada através do anexo

B que possuía apenas uma página. Esta parte da NBR 5419 tem como objetivo

fornecer um procedimento para a avaliação dos riscos em uma estrutura devido às

descargas atmosféricas para a terra. Tais riscos são calculados através da análise

de aproximadamente 110 parâmetros, e o resultado é comparado com os valores

dos riscos toleráveis. A partir da avaliação dos riscos pode-se escolher as medidas

de proteção apropriadas a serem adotadas para reduzir o risco ao limite ou abaixo

do limite tolerável (ABNT, 2015).

A Parte 3, “Danos físicos a estruturas e perigo à vida” refere-se à

proteção, no interior e ao redor de uma estrutura, contra danos físicos por meio de

um Sistema de SPDA e para proteção de seres vivos contra lesões de toque e

passo. Nesta parte são descritos os métodos aceitáveis para a implantação do

SPDA, que são determinados a partir das características da estrutura a ser protegida

e pelo nível de proteção considerado para as descargas atmosféricas. São descritos

ainda o sistema externo e interno de proteção contra descargas atmosféricas, a

importância e como realizar a manutenção, inspeção e qual a documentação

necessária de um SPDA e medidas de proteção contra acidentes com seres vivos

devido às tensões de passo e de toque (ABNT, 2015).

A Parte 4, “Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura” com 87

(oitenta e sete) páginas possui como objetivo definir as estratégias para aumentar a

proteção dos sistemas elétricos e eletrônicos da estrutura a ser protegida,

23

minimizando os danos causados por uma descarga atmosférica, adotando as

possíveis Medidas de Proteção contra Surtos – MPS, através da coordenação de

Dispositivos de Proteção contra Surto – DPS, roteamento das linhas de energia e

sinal, aterramento, barramento de equipotencialização principal - BEP, barramento

de equipotencialização local - BEL, blindagem magnética, entre outras (ABNT,

2015).

2.4 Principais mudanças da NBR 5419:2005 para NBR 5419:2015

A NBR 5419:2015 trouxe significativas mudanças em relação a norma

anterior, dentre elas o conceito mais abrangente de proteção denominado de

Proteção contra Descargas Atmosféricas - PDA, que engloba tanto o SPDA, único

assunto da versão anterior, quanto o MPS, inserido na nova versão e descrita na

sua Parte 4 (GONÇALVES JÚNIOR, 2015).

A grande mudança ocorre na determinação da necessidade ou não da

implantação de um SPDA. A versão da norma lançada em 2005 determinava essa

necessidade através de um cálculo probabilístico que levava em consideração os

seguintes fatores: a densidade de descargas atmosféricas para a terra; o número de

dias de trovoadas por ano para a área em questão; a área de exposição equivalente

da edificação e as características do imóvel como o tipo de construção, localização e

seu tipo de uso (HENRIQUES, 2015).

Na versão atual da norma, a verificação da necessidade da instalação do

SPDA em uma estrutura é estimada através do cálculo de gerenciamento de risco,

sendo necessário a análise de vários parâmetros para calcular os riscos e compará-

los com os valores toleráveis descritos na norma. O gerenciamento será descrito de

forma mais detalhada na seção 2.5 do presente trabalho.

A probabilidade de uma estrutura ser atingida por um raio em um ano é o

produto da densidade atmosférica para a terra (NG) pela área de exposição

equivalente da estrutura (ABNT, 2015).

Na ABNT 5419 de 2005 o valor NG era calculado através da seguinte

equação: NG =0,04.Td1,25 [por km²/ano], sendo Td o número de dias de trovoada

por ano, que era obtido por meio de mapas isocerâunicos, conforme apresenta a

Figura 2.

24

Figura 2 – Mapa de curvas isocerâunicas do Brasil.

Fonte: ABNT (2005).

Atualmente o valor de NG é obtido por meio de mapas de descargas

atmosféricas disponibilizados no Anexo F da parte 2 da ABNT 5419:2015, gerados

pelo ELAT/INPE (Grupo de Eletricidade Atmosférica do Instituto Nacional de

Pesquisas Espaciais). O referido anexo traz mapas do Brasil, bem como de cada

região do país, sendo os valores de densidade de descargas atmosféricas

representados por vários tons de cor e sua interpretação é realizada através da

legenda do mapa que consta uma escala de cores constituída por dez valores de

densidades atmosféricas (Figura 3). O valor de NG pode ser obtido, ainda, inserido

as coordenadas cartesianas obtidas em campo por GPS no site

http://www.inpe.br/webelat/ABNT_NBR5419_Ng do Instituto Nacional de Pesquisas

Espaciais - INPE (ABNT, 2015).

25

Figura 3 – Densidade de descargas atmosféricas NG – Mapa do Brasil (descargas

atmosféricas/km²/ano).

Fonte: ABNT (2015).

De acordo com o Inpe (2011), os municípios Brasileiros que apresentam

maior concentração de raios no país são: Porto Real - MG (NG =19,66

descargas/km²/ano), Barra do Piraí - RJ (NG =18,09 descargas/km²/ano), Valença -

RJ (NG =17,31 descargas/km²/ano), Rio das Flores - RJ (NG =17,11

descargas/km²/ano), Juiz de Fora - MG (17,03 descargas/km²/ano), Belmiro Braga -

MG (NG =16,74 descargas/km²/ano), Matias Barbosa - MG (NG =16,63

descargas/km²/ano), Rio Preto- MG (NG =16,6 descargas/km²/ano), Piau-MG(16,34

descargas/km/ano) e Forquetinha-RS (NG =16,13 descargas/km/ano). Rio Grande do

Sul é o estado com maior concentração de raios do Brasil e apresenta os raios mais

destrutivos do país. Manaus é a cidade com maior número de mortos por raios,

ocorrendo 20 mortes de 2000 a 2013. Sergipe tem a menor concentração e o

número absoluto de raios do país.

Outra mudança importante refere-se à área de exposição equivalente que

ficou maior nessa nova versão da NBR 5419:2015, passando de uma para três

alturas da edificação ao redor do perímetro da estrutura, como pode ser observado

nas Figuras 4 e 5, sendo necessário também, calcular a área referente às descargas

26

que incidem próximas à estrutura (Am), as eventuais descargas que atingem as

linhas (Al), próximo a estas (Ai), ou a uma estrutura adjacente (Adj) interligadas a

estrutura.

Figura 4 – Delimitação da área de exposição equivalente (AE) – Estrutura vista de

planta.

Fonte: ABNT (2005).

Figura 5. Área de exposição equivalentes (AD, AM, AI, AL).

Fonte: ABNT (2015).

Os métodos de proteção aceitáveis permaneceram os mesmos, sendo

eles: o Método dos Ângulos (Franklin), o Método Eletrogeométrico e o Método das

Malhas. O Método dos Ângulos foi o que sofreu maior mudança, tendo um aumento

significativo nos valores dos ângulos de proteção, principalmente em relação aos

captores com até 2 (dois) metros de altura. Fazendo uma comparação dos ângulos

de proteção encontrados no Quadro 1, em relação aos ângulos encontrados na

27

Figura 6, verifica-se que no referido quadro para captores com até 20 (vinte) metros

de altura os ângulos de proteção não ultrapassam 55º, considerando todos os níveis

de proteção, no entanto, na figura supracitada os ângulos de proteção para captores

inferiores a 2 (dois) metros de altura tem valores de 70º ou acima de 70º a depender

do nível de proteção. Esse aumento dos valores dos ângulos de proteção também

foi observado para captores com alturas superiores, porém não tão significativos

quanto os descritos.

Vale salientar, ainda, que o Quadro 1 fornece valores fixos para

determinados intervalos de alturas e níveis de proteção, já na NBR 5419:2015 os

valores dos ângulos de proteção variam de acordo com a curva do gráfico

representado na Figura 6.

Quadro 1 – Posicionamento de captores conforme o nível de proteção.

Ângulo de proteção (α) – método Franklin, em função

da altura do captor (h) (ver Nota 1) e do nível de

proteção

Largura

do

módulo

de

malha

(ver

Nota 2)

m

Nível de

proteção

h

m

R

m

0 – 20 m 21 m –

30 m

31 m –

45 m

46 m –

60 m

>60 m

I 20 25º 1) 1) 1) 2) 5

II 30 35º 25º 1) 1) 2) 10

III 45 45º 35º 25º 1) 2) 10

IV 60 55º 45º 35º 25º 2) 20

R = raio da esfera rolante. 1) Aplica-se somente os métodos eletrogeométrico, malha ou da gaiola de Faraday. 2) Aplica-se somente o método da gaiola de Faraday. Notas 1 Para escolha do nível de proteção, a altura é em relação ao solo e, para verificação da área protegida, é em relação ao plano horizontal a ser protegido. 2 O módulo da malha deverá constituir um anel fechado, com o comprimento não superior ao dobro da sua largura.

Fonte: Adaptado da ABNT (2005).

28

Figura 6 – Ângulos de proteção correspondente à classe de SPDA.

Fonte: ABNT (2015).

Em 2005 o máximo afastamento dos condutores utilizando o Método das

Malhas eram: classe 1 = 5x5m; classe 2 = 10x10m; classe 3 = 10x10m e classe 4 =

20x20m (Quadro 1). Porém em 2015 os valores para os espaçamentos passaram a

ser: classe 1 = 5x5m; classe 2 = 10x10m; classe 3 = 15x15m e classe 4 = 20x20m

(Figura 7). O Método Eletrogeométrico permaneceu inalterado na nova norma

NBR5419:2015.

Figura 7 – Valores máximos dos raios da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo

de proteção correspondentes a classe do SPDA.

Fonte: ABNT (2015).

Diante do exposto, observa-se que a nova versão, muito mais robusta que

a versão anterior, traz uma série de mudanças de extrema importância na área de

29

SPDA, tornando muito mais preciso e eficiente, mesmo ainda não sendo possível

atingir 100 % do nível de proteção.

