Aprendizagem em foco

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WBA0301_v1.0
SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA 
DESCARGAS ATMOSFÉRICAS E
SISTEMAS DE ATERRAMENTO 
APRENDIZAGEM EM FOCO
2
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Autoria: Lucas dos Santos Araújo Claudino
Leitura crítica: Aristóteles Ramon Dias Couto Moreno
As descargas atmosféricas são fenômenos naturais que não 
podem ser impedidos e oferecem grande risco a estruturas, 
edificações, patrimônios e à vida, o que pode ser feito é apenas 
o controle das consequências dessas descargas. Tendo em vista 
esse cenário, é de extrema importância que seja implementada 
alguma metodologia de proteção para reduzir os danos causados 
pelas descargas. Este é o objetivo de um sistema de proteção 
contra descargas atmosféricas: eliminar ou reduzir os danos 
possíveis.
O objetivo desta disciplina é capacitar o aluno para dimensionar 
e analisar projetos sobre a aplicação de aterramentos e proteção 
de sistemas elétricos, utilizando as normas vigentes para projetos 
de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas. Com 
isso, esta disciplina fornece todas as ferramentas necessárias 
para o estudo de riscos e necessidade de implantação de SPDA. 
Além disso, detalha todos os subsistemas que compõem uma 
estrutura de proteção, incluindo os objetos de captação, descida e 
aterramento.
Por meio dos estudos realizados ao longo da disciplina, será 
possível aprender sobre a origem das descargas atmosféricas, 
conceito fundamental para o entendimento da estrutura de 
proteção. Além de quais os níveis de proteção passíveis de serem 
aplicados a uma edificação e a metodologia de projeto do SPDA 
e do subsistema de aterramento de acordo com os requisitos 
extraídos a partir da análise de risco.
3
Exemplos de projeto e dimensionamento serão fornecidos, para 
que todos os conceitos possam ser aplicados, culminando em 
um projeto completo do SPDA, desde a análise da estrutura até a 
especificação de materiais e dimensionamento de condutores. 
INTRODUÇÃO
Olá, aluno (a)! A Aprendizagem em