2.5 Gerenciamento de Risco

Descargas atmosféricas para a terra podem ser perigosas para as

estruturas e para as linhas de energia e de sinal. Os perigos para uma estrutura

podem resultar em:

- danos à estrutura e ao seu conteúdo;

- falhas aos sistemas eletroeletrônicos associados;

- ferimentos a seres vivos dentro ou perto das estruturas.

O gerenciamento foi estabelecido pela NBR 5419-2:2015 e é utilizado

para avaliar os riscos que uma estrutura possui de sofrer danos ocasionados por

descargas atmosféricas, sendo necessário a avaliação de várias variáveis, as quais

estão relacionadas aos seguintes termos: danos e perdas; riscos e componentes de

risco e composição dos componentes de risco.

2.5.1 Danos e Perdas

As descargas atmosféricas são responsáveis por provocar efeitos

danosos às estruturas, sendo a corrente elétrica a principal fonte do dano. As fontes

de danos são determinadas a partir do ponto de ocorrência da descarga atmosférica,

sendo apresentadas da seguinte maneira:

a) S1: descargas atmosféricas na estrutura;

b) S2: descargas atmosféricas perto da estrutura;

c) S3: descarga atmosférica na linha;

d) S4: descargas atmosféricas perto da linha.

As fontes de danos supracitadas podem ocasionar diferentes tipos de

danos, que dependerá de algumas características referentes à estrutura a ser

protegida como o tipo de construção, o conteúdo das edificações e as medidas de

proteção existentes. A NBR 5419 estabelece três tipos de danos que podem ser

gerados por descargas atmosféricas, são eles:

a) D1: ferimentos aos seres vivos por choque elétrico;

30

b) D2: danos físicos;

c) D3: falhas de sistemas eletroeletrônicos.

As perdas provenientes das descargas atmosféricas estão diretamente

relacionadas com os danos sofridos, e são representadas por quatro tipos:

a) L1: perda de vida humana;

b) L2: perda de serviço ao público (suprimentos de água, gás, energia e

sinais de TV e telecomunicações);

c) L3: perda de patrimônio cultural;

d) L4: perda de valor econômico.

O Sistema de Proteção de Descargas Atmosféricas deve adotar medidas

de proteção priorizando a proteção da estrutura para que não ocorra a perda L1:

perda de vida humana.

A relação entre ponto de impacto, fonte de danos, tipo de danos e tipo de

perdas na estrutura é demonstrada na Figura 8, para melhor compreensão do leitor.

Entende-se por ponto de impacto o local onde ocorre a descarga atmosférica.

Figura 8 – Fontes de danos, tipos de danos e tipos de perdas de acordo com o

ponto de impacto.

Fonte: ABNT (2015).

31

2.5.2 Riscos

Bertolino (2010) determina risco como sendo a possibilidade de um

evento indesejável acontecer. O conceito de risco associado às descargas

atmosféricas está relacionado à probabilidade de ocorrência de danos e

consequentemente de perdas anuais, resultantes da ação das descargas

atmosféricas em uma estrutura. De acordo com a NBR 5419-2:2015 o risco depende

do número anual de descargas atmosféricas que influenciam a estrutura (podendo

ser descargas diretas ou descargas próximas à estrutura ou próximas à linha), a

probabilidade de dano por uma das descargas atmosféricas que influenciam e pela

quantidade média das perdas causadas.

Para cada tipo de perda supracitada (L1, L2, L3 e L4) que a estrutura

pode apresentar, há um risco correspondente, R. Para avaliar quando uma proteção

contra descargas atmosféricas é necessária ou não, deve ser feita uma análise dos

riscos, em correspondência aos tipos de perdas relacionadas. O cálculo do risco é

realizado através da soma dos seus componentes de riscos, os quais podem ser

caracterizados de acordo com as fontes de danos e os tipos de danos.

A seguir são apresentados os riscos e as suas respectivas componentes

de risco (ABNT, 2015):

a) R1: risco de perdas ou danos permanentes em vidas humanas;

b) R2: risco de perdas de serviços ao público;

c) R3: risco de perdas do patrimônio cultural;

d) R4: risco de perda de valores econômicos.

A decisão da necessidade ou não da proteção contra descargas

atmosféricas segue a seguinte lógica:

Se R (Risco calculado – soma de todos os riscos) ≤ RT (Risco

Tolerável), a proteção contra a descarga atmosférica não é necessária.

Se R > RT, medidas de proteção devem ser adotadas no sentido de

reduzir R ≤ RT para todos os riscos aos quais a estrutura está sujeita.

Para avaliar os riscos, os relevantes componentes de risco (riscos parciais

dependem da fonte e do tipo de dano) devem ser definidos e calculados.

32

A identificação do risco tolerável RT é de responsabilidade da autoridade

que tenha jurisdição. A NBR 5419:2015 assume valores típicos para RT conforme o

Quadro 2.

Quadro 2 – Valores típicos de risco tolerável RT.

Tipo de perda RT

L1 Perda de vida humana ou ferimentos

permanentes

10-5

L2 Perda de serviço ao público 10-3

L3 Perda de patrimônio Cultural 10-4

Fonte: ABNT (2015).

Para a perda de valores econômicos (L4) deve-se fazer a análise de

custo/benefício como sugere o Anexo D da norma supracitada. Na ausência dos

dados necessários para a análise, o valor de RT pode ser considerado 10-3.

2.5.3 Componentes de riscos associados a cada fonte de dano

A partir das fontes de danos apresentadas no Quadro 2, tem-se para S1

os seguintes tipos de componentes (ABNT, 2015):

Ra: refere-se a ferimentos aos seres vivos ocasionados por choque

elétrico devido às tensões de toque e passo, podendo ser dentro da

estrutura ou fora, em uma zona de até três metros dos condutores de

descida;

Rb: refere-se a danos físicos causados por centelhamentos perigosos

dentro da estrutura, dando início a incêndios e explosões;

Rc: relacionado a falhas de sistemas internos causados por LEMP

(lightning electromagnetic impulse).

Para a fonte de dano S2: risco de perda de serviço ao público, tem-se:

Rm: relacionado a falhas de sistemas internos causados LEMP.

Para a fonte de dano S3: risco de perda de patrimônio cultural, tem-se:

Ru: relacionado a ferimentos aos seres vivos causados por choque

elétrico devido às tensões de toque e passo dentro da estrutura;

33

Rv: relacionado a danos físicos causados por centelhamentos

perigosos entre instalações externas e partes metálicas geralmente no

ponto de entrada da linha na estrutura, dando início a incêndios e

explosões, consequente da corrente da descarga atmosférica

transmitida ou ao longo das linhas;

Rw: relacionado a falhas de sistemas internos causados por

sobretensões induzidas nas ilhas que entram na estrutura e

transmitidas a esta.

Para a fonte de dano S3: risco de perda de patrimônio cultural, tem-se:

Rz: referente a falhas de sistemas internos causados por sobre

tensões induzidas nas linhas que entram na estrutura e transmitidas a

esta.

2.5.4 Procedimento para o cálculo de gerenciamento de risco

Para realizar o gerenciamento de risco de uma estrutura deve-se fazer o

seguinte procedimento: inicialmente é necessário identificar as características do

empreendimento; identificar todas as perdas associando os riscos relevantes a

serem calculados; avaliar o risco R (calculado) para cada tipo de perda; comparar o

valor dos R’s calculados com os respectivos riscos toleráveis RT e avaliar quanto a

necessidade de proteção; caso seja levada em consideração a perda L4, deve-se

fazer uma comparação do custo total das perdas com o custo da proteção. Então é

feita a comparação do R calculado com o RT tolerável. Caso R > RT, medidas de

proteção devem ser tomadas e os cálculos deverão ser refeitos após as medidas

serem aplicadas até que R ≤ RT.

No caso em que não se consiga reduzir o valor de R para o nível RT

tolerável, o proprietário deve ser informado e o mais alto nível de proteção deve ser

adotado para essa estrutura.

A Figura 9 ilustra o procedimento a ser realizado no gerenciamento de

risco.

34

Figura 9 – Procedimento para decisão da necessidade da proteção e para

selecionar as medidas de proteção.


35

3 METODOLOGIA

Este tópico relata o procedimento metodológico utilizado, bem como

descreve as atividades seguidas para o desenvolvimento do software.

O presente trabalho é classificado quanto a sua natureza como pesquisa

aplicada, uma vez que possui aplicação prática, dirigidos à solução de problemas

específicos (GERALRDT; SILVEIRA, 2009). Quanto ao procedimento, Cervo (2007)

classifica as pesquisas em: bibliográfica, descritivas ou experimentais. Por se tratar

da implementação e validação de um software, o presente trabalho enquadra-se

como experimental.

3.1 Desenvolvimento do Software

Para o desenvolvimento do software foram realizadas as seguintes

atividades: Esclarecimento do tema; determinação dos requisitos; escolha do

sistema; aprendizagem da linguagem Visual Basic for Applications - VBA; definição

do público alvo; construção da estrutura do sistema e avaliação e validação do

software.

3.1.1 Esclarecimento do Tema

Nesta etapa, procurou-se obter o máximo de informações possíveis sobre

o assunto, de modo a compreender o fenômeno de formação dos raios, quais as

possíveis consequências de uma descarga atmosférica, os sistemas de proteção

utilizados, a importância do gerenciamento de risco e as variáveis que a serem

consideradas, com o intuito de desenvolver um software que atenda aos requisitos

contidos na norma. Foram realizadas pesquisas em livros, artigos, internet, normas e

legislações vigentes.

3.1.2 Determinação dos requisitos

Os requisitos que constituem o software foram determinados a partir da

leitura e interpretação da NBR 5419-2: 2015, que rege o gerenciamento de risco. Foi

realizada uma primeira leitura das quatro partes da norma com o intuito de

36

compreender seus princípios e procedimentos. Posteriormente o estudo foi

direcionado ao conteúdo da parte 2 da norma, realizando os cálculos da análise de

risco de forma manual, buscando a resolução e a interpretação de suas equações.

3.1.3 Escolha do sistema VBA

A escolha do VBA para o desenvolvimento do software deu-se devido a

esse sistema possuir uma linguagem de programação que de forma simplificada, em

relação a outras linguagens, automatiza as planilhas de cálculos, facilitando a

interação entre elas. Além disso, o VBA, neste caso, é utilizado como complemento

do Excel, uma ferramenta popular e eficiente na criação de planilhas e cálculos.

3.1.4 Definição do público alvo

O público alvo desse trabalho refere-se aos profissionais, estudantes e

empresas da área de Engenharia Elétrica, bem como outros profissionais que de

alguma forma atuam na área de SPDA.

3.1.5 Construção da estrutura do sistema

O software foi desenvolvido através da criação de macros, o qual permitiu

a otimização de diversos procedimentos realizados em planilhas e tabelas no Excel.

Os principais parâmetros e as referências das equações utilizadas na realização dos

cálculos efetuados pelo software estão apresentados no apêndice deste trabalho. A

versão utilizada foi a Microsoft Excel 2013.

Após a determinação dos requisitos, compreensão da linguagem VBA, e a

determinação do público alvo, iniciou-se a elaboração do protótipo do software.

Buscou-se então a implementação das rotinas no Excel, através da transferência

das equações e tabelas preestabelecidas para as planilhas eletrônicas.

A estrutura do software é composta por quatro abas principais, sendo

elas: 1 - Geral; 2 - Linhas de Energia e Sinal; 3 - Zonas de Proteção e 4 -

Resultados.

37

A primeira aba, denominada “Geral”, foi criada com o objetivo de coletar

dados gerais a respeito da característica do ambiente como: densidade demográfica,

fator de localização, SPDA, DPS, blindagem externa, dimensões do

empreendimento, definição das perdas e definição das zonas de proteção (número

total de pessoas e o tempo de presença).

A aba 2 – Linhas de Energia e Sinal é constituída por duas abas

secundarias, que têm como objetivo coletar informações a respeito do comprimento

da linha, fator de instalação, tipo da linha, fator ambiente, blindagem da linha,

blindagem, aterramento e isolação, estrutura adjacente e tensão suportável do

sistema interno, sendo que a primeira refere-se a dados da Linha de Energia e a

segunda refere-se a dados da Linha de Sinal.

A aba 3 intitulada de Zonas de Proteção foi subdividida em 5 abas, cada

uma referente a uma zona. A norma NBR 5419:2015 define zona como sendo uma

estrutura com características homogêneas, porém não estabelece o número máximo

de zonas que deverão ser determinadas, ficando a critério do projetista a sua

divisão. O software desenvolvido considerou um número máximo de cinco zonas.

A aba 4 e última refere-se aos resultados encontrados, ou seja, é a aba

de saída de dados, onde serão expostos os resultados dos cálculos do

gerenciamento de risco, determinando se a implantação do Sistema de Proteção

contra Descargas Atmosféricas é obrigatória ou opcional.

De modo a atrair o interesse do público alvo deste trabalho, buscou-se

fazer uma interface prática e de fácil manuseio para que o gerenciamento de risco

seja feito de forma intuitiva.

3.1.6 Avaliação do software

Para avaliar se o software atendeu aos objetivos propostos, o mesmo

será testado utilizando os dados dos estudos de caso do Anexo E da NBR 5419-2:

2015.

38

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Ao longo desse capítulo, os resultados obtidos com a utilização do

software serão descritos e comparados com os resultados expostos nos exemplos

do Anexo E da NBR 5419-2: 2015, com o intuito de validar a ferramenta proposta.

O referido anexo traz a demonstração do cálculo de gerenciamento de

risco para quatro relevantes exemplos hipotéticos, tendo como objetivo fornecer

informações necessárias sobre a avaliação de risco a fim de ilustrar os princípios

contidos na Parte 2 da norma. Os exemplos ilustrados são: uma casa de campo, um

edifício de escritórios, um hospital e um bloco de apartamentos, os quais serão

utilizados para a avaliação do software.

4.1 Casa de Campo

O primeiro exemplo hipotético exposto na norma foi uma casa de campo,

representado pela Figura 10. Os dados utilizados para o cálculo de gerenciamento

de risco estão apresentados nas Tabelas 1, 2, 3 e 4.

Figura 10 – Casa de campo.

Fonte: ABNT (2015).

Para esse tipo de estrutura considera-se perda de vida humana (L1) e

perda econômica (L4). Porém, como consta na norma, por decisão do proprietário, o

risco R4 para perdas econômicas (L4) não será considerado.

Localização: território plano e sem nenhuma estrutura nas vizinhanças.

A Tabela 1 mostra os dados referentes às características da casa e do

seu entorno. Já os dados para as linhas de energia e sinal que adentram na

estrutura e seus sistemas internos conectados são apresentados na Tabela 2.

39

Tabela 1 – Casa de campo: características da estrutura e meio ambiente.

Parâmetros de entrada Símbolo Valor

Densidade de descargas atmosférica para a terra

(1/km²/ano) NG 4,00

Dimensões da estrutura (m)

L (Largura) 15,00

W (Comprimento) 20,00

H (Altura) 6,00

Fator de localização da estrutura

CD 1,00

SPDA PB 1,00

Ligação equipotencial PEB 1,00

Blindagem espacial externa KS1 1,00


Tabela 2 – Casa de campo: linhas de energia e sinal.

Tipo da Linha Energia Sinal

Parâmetros de entrada Símbolo Valor Valor

Comprimento (m) ª LL 1000 1000

Fator de instalação CI 0,50 1,00

Fator tipo da linha CT 1,00 1,00

Fator ambiente CE 1,00 1,00

Blindagem da linha RS - -

Blindagem, aterramento, isolação

CLD 1,00 1,00

CLI 1,00 1,00

Estrutura adjacente

LJ (Largura) - -

WJ (Comprimento) - -

HJ (Altura) - -


CDJ - -

Tensão suportável do sistema interno

UW (kV) 2,50 1,50

Parâmetros resultantes

KS4 0,40 0,67

PLD 1,00 1,00

PLI 0,30 0,50

ª Como o comprimento LL da seção da linha é desconhecido, LL = 1000 m é assumido.


As Tabelas 3 e 4 referem-se aos dados de distribuição das pessoas nas

zonas e aos dados dos fatores válidos para as zonas de proteção definidas (zona 1

e zona 2), respectivamente.

40

Tabela 3 – Casa de campo: distribuição das pessoas nas zonas de proteção.

Zona (Nz) Número de pessoas Tempo da presença

(horas/ano)

Z1 0 0

Z2 5 8760

Z3 0 0

Z4 0 0

Z5 0 0

Total (Nt) 5 --

Fonte: O próprio autor.

Tabela 4 – Casa de campo: fatores válidos para as zonas de proteção.

Parâmetros de entrada Símbolo Z2

Tipo de piso rt 1,00E-05

Proteção contra choque (descarga atmosférica na estrutura)

PTA 1,00E+00

Proteção contra choque (descarga atmosférica na linha)

PTU 1,00E+00

Risco de incêndio rf 1,00E-03

Proteção contra incêndio rp 1,00E+00

Blindagem espacial interna KS2 1,00E+00

Energia Fiação interna KS3 2,00E-01

DPS coordenados PSPD 1,00E+00

Telecom Fiação interna KS3 1,00E+00


L1: perda de vida humana

Perigo especial hz 1,00E+00

D1: devido à tensão de toque e passo

LT 1,00E-02

D2: devido a danos físicos

LF 1,00E-01

D3: devido a falhas de sistema internos

LO -

Parâmetros

nz/nt x tz/8760 = 5/5 x 8760/8760

- 1,00E+00


LA 1,00E-07

LU 1,00E-07

LB 1,00E-04

LV 1,00E-04


Com o intuito de demonstrar a aplicabilidade do software, serão

mostradas para esse exemplo específico, as etapas desde a entrada de dados, até a

obtenção do resultado final do gerenciamento de risco. Os demais casos serão

41

abordados de forma objetiva, uma vez que, julgou-se desnecessário a repetição do

procedimento.

A primeira aba do software “Geral” foi preenchida com os dados

fornecidos pela Tabela 1, conforme pode ser verificado na Figura 11.

Como já demostrado nesse trabalho o valor da densidade de descargas

atmosféricas NG pode ser obtido a partir do site do Inpe:

http://www.inpe.br/webelat/ABNT_NBR5419_Ng/.

A norma estabeleceu, para esse exemplo, o fator de localização da

estrutura CD = 1, esse valor refere-se a “Estrutura isolada: nenhum outro objeto nas

vizinhanças” (Tabela 1).

Foi considerado que a estrutura não está protegida por SPDA e não

possui Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS, o que atribui valor 1 a PB e valor

1 a PEB, respectivamente. A blindagem externa é dada pela seguinte equação: KS1 =

0,12 x wm1, onde wm1 é a largura da blindagem em forma de grade, ou dos

condutores de descidas do SPDA tipo malha ou o espaçamento entre as colunas

metálicas da estrutura, ou o espaçamento entre as estruturas de concreto armado

atuando como um SPDA natural. A norma admitiu que a estrutura não possui

blindagem externa, logo KS1 = 1, valor máximo que KS1 está limitado.

As dimensões do empreendimento em questão são: L = 15

(comprimento), W = 15 (largura) e H = 6 (altura). Para um caso real essas

dimensões podem ser facilmente verificadas através do Projeto Arquitetônico do

empreendimento.

As zonas são definidas através da concepção do projetista, não existindo

para esse parâmetro modelo específico a ser seguido. Cada projetista através do

seu entendimento e experiência, levando em consideração o tipo de estrutura e

atividade em estudo, determina quantas zonas serão analisadas e a distribuição de

pessoas em cada zona.

Levando em consideração o presente exemplo hipotético, a norma definiu

duas principais zonas (Z1 e Z2), sendo Z1 fora da casa e Z2 dentro da casa. Porém,

para Z1 considerou-se que nenhuma pessoa está fora da casa no momento da

tempestade, logo o risco de choque em pessoas RA = 0. Como RA é a componente

de risco somente fora da casa, a Z1 foi desconsiderada.

42

Como estabelecido no exemplo da norma, será considerada apenas a

perda de vida humana (L1). A Figura 11 mostra a forma com que os valores foram

preenchidas para a aba “Geral”.

Figura 11 – Casa de campo: preenchimento da aba “Geral”.


A segunda aba refere-se a entrada de dados das linhas, conforme Tabela

2 e 3 e está subdividida em duas abas: linha de energia e linha de sinal (Figuras 12

e 13).

O comprimento da linha LL é dado pelo tamanho da linha de energia ou

sinal que alimenta a estrutura. Quando o comprimento da seção da linha é

desconhecido, poderá ser adotado LL = 1000 m.

O fator de instalação (CI) é dado pela forma com que condutores foram

instalados, podendo ser aéreo (CI = 1), enterrado (CI = 0,5) e cabos enterrados

instalados completamente dentro de uma malha de aterramento (CI = 0,01). A linha

de energia do exemplo em estudo é enterrada assumindo valor de CI = 0,5 (Figura

12). Já a linha de sinal é aérea CI = 1 (Figura 13).

O fator tipo de linha CT é dado pelo tipo de instalação. Se for de sinal ou

de energia em baixa tensão o valor de CT = 1, já se for linha de energia em alta

43

tensão (com transformador AT/BT), o valor de CT = 0,2. Adotou-se CT = 1 para

ambas as linhas.

O fator ambiental da linha CE refere-se à localização da estrutura. Por

tratar-se de uma casa de campo no meio rural, adotou-se CE = 1, tanto para linha de

energia quanto para a linha de sinal.

RS representa a resistência da blindagem da linha e tem como unidade de

medida Ω/km. Para o exemplo em estudo assumiu-se que as linhas (energia e sinal)

não são blindadas.

O valor da probabilidade PLD está relacionado com a blindagem da linha.

Caso a linha seja blindada o seu valor será dado através da relação da resistência

suportável (Rs) e da tensão suportável (UW), caso a linha não seja blindada o valor

será sempre 1, como pode ser observado no Quadro 3. Sendo o valor da tensão

suportável UW = 2,5 (dado na Tabela 2) e considerando as linhas não blindadas, o

valor de PLD para as linhas de energia e sinal é igual a 1.

Quadro 3 – Valores de probabilidade PLD.

Tipo da linha

Condições do roteamento, blindagem e interligação

Tensão suportável UW em kV

1 1,5 2,5 4 6

Linhas de energia ou sinal

Linha aérea ou enterrada, não blindada ou com blindagem não interligada ao mesmo barramento de equipotencialização do equipamento

1 1 1 1 1

Blindagem aérea ou enterrada cuja blindagem está interligada ao mesmo barramento de equipotencialização do equipamento

5 Ω/km < RS

≤ 20 Ω/km 1 1 0,95 0,9 0,8

1 Ω/km ≤ RS ≤ 5 Ω/km

0,9 0,8 0,6 0,3 0,1

RS ≤ 1 Ω/km 0,6 0,4 0,2 0,04 0,02


Os valores dos fatores de CLD e CLI dependem das condições de blindagem,

aterramento e isolamento da linha, podendo assumir os valores mostrados no

Quadro 4. A linha de energia do presente exemplo hipotético é do tipo enterrada e

não blindada, logo CLD = 1 e CLI = 1. A linha de sinal é do tipo aérea e não blindada,

logo CLD = 1 e CLI = 1.

44

Quadro 4 – Valores dos fatores CLD e CLI dependendo das condições de blindagem aterramento e isolamento.

Tipo de linha externa Conexão na entrada CLD CLI

Linha aérea não blindada Indefinida 1 1

Linha enterrada não blindada Indefinida 1 1

Linha de energia com neutro

multiaterrado Nenhuma 1 0,2

Linha enterrada blindada (energia

ou sinal)

Blindagem não interligada ao mesmo

barramento de equipotencialização

que o equipamento

1 0,3

Linha aérea blindada (energia ou

sinal)

Blindagem não interligada ao mesmo


que o equipamento

1 0,1

Linha enterrada blindada (energia

ou sinal)

Blindagem interligada ao mesmo


que o equipamento

1 0

Linha aérea blindada (energia ou

sinal)



que o equipamento

1 0

Cabo protegido contra descargas

atmosféricas ou cabeamento em

dutos para cabos protegido contra

descargas atmosféricas



que o equipamento

0 0

(Nenhuma linha externa) Sem conexões com linhas externas

(sistemas idependentes) 0 0

Qualquer tipo Interfaces isolantes de acordo com a

ABNT NBR 5419-4 0 0


Para o presente exemplo não foram consideradas estruturas adjacentes, logo

não possui fator de aplicação da estrutura adjacente, sendo adotados valores iguais

a zero.

As Figuras 12 e 13 mostram as abas para as linhas de energia e sinal

preenchidas com os seus respectivos valores fornecidos pela norma.

45

Figura 12 – Casa de campo: Linha de Energia.


Figura 13 – Casa de campo: Linha de Sinal.


46

Na terceira aba do software “Zonas de Proteção” são inseridos os dados

referentes a zona 2 (Tabela 4), uma vez que para o exemplo em questão, apenas

ela possui relevância.

O fator de redução rt está relacionado ao tipo de piso da zona. O piso é do

tipo linóleo, logo rt = 10-5.

Os valores da probabilidade PTA de uma descarga atmosférica em uma

estrutura causar choque a seres vivos devido a tensões de toque e passo perigosas

depende das medidas de proteção adicionais contra tensões de toque e passo. Já

os valores da probabilidade PTU de uma descarga atmosférica em uma linha que

adentre a estrutura causar choque a seres vivos devido a tensões de toque

perigosas depende das medidas de proteção contra tensões de toque, como

restrições físicas ou avisos visíveis de alerta.

A estrutura em estudo não possui nenhuma proteção contra choque de

descargas atmosféricas na estrutura e nenhuma proteção contra choque de

descargas atmosféricas na linha, logo PTA = 1 e PTU = 1.

O fator de redução rf é dado em função do risco de incêndio ou explosão

na estrutura, que foi considerado risco de incêndio baixo, logo rf = 0,001.

O fator de redução rp é determinado através das providências tomadas

para reduzir as consequências de um incêndio. Para a Casa de campo nenhuma

providência foi tomada para reduzir as consequências de incêndio, logo rp = 1.

A blindagem interna é dada pela seguinte equação: KS2 = 0,12 x wm2, onde

wm2 é a largura da blindagem em forma de grade, ou dos condutores de descidas do

SPDA tipo malha ou o espaçamento entre as colunas metálicas da estrutura, ou o

espaçamento entre as estruturas de concreto armado atuando como um SPDA

natural. A norma admitiu que a estrutura não possui KS2 = 1, valor máximo que Ks1

está limitado.

O fator KS3 leva em consideração as características da fiação interna. O

exemplo em questão sugeriu para a linha de energia a utilização de cabo não

blindado (KS3 = 0,2), com preocupação no roteamento e para a linha de sinal, cabo

blindado sem preocupação no roteamento (KS3 = 1).

47

O valor de PSPD depende do sistema coordenado de DPS e do nível de

proteção contra descargas atmosféricas. Para o exemplo em questão considerou-se

PSPD = 1, o que significa que nenhum sistema de DPS foi coordenado.

O fator hz está relacionado a presença de algum perigo especial. Como a

Casa de campo não existe perigo especial o valor de hz = 1.

Os parâmetros LT, LF e LO correspondem ao número relativo médio típico

de vítimas devido a um evento perigoso, onde LT refere-se a vítimas feridas por

choque elétrico (D1), LF vítimas por danos físicos (D2) e LO vítimas por falha de

sistemas internos (D3). Os valores desses parâmetros dependem do tipo da

estrutura. Para o exemplo em questão tem-se LT = 0,01 (valor utilizado para todos os

tipos de estrutura); LF = 0,1 (valor utilizado para hospital, hotel, escola e edifício

cívico) e LO = 0 (valor utilizado quando a falha de sistema interno não coloca em

risco a vida humana).

A Figura 14 mostra os dados preenchidos no software de acordo com as

características abordadas na norma.

Figura 14 – Casa de campo: Zona 2.


48

Após o devido preenchimento de todos os parâmetros fornecidos pela

norma para o exemplo da Casa de Campo, o software obteve os resultados

mostrados na Figura 15.

Figura 15 – Casa de campo: resultados do gerenciamento de risco dados pelo

software.


Os valores apresentados na Figura 15 indicam que o risco calculado R1

(2,51x10-5) é maior que o risco tolerável RT (1x10-5), logo a estrutura não está

protegida e necessita de medidas de proteção. Com o intuito de sinalizar essa

informação e alertar para seu usuário, o software apresenta a mensagem

“ESTRUTURA NÃO PROTEGIDA”, ilustrada na Figura 16.

49

Figura 16 – Casa de campo: mensagem de alerta para estrutura não protegida.


As Tabelas 5 e 6 mostram os resultados encontrados pela norma, para as

áreas de exposição equivalentes da estrutura e linhas, e para o número esperado

anual de eventos perigosos, respectivamente, utilizando os mesmos dados utilizados

no software.

Tabela 5 – Casa de campo: áreas de exposição equivalentes da estrutura e linhas.

Parâmetros de entrada Símbolo Resultado (m²)

Estrutura AD 2,58 x 10³

AM _

Linha de energia

AL/P 4,00 x 104

AI/P 4,00 x 106

ADJ/P 0

Linha Telecom

AL/T 4,00 x 104

AI/T 4,00 x 106

ADJ/T 0


50

Tabela 6 – Casa de campo: número esperado anual de eventos perigosos.

Parâmetros de entrada Símbolo Resultado 1/ ano

Estrutura ND 1,03 x 10-2

NM _

Linha de energia

NL/P 8,00 x 10-2

NI/P 8,00

NDJ/P 0

Linha Telecom

NL/T 1,60 x 10-1

NI/T 16

NDJ/T 0


Os resultados obtidos pelo software para as áreas de exposição

equivalente e para os números anual médio de eventos perigosos, apresentados na

Figura 15, foram exatos quando comparados com os valores fornecidos pela norma,

tendo apenas uma pequena diferença em AD e ND, devido a aproximação feita pelos

autores da norma.

A Tabela 7 apresenta os resultados do valor calculado R1 pela norma e

pelo software.

Tabela 7 – Casa de campo: risco R1 para estrutura não protegida (valores x 10-5).

Símbolo Z2 R1

(Norma)

R1 (Software)

D1 Ferimento

RA =0 =0 0,0001

RU= RU/P + RU/T

0,002 0,002 0,0024

D2 Danos físicos

RB 0,103 0,103 0,103

RV= RV/P + RV/T

2,40 2,40 2,40

Total 2,51 R1=2,51 R1=2,506

Tolerável R1> RT: proteção contra

descargas atmosféricas é requerida

RT=1


Nota-se que os resultados fornecidos pela norma para valores de R foram

aproximados na oitava cada decimal, enquanto que nos resultados obtidos no

software optou-se por não fazer aproximações, obtendo valores mais precisos.

Fazendo a comparação dos valores encontrados utilizando o software

(Figura 15) com os resultados fornecidos pela norma (Tabela 7), observa-se que os

resultados são exatos, levando em consideração a aproximação supracitada.

51

4.1.1 Seleção das medidas de proteção

De acordo com a Figura 16, o valor para o risco R1 calculado é

aproximadamente 2,51 enquanto que o risco tolerável RT é 1 (valores x 10-5), logo a

estrutura não está protegida.

Como pode ser observado na Figura 15, os componentes RV (descargas

atmosféricas na linha) e RB (descargas atmosféricas na estrutura) são os principais

contribuintes ao valor de risco calculado, correspondendo a aproximadamente 96%

e 4%, respectivamente. Para reduzir os valores dos componentes RV e RB, e

consequentemente reduzir o valor R1 a um valor tolerável, faz-se necessário tomar

algumas medidas de proteção. A norma sugere duas soluções:

Solução 1: Fazer a instalação de DPS NÍVEL IV (incluindo ligação

equipotencial para descargas atmosféricas) para as linhas de energia e de telefone

da casa (Figura 17);

Solução 2: Fazer a instalação de um SPDA CLASSE IV (incluindo

ligação equipotencial para descargas atmosféricas) com instalação de DSP NÍVEL

IV para as linhas de energia e de telefone da casa (Figura 19).

Os cálculos foram refeitos acatando cada uma das sugestões

supracitadas, sendo obtidos os seguintes resultados ilustrados na Figura 18 (solução

1) e na Figura 20 (solução 2):

52

Figura 17 – Casa de campo: solução 1 - instalação de DPS NÍVEL IV.


Figura 18 – Casa de campo: resultados obtidos pelo software para a solução 1.


53

Figura 19 – Casa de campo: solução 2 instalação de DPS nível IV e SPDA Classe

IV.


Figura 20 – Casa de campo: resultados obtidos pelo software para a solução 2.


54

Nota-se que, para ambas as sugestões, R1 < RT, logo a estrutura agora

está protegida e o software apresenta a mensagem “ESTRUTURA PROTEGIDA”,

conforme ilustrada na Figura 21.

Figura 21 – Casa de campo: mensagem de alerta para estrutura protegida para a

soluções 1 e 2.


A Tabela 8 apresenta os resultados do Gerenciamento de Risco feito pela

norma e pelo software para as soluções 1 e 2.

Tabela 8 – Casa de campo: componentes de risco relevantes ao risco R1 para a

estrutura protegida para as soluções 1 e 2 (valores x 10-5).

Símbolo R1

(Norma) Situação 1

R1 (Software) Situação 1

R1 (Norma)

Situação 2

R1 (Software) Situação 2

D1 Ferimento

RA ≈ 0 0,000103 ≈ 0 0,000020

RU= RU/P + RU/T

≈ 0 0,00012 ≈ 0 0,00012

D2 Danos físicos

RB 0,103 0,103 0,021 0,0206

RV= RV/P + RV/T

0,120 0,120 0,120 0,120

Total 0,223 0,223 0,141 0,1407

Tolerável R1 < RT:

Estrutura protegida


55

Fazendo a comparação dos resultados ilustrados nas Figuras 18 e 20

com os valores contidos na Tabela 8, observa-se que para ambos os casos o

software mais uma vez mostrou-se preciso.

4.2 Edifício de escritórios

O segundo exemplo exposto na norma refere-se a um edifício de

escritórios mostrado na Figura 22, composto por um arquivo, escritórios e um centro

de informática, apresentando os seguintes dados:

Figura 22 – Edifício de escritórios.

Fonte: ABNT (2015).


perda econômica (L4). Porém, por decisão do proprietário, o risco R4 para perdas

econômicas (L4) não será considerado.


NG = 4 descargas atmosféricas/km²/ano.

Número de pessoas total a serem consideradas = 200 pessoas.

Os valores referentes às características da edificação e da vizinhança

estão apresentados na Tabela 9.

56

Tabela 9 – Edifício de escritórios: características da estrutura e do meio ambiente.



NG (1/km²/ano) 4,00


L (Largura) 20,00


H (Altura) 25,00


CD 1,00

SPDA PB 1,00


Blindagem espacial externa

KS1 1,00


Os dados da linha de energia e sinal que adentram a estrutura estão

expostos na Tabela 10.

Tabela 10 – Edifício de escritórios: linhas de energia e sinal.



Comprimento (m) ª LL 200 1000

Fator de instalação CI 1,00 0,50



Blindagem da linha PLD _ _


CLD 1,00 1,00

CLI 1,00 1,00

Estrutura adjacente

LJ (Largura) _ _

WJ (Comprimento) _ _

HJ (Altura) _ _


CDJ _ _


UW (kV) 2,50 1,50


KS4 0,40 0,67

PLD 1,00 1,00

PLI 0,30 0,50

ª Como o comprimento LL da seção da linha é desconhecido, LL=1000 m é assumido.


Conforme proposto no estudo de caso em questão, a edificação foi

dividida em 5 zonas, visando subdividir os valores das perdas em frações. A

distribuição da população a ser considerada para cada zona de proteção é

apresentada na Tabela 11.

57

Tabela 11 – Edifício de escritórios: distribuição das pessoas nas zonas de proteção.

Zona (NZ) Número de pessoas Tempo da presença

(horas/ano)

Z1 4 8760

Z2 2 8760

Z3 20 8760

Z4 160 8760

Z5 14 8760

Total (Nt) 200 --


As características presentes em cada zona de proteção é exibida na

Tabela 12.

Tabela 12 – Edifício de escritórios: fatores válidos para as zonas de proteção.

Parâmetros de entrada Símbolo Z1 Z2 Z3 Z4 Z5

Tipo de piso rt 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-05 1,00E-05 1,00E-05

Proteção contra choque (descarga atmosférica na

estrutura) PTA 1,00E+00 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00


linha) PTU 0,00E+00 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Risco de incêndio rf 0,00E+00 0,00E+00 1,00E-01 1,00E-03 1,00E-03

Proteção contra incêndio rp 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Blindagem espacial interna KS2 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Energia

Fiação interna

KS3 0,00E+00 0,00E+00 2,00E-01 2,00E-01 2,00E-01

DPS coordenados

PSPD 0,00E+00 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Telecom

Fiação interna

KS3 0,00E+00 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

DPS coordenados

PSPD 0,00E+00 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00


Perigo especial

hz 1,00E+00 1,00E+00 2,00E+00 2,00E+00 2,00E+00


LT 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02


LF 0,00E+00 0,00E+00 2,00E-02 2,00E-02 2,00E-02


LO 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

Fator para pessoa na

zona

nz/nt x tz/8760 = 5/5 x 8760/8760

- 2,00E-02 1,00E-02 1,00E-01 8,00E-01 7,00E-02


58

Fazendo-se uso dos dados sugeridos pela norma expostos nas Tabelas

10, 11 e 12 e utilizando a ferramenta para realizar o Gerenciamento de Risco,

obteve-se os resultados apresentados na Figura 23.

Figura 23 – Edifício de escritórios: resultados do gerenciamento de risco dados pelo

software.


Nota-se que o valor do risco calculado R1 (9,65 x10-5) é maior que o risco

tolerável RT (1 x10-5), logo a proteção é necessária e o programa apresenta a

mensagem indicando a necessidade.

As Tabelas 13 e 14 apresentam os valores extraídos da norma para as

áreas de exposição equivalente e o número esperado anual de eventos perigosos,

respectivamente.

59

Tabela 13 – Edifício de escritórios: áreas de exposição equivalentes da estrutura e

das linhas.

Parâmetros de entrada

Símbolo Resultado - Norma

(m²) Resultado - Software

(m²)

Estrutura AD 2,75 x 104 2,74625 x 104

AM _ Não relevante

Linha de energia

AL/P 8,00 x 103 8,00 x 103

AI/P 8,00 x 105 8,00 x 105

ADJ/P 0 0

Linha Telecom

AL/T 4,00 x 104 4,00 x 104

AI/T 4,00 x 106 4,00 x 106

ADJ/T 0 0


Tabela 14 – Edifício de escritórios: número anual de eventos perigosos esperados.


Símbolo Resultado - Norma

1/ ano Resultado – Software

1/ ano

Estrutura ND 1,10 x 10-1 1,0985 x 10-1

NM _ Não relevante

Linha de energia

NL/P 3,20 x 10-2 3,20 x 10-2

NI/P 3,20 3,20

NDJ/P 0 0

Linha Telecom

NL/T 8,00 x 10-2 8,00 x 10-2

NI/T 8,00 8,00

NDJ/T 0 0


A Tabela 15 exibe os valores dos riscos calculados pela norma e pelo

software para cada zona de proteção e apresenta o risco calculado R1.

Tabela 15 – Edifício de escritórios: número esperado anual de eventos perigosos.

Símbolo Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 R1

(Norma) R1

(Software)

D1 Ferimento

RA 0,002 0 =0 0,001 =0 0,003 0,0032

RU= RU/P + RU/T

=0 0,001 =0 0,001 0,0011

D2 Danos físicos

RB 4,395 0,352 0,031 4,778 4,7762

RV= RV/P + RV/T

4,480 0,358 0,031 4,870 4,8698

Total 0,002 0 8,876 0,712 0,062 R1=9,65 9,6503

Tolerável R1> RT: proteção contra descargas

atmosféricas é requerida RT=1


60

Comparando-se os valores fornecidos pela norma das Tabelas 13, 14 e

15 com os resultados do Gerenciamento de Risco feito pelo software, ilustrado na

Figura 23, constatou-se que o software apresenta precisão nos cálculos.


De acordo com a Figura 23 o valor para o risco R1 calculado é

aproximadamente 9,65 enquanto que o risco tolerável RT é 1 (valores x 10-5).

Como R1 > RT, faz-se necessário tomar algumas medidas de proteção. A

norma sugere duas soluções:

Solução 1:

Proteger a edificação com um SPDA classe III, conforme a ABNT NBR

5419;

Incluir a ligação equipotencial para descargas atmosféricas para as

linhas de energia e de telefone da casa com DSP NIVEL III.

Solução 2:

Proteger a edificação com um SPDA classe IV, conforme a ABNT NBR

5419;

Incluir a ligação equipotencial para descargas atmosféricas para as

linhas de energia e de telefone da casa com DSP NIVEL IV.

Fazendo as devidas alterações no software conforme as soluções

supracitadas, obteve-se os resultados ilustrados nas Figuras 24 e 25 para a solução

1 e solução 2, respectivamente.

61

Figura 24 – Edifício de escritórios: resultados obtidos pelo software para solução 1.


Figura 25 – Edifício de escritórios: resultados obtidos pelo software para solução 2.


62

Nota-se que, para as duas situações, o risco R1 foi reduzido para valores

abaixo de RT, logo a estrutura agora está protegida e o software apresenta a

mensagem de estrutura protegida.

A Tabela 16 traz os resultados fornecidos pela norma e pelo software

para o risco calculado R1, para as Soluções 1 e 2.

Tabela 16 – Edifício de escritórios: risco R1 para estrutura protegida (valores x 10-5).

Total

(Norma) Total

(Software) Tolerável Resultado

Solução 1

R1=0,722 R1=0,7215 RT=1 R1 ≤ RT

Solução 2

R1=0,648 R1=0,6480 RT=1 R1 ≤ RT


Fazendo a comparação dos resultados ilustrados na Tabela 16, observa-

se que para ambos os casos o software mais uma vez mostrou-se preciso.

4.3 Hospital

O terceiro exemplo hipotético exposto na norma refere-se a um hospital

normal contendo um bloco de quartos, um bloco de operação e uma unidade de

terapia intensiva (UTI) conforme apresenta a Figura 26.

Figura 26 – Hospital.

Fonte: ABNT (2015).

63

Para esse tipo de estrutura as perdas de vida humana (L1) e perdas

econômicas (L4) são relevantes para avaliar a necessidade de proteção, bem como

para a eficiência do custo das medidas de proteção. Porém, optou-se por não

calcular o custo anual das medidas de proteção, nem o custo anual das perdas para

o empreendimento, uma vez que a avaliação de custo-benefício não se enquadra

nos objetivos do software.


A Tabela 17 contém os dados referentes às características da estrutura e

de sua vizinhança.

Tabela 17 – Hospital: características ambientais e globais da estrutura.



NG (1/km²/ano) 4,00


L (Largura) 50,00


H (Altura) 10,00


CD 1,00

SPDA PB 1,00



KS1 1,00


Os dados para as linhas de energia e sinal que adentram à estrutura e

seus sistemas internos conectados são dados na Tabela 18.

64

Tabela 18 – Hospital: linhas de energia e sinal.



Símbolo Valor Valor

Comprimento (m) ª LL 500,00 300,00

Fator de instalação Cl 0,50 0,50



Blindagem da linha RS RS ≤ 1 1 ≤ RS ≤ 5


CLD 1,00 1,00

CLI 0,00 0,00

Estrutura adjacente

LJ (Largura) _ 20

WJ (Comprimento) _ 30

HJ (Altura) _ 5


CDJ _ 1


UW (kV) 2,50 1,50


KS4 0,40 0,67

PLD 0,20 0,80

PLI 0,30 0,50

ª Como o comprimento LL da seção da linha é desconhecido, LL = 1000 m é assumido (ver A.4 e A.5)


É considerado um total de 1000 pessoas divididas em 4 zonas de

proteção, Z1 (externa ao edifício), Z2 (bloco de apartamentos), Z3 (bloco cirúrgico) e

Z4 (Unidade de Terapia Intensiva - UTI). A distribuição das pessoas nas zonas de

proteção e o tempo de presença foram consideradas conforme exibe a Tabela 19.

Tabela 19 – Hospital: distribuição das pessoas nas zonas.

Zona (NZ) Número de pessoas Tempo da presença

(horas/ano)

Z1 10 8760

Z2 950 8760

Z3 35 8760

Z4 5 8760

Total (Nt) _ _


65

A Tabela 20 refere-se aos dados das características de cada zona de

proteção, conforme a divisão citada.

Tabela 20 – Hospital: fatores válidos para as zonas de proteção.

Parâmetros de entrada Símbolo Z1 Z2 Z3 Z4

Tipo de piso rt 1,00E-02 1,00E-05 1,00E-05 1,00E-05


estrutura) PTA 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00


linha) PTU 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Risco de incêndio rf 0,00E+00 1,00E-02 1,00E-03 1,00E-03

Proteção contra incêndio rp 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Blindagem espacial interna KS2 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Energia

Fiação interna

KS3 1,00E+00 2,00E-01 2,00E-01 2,00E-01

DPS coordenados

PSPD 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Telecom

Fiação interna

KS3 0,00E+00 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02

DPS coordenados

PSPD 0,00E+00 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00


Perigo especial

hz 1,00E+00 5,00E+00 5,00E+00 5,00E+00


LT 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02 1,00E-02


LF 0,00E+00 1,00E-01 1,00E-01 1,00E-01


LO 0,00E+00 1,00E-03 1,00E-02 1,00E-02

Fator para pessoa na

zona

nz/nt x tz/8760 = 5/5 x 8760/8760

- 1,00E-02 9,50E-01 3,50E-02 5,00E-03


Fazendo-se uso dos dados sugeridos pela norma e utilizando a

ferramenta para realizar o gerenciamento de risco, obteve-se os seguintes

resultados apresentados nas Tabelas 21 e 22, para as áreas de exposição

equivalente e o número esperado anual de eventos perigosos, respectivamente.

66

Tabela 21 – Hospital: áreas de exposição equivalentes da estrutura e das linhas.


Símbolo Resultado (m²)

(Norma) Resultado (m²)

(Software)

Estrutura AD 2,23 x 104 2,23 x 104

AM 9,85 x 105 9,85 x 105

Linha de energia

AL/P 2,00 x 104 2,00 x 104

AI/P 2,00 x 106 2,00 x 106

ADJ/P 0 0

Linha Telecom

AL/T 1,20 x 104 1,20 x 104

AI/T 1,20 x 106 1,20 x 106

ADJ/T 2,81 x 103 2,81 x 103


Tabela 22 – Hospital: número esperado anual de eventos perigosos esperados.

Parâmetros de

entrada Símbolo

Resultado 1/ ano

(Norma)

Resultado 1/ ano

(Software)

Estrutura ND 8,93 x 10-2 8,93 x 10-2

NM 3,94 3,94

Linha de energia

NL/P 4,00 x 10-3 4,00 x 10-3

NI/P 4,00 x 10-1 4,00 x 10-1

NDJ/P 0 0

Linha Telecom

NL/T 1,20 x 10-2 1,20 x 10-2

NI/T 1,20 1,20

NDJ/T 1,12 x 10-2 1,12 x 10-2


A Tabela 23 mostra os resultados dos componentes de risco obtidos a

partir do gerenciamento de risco feito pela norma e pelo software.

Tabela 23 – Hospital: risco R1 para a estrutura sem proteção (valores x 10-5).

Símbolo R1

(Norma) R1

(Software)

D1 Ferimento

RA 0,010 0,0098

RU= RU/P + RU/T =0 0,000191

D2 Danos físicos

RB 42,6 42,59800

RV= RV/P + RV/T 9,245 9,244641

D3 Falha de sistemas interno

RC 12,057 12,05604

RM 3,429 3,427648

RW= RW/P + RW/T 2,616 2,616408

RZ= RZ/P + RZ/T

Total R1=69,96 69,952752

Tolerável RT=1


Como o valor do risco calculado R1 (69,96 x10-5) é maior que o risco

tolerável RT (1 x10-5), a proteção faz-se necessária.

67

Após a comparação dos resultados contidos na norma com o valor do

gerenciamento de risco calculado pelo software (Tabelas 21, 22 e 23), é possível

afirmar que os cálculos realizados pelo software mais uma vez foram exatos.


Ao analisar a Tabela 23 nota-se que após o gerenciamento de risco o

valor do risco calculado é R1=69,96 x 10-5, enquanto que o risco tolerável é RT = 1 x

10-5, estando a estrutura desprotegida. Assim, faz-se necessário realizar medidas de

proteção afim de reduzir o valor do risco calculado abaixo do tolerável.

Para o exemplo em questão a norma sugere três soluções distintas,

combinando diferentes medidas de proteção.

Solução 1:

Proteger a edificação com um SPDA classe I (PB = 0,02, incluindo

também PEB = 0,01);

Instalar DPS coordenados nas linhas de Energia e Sinal nas zonas Z2,

Z3 e Z4 (PSPD = 0,005);

Instalar um sistema automático de proteção contra incêndio para a

zona Z2 (rP = 0,2);

Instalar nas zonas Z3 e Z4 blindagem tipo malha (wm = 0,5 m).

A Tabela 24 apresenta os novos resultados após realizar o gerenciamento

de risco tomando as devidas medidas de proteção sugeridas para a solução 1.

Tabela 24 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida - solução 1 (valores x 10-5).

Símbolo R1

(Norma) R1

(Software)

D1 Ferimento

RA =0 1,96 x 10-4

RU= RU/P + RU/T =0 1,92 x 10-6

D2 Danos físicos

RB 0,173 1,73 x 10-1

RV= RV/P + RV/T 0,018 1,88 x 10-2


RC 0,12 1,20 x 10-1

RM 0,012 1,23 x 10-2

RW= RW/P + RW/T 0,012 1,31 x 10-2

RZ= RZ/P + RZ/T

Total R1=0,338 0,338

Tolerável RT=1


68

Solução 2:




Z3 e Z4, com Nível de Proteção I (PSPD = 0,001);


zona Z2 (rP = 0,2).

Adotando as sugestões da solução 2, novos resultados foram

encontrados, podendo ser observados na Tabela 25.

Tabela 25 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida de acordo com a solução 2

(valores x 10-5).

Símbolo R1

(Norma) R1

(Software)

D1 Ferimento

RA =0 1,96 x 10-4

RU= RU/P + RU/T

=0 1,92 x 10-6

D2 Danos físicos

RB 0,174 1,73 x 10-1

RV= RV/P + RV/T

0,018 1,88 x 10-2


RC 0,024 2,41 x 10-2

RM 0,003 1,23 x 10-2

RW= RW/P

+ RW/T 0,003

2,26 x 10-3

RZ= RZ/P + RZ/T

Total R1=0,222 0,231

Tolerável RT=1


Solução 3:




Z3 e Z4, com Nível de Proteção I (PSPD = 0,002);


zona Z2 (rP = 0,2);

Instalar nas zonas Z3 e Z4 blindagem tipo malha (wm = 0,1 m).

A Tabela 26 apresenta os novos resultados após realizar o gerenciamento

de risco tomando as devidas medidas de proteção sugeridas para a solução 3.

69

Tabela 26 – Hospital: risco R1 para estrutura protegida - solução 3 (valores x 10-5).

Símbolo R1

(Norma) R1

(Software)

D1 Ferimento

RA =0 1,96 x 10-4

RU= RU/P + RU/T

=0 1,92 x 10-6

D2 Danos físicos

RB 0,173 1,732 x 10-1

RV= RV/P + RV/T

0,018 1,888 x 10-2


RC 0,048 4,817 x 10-2

RM =0 4,824 x 10-3

RW= RW/P

+ RW/T 0,005

5,232 x 10-3

RZ= RZ/P + RZ/T

Total R1=0,244 0,250

Tolerável RT=1


Para as três soluções apresentadas nota-se que o valor do risco

calculado está abaixo do risco tolerável, desta forma a estrutura agora está

protegida.

Nota-se que os valores contidos na norma apresentam exatidão quando

comparados com os valores obtidos no software através do gerenciamento de risco,

para todas as soluções sugeridas.

4.4 Bloco de Apartamentos

O último exemplo hipotético exposto na norma foi um bloco de

apartamentos, representado pela Figura 27, apresentando os seguintes dados:

Figura 27 – Bloco de apartamentos.

Fonte: ABNT (2015).

70


perda econômica (L4). Porém por decisão do proprietário, o risco R4 para perdas

econômicas (L4) não será considerado.


NG = 4 descargas atmosféricas/km²/ano.

Número de pessoas que vivem no bloco= 200 pessoas.

Número de pessoas total a serem consideradas= 200 pessoas.

Para o exemplo em questão foram consideradas duas alturas distintas

(H=20 m e H=40 m) conforme ilustrado na Figura 29. Assim, faz-se necessário a

análise para ambas situações.

A Tabela 27 mostra os dados para a casa e redondeza. Já os dados para

as linhas de energia e sinal que adentram e seus sistemas internos conectados são

dados na Tabela 28.

Tabela 27 – Bloco de apartamentos: características ambientais e globais da

estrutura.



NG (1/km²/ano) 4,00


L (Largura) 30,00


H (Altura) 20,00 ou 40,00


CD 1,00

SPDA PB _



KS1 1,00

Fonte: ABNT (2015).

Tabela 28 – Bloco de apartamentos: linhas de energia e sinal.

(continua)



Comprimento (m) ª LL 200,00 100,00

Fator de instalação Cl 0,50 0,50



Blindagem da linha RS _ _


CLD 1,00 1,00

CLI 1,00 1,00

71

Tabela 28 – Bloco de apartamentos: linhas de energia e sinal.

(continuação)


Estrutura adjacente

LJ(Largura) _ _

WJ (Comprimento) _ _

HJ (Altura) _ _


CDJ _ _


UW (kV) 2,50 1,50


KS4 0,40 0,67

PLD 1,00 1,00

PLI 0,30 0,50

ª Como o comprimento LL da seção da linha é desconhecido, LL = 1000 m é assumido


É considerado um total de 200 pessoas no edifício e foram divididas duas

zonas de proteção, dentro e fora do bloco de apartamentos, porém considera-se que

não existem pessoas fora do edifício no momento da tempestade, ficando apenas

uma zona de proteção. A Tabela 29 refere-se aos dados dos fatores válidos para a

zona de proteção (zona 2).

Tabela 29 – Bloco de apartamentos: fatores válidos para a zona de proteção Z2.

Parâmetros de entrada Símbolo Z2

Tipo de piso rt 1,00E-05

Proteção contra choque (descarga atmosférica na estrutura)

PTA 1,00E+00


PTU 1,00E+00

Risco de incêndio rf 0,00E+00

Proteção contra incêndio rp 0,00E+00

Blindagem espacial interna KS2 1,00E+00

Energia Fiação interna KS3 2,00E-01


Telecom Fiação interna KS3 1,00E+00



Perigo especial hz 1,00E+00


LT 1,00E-02


LF 1,00E-01


LO 1,00E+00


72

Através da mesma metodologia dos exemplos anteriores, fazendo-se uso

dos dados das Tabelas 27, 28 e 29 fornecidos pela norma, variou-se os valores da

altura (H), risco de incêndio (rf), SPDA (PB) e proteção contra incêndio (rp). A Tabela

30 ilustra os valores encontrados para os riscos calculados R1 fornecido pela norma

e o risco R1 calculado a partir do software, para cada situação sugerida.

Tabela 30 – Bloco de apartamentos: risco R1 para um bloco de apartamentos

dependendo das medidas de proteção.

Altura H

(m)

Risco de incêndio

SPDA Proteção

contra incêndio R1

(Norma) valores x 10-5

R1

(Software) valores x

10-5

Estrutura protegida

R1 ≤ RT Tipo rf Classe PB Tipo rp

20

Baixo

0,001 Nenhum 1 Nenhuma 1 0,837 0,837 Sim

Ordinário 0,01

Nenhum 1 Nenhuma 1 8,364 8,362 Não

III 0,1 Nenhuma 1 0,776 0,776 Sim

IV 0,2 Manual 0,5 0,747 0,746 Sim

Alto 0,1


II 0,05 Automático 0,2 0,764 0,764 Sim

I 0,02 Nenhuma 1 1,553 1,552 Não

I 0,02 Manual 0,5 0,776 0,776 Sim

40

Baixo 0,001


Nenhum 1 Automática 0,2 0,489 0,489 Sim

IV 0,2 Nenhuma 1 0,469 0,469 Sim

Ordinário 0,01


IV 0,2 Automática 0,2 0,938 0,937 Sim

I 0,02 Nenhuma 1 0,475 0,475 Sim

Alto 0,1 Nenhum 1 Nenhuma 1 243,4 243,664 Não

I 0,02 Automática 0,2 0,949 0,949 Sim


Fazendo a comparação dos valores encontrados utilizando o software

com os resultados fornecidos pela norma, observa-se que os valores foram

satisfatórios.

73

5 CONCLUSÃO

A partir dos resultados obtidos no presente trabalho, pode-se observar

que a interface do software se apresentou bastante atrativa e de simples manuseio.

A entrada de dados realizada através da seleção das opções sugeridas pelo

software e a implantação de ícones de ajuda, para serem consultados em caso de

dúvidas, facilita a aplicação da Norma 5419-2:2015. É evidente, no entanto, que a

leitura completa e a consulta periódica da NBR 5419:2015 faz-se necessária.

O software após passar por algumas adaptações mostrou-se ser uma

ferramenta bastante eficiente na realização dos cálculos de gerenciamento de risco,

obtendo valores exatos, quando comparados com os valores expostos na norma,

para os quatro exemplos hipotéticos citados no Anexo E da NBR 5419:2015,

validando a metodologia utilizada, podendo assim auxiliar alunos, profissionais e

empresas que atuam na área.

74

6 REFERÊNCIAS

ALVES, N. V. B. Sistemas de proteção contra descargas elétricas atmosféricas.

2015. Disponível em:

https://www.tel.com.br/imagenstel/institucional/apostila_spda.pdf. Acesso em: 09 de

abril de 2017.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR-5419.

Proteção Contra Descargas Atmosféricas. Rio de Janeiro. 2015.

______NBR 5419: Proteção de Estruturas Contra Descargas Atmosféricas. Rio de

Janeiro. 2005.

BAHIA. Decreto nº 16.302 de 27 de agosto de 2015. Regulamenta a Lei nº 12.929,

de 27 de dezembro de 2013, que dispõe sobre a Segurança contra Incêndio e

Pânico e dá outras providências.

BAHIA. Lei nº 12.929 de 27 de dezembro de 2013. Dispõe sobre a Segurança

Contra Incêndio e Pânico nas edificações e áreas de risco no Estado da Bahia, cria

o Fundo Estadual do Corpo de Bombeiros Militar da Bahia – FUNEBOM, altera a Lei

nº 6.896, de 28 de julho de 1995, e dá outras providências.

BARBOSA, C. F. Campos eletromagnéticos produzidos por descargas

atmosféricas: Uma abordagem analítica no domínio do tempo. Minas Gerais:

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS. 2009.

BERTOLINO, M. T. Gerenciamento da qualidade na indústria de alimento. Porto

Alegre: Artimed, 2010. 303 p.

CERVO, A. L; BERVIAN, P. A; SILVA, R. Metodologia científica. 6. ed. São Paulo:

Pearson, 2007. 159 p.

DANTAS, R. M. Levantamento prévio de acidentes e danos materiais causados

por descargas atmosféricas em edificações no distrito federal. Brasília:

UNIVERSIDADE DE BRASILIA. 2015.

https://www.tel.com.br/imagenstel/institucional/apostila_spda.pdf

75

GERALRDT, T. E.; SILVEIRA, D. T. Métodos de Pesquisa. Rio Grande do Sul:

Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2009.

GONÇALVES JÚNIOR, F. Mais Engenharia. In: AUTO QI. 2015. Disponível em:

http://maisengenharia.altoqi.com.br/eletrico/nova-nbr-5419-voce-esta-preparado/.

Acesso em: 09 de Abril de 2017.

HENRIQUES, M. E. Estudo de caso: avaliação do sistema de proteção contra

descargas atmosféricas de um barracão comercial situado na cidade de

curitiba. Curitiba: UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ. 2015.

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS – INPE. GRUPO DE

ELETRICIDADE ATMOSFÉRICA. Release ELAT. 2014. Disponível em:

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/noticias/release.php?id=49. Acesso em:

17 de abril de 2017.


ELETRICIDADE ATMOSFÉRICA. Infográfico - Morte por Raios. 2015.

Disponível em : http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/infografico. -

.mortes.por.raios.php. Acesso em: 09 de abril de 2017.


ELETRICIDADE ATMOSFÉRICA. INPE-ELAT. Sistema Elétrico. 2010. Disponível

em:

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/relampagos.e.efeitos/sistema.eletri

co.php. Acesso em: 09 de Abril de 2017.


ELETRICIDADE ATMOSFÉRICA. Densidade de Descargas. 2011. Disponível em:

http://www.inpe.br/webelat/docs/Ranking_BR.pdf. Acesso em: 13 de Abril de 2017.


ELETRICIDADE ATMOSFÉRICA. Tipos de relâmpagos. 2014. Disponível em:

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/relamp/relampagos/tipos.php. Acesso

em: 20 de Abril de 2017.

http://maisengenharia.altoqi.com.br/eletrico/nova-nbr-5419-voce-esta-preparado/

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/noticias/release.php?id=49

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/infografico.-.mortes.por.raios.php

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/infografico.-.mortes.por.raios.php

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/relampagos.e.efeitos/sistema.eletrico.php

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/infor/relampagos.e.efeitos/sistema.eletrico.php

http://www.inpe.br/webelat/docs/Ranking_BR.pdf

http://www.inpe.br/webelat/homepage/menu/relamp/relampagos/tipos.php

76

MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 6.ed. Rio de Janeiro: LTC,

2001.

MOREIRA, B. Norma para SPDA a caminho. In: Revista O Setor Elétrico, nº 91,

Ano 8. Ed. Atitude Editorial. São Paulo, 2013.p.60-65

PINTO JR., O.; PINTO, I. R. C. A. Tempestades e relâmpagos no Brasil. São José

dos Campos, SP: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2000.

PINTO JUNIOR, O. A arte da guerra contra os raios. 1.ed. Oficina de Textos,

2005.

PINTO JÚNIOR, O. Serviço Inédito de Previsão de Raios. Disponível em:

http://www.inpe.br/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=3969. Acesso em: 04 de

Setembro de 2015.

http://www.inpe.br/noticias/noticia.php?Cod_Noticia=3969

77

7 APÊNDICE

Os requisitos que constituem o software estão representados nos

Quadros 5, 6, 7, 8, 9, 11 e 12.

Quadro 5 – Características ambientais e globais da estrutura.

Parâmetros de entrada Símbolo Referência

NBR 5419-2:2015


(1/km²/ano) NG

ANEXO F (Pág. 96)


L (Largura) Ver dimensões das estruturas

W (Comprimento)

H (Altura)


CD Ver Tabela A.1 (Pág. 36)

SPDA PB Ver Tabela B.2 (Pág. 41)

Ligação equipotencial PEB Ver Tabela B.7 (Pág. 46)

Blindagem espacial externa KS1 Ver Equação B.5 (Pág. 44)


Quadro 6 – Linhas de energia e sinal.


NBR 5419-2:2015

Comprimento (m) ª LL Ver dimensões da linha

Fator de instalação Cl Ver Tabela A.2 (Pág. 37)

Fator tipo da linha CT Ver Tabela A.3 (Pág. 38)

Fator ambiente CE Ver Tabela A.4 (Pág. 38)

Blindagem da linha RS Ver Tabela B.8 (Pág. 47)

Blindagem, aterramento,isolação

CLD Ver Tabela B.4 (Pág. 42)

CLI

Estrutura adjacente

LJ (Largura) Ver dimensões da área

adjacente WJ (Comprimento)

HJ (Altura)


CDJ Ver Tabela A.1 (Pág. 36)

Tensão suportável do sistema interno (KV)

UW Característica da linha

Parâmetros Resultantes

KS4 Ver Equação B.7 (Pág. 45)

PLD Ver Tabela B.8 (Pág. 47)

PLI Ver Tabela B.9 (Pág. 49)


78

Quadro 7 – Áreas de exposição equivalente da estrutura e linhas.


NBR 5419-2:2015

Estrutura AD Ver Equação A.2 (Pág. 32)

AM Ver Equação A.7 (Pág. 37)

Linha de energia

AL/P Ver Equação A.9 (Pág. 37)

AI/P Ver Equação A.11 (Pág. 38)

ADJ/P Ver Equação A.2 (Pág. 32)

Linha Telecom

AL/T Ver Equação A.9 (Pág. 37)

AI/T Ver Equação A.11 (Pág. 38)

ADJ/T Ver Equação A.2 (Pág. 32)


Quadro 8 – Número anual de eventos perigosos esperados.


NBR 5419-2:2015

Estrutura ND Ver Equação A.4 (Pág. 36)

NM Ver Equação A.6 (Pág. 36)

Linha de energia

NL/P Ver Equação A.8 (Pág. 36)

NI/P Ver Equação A.10 (Pág. 38)

NDJ/P Ver Equação A.5 (Pág. 36)

Linha Telecom

NL/T Ver Equação A.8 (Pág. 37)

NI/T Ver Equação A.10 (Pág. 38)

NDJ/T Ver Equação A.5 (Pág. 36)


79

Quadro 9 – Definição das Zonas de Proteção.


NBR 5419-2:2015

Tipo de piso rt Ver Tabela C.3 (Pág. 53)


estrutura) PTA

Ver Tabela B.1 (Pág. 40)


PTU Ver Tabela B.6 (Pág. 46)

Risco de incêndio rf Ver Tabela C.5 (Pág. 53)

Proteção contra incêndio rp Ver Tabela C.4 (Pág. 53)

Blindagem espacial interna KS2 Ver Equação B.6 (Pág. 44)

Energia

Fiação interna Ks3 Ver Tabela B.5 (Pág. 45)

DPS coordenados

PSPD Ver Tabela B.3 (Pág. 42)

Telecom

Fiação interna Ks3 Ver Tabela B.5 (Pág. 45)

DPS coordenados

PSPD Ver Tabela B.3 (Pág. 42)


hZ

Ver Tabela C.2 (Pág. 52) LT

LF

LO


LA Ver Equação C.1 (Pág. 51)

LU Ver Equação C.2 (Pág. 51)

LB Ver Equação C.3 (Pág. 51)

LV Ver Equação C.3 (Pág. 51)


Quadro 10 – Riscos associados a cada tipo de dano.

Danos Riscos Associados Referência

NBR 5419-2:2015


RA Ver Equação (6) (Pág. 25)

RU Ver Equação (10) (Pág. 25)

D2: devido a danos físicos RB Ver Equação (7) (Pág. 25)

RV Ver Equação (11) (Pág. 25)


RC Ver Equação (8) (Pág. 25)

RM Ver Equação (9) (Pág. 25)

RW Ver Equação (12) (Pág. 25)

RZ Ver Equação (13) (Pág. 26)


80

Quadro 11 – Valores da Probabilidade P para a estrutura.

Danos Probabilidade Referência

NBR 5419-2:2015


PA Ver Equação B.1 (Pág. 40)

PU Ver Equação B.8 (Pág. 45)

D2: devido a danos físicos PB Ver Tabela B.2 (Pág. 41)

PV Ver Equação B.9 (Pág. 47)


PC Ver Equação B.2 (Pág. 42)

PM Ver Equação B.3 (Pág. 43)

PW Ver Equação B.10 (Pág. 48)

PZ Ver Equação B.11 (Pág. 48)


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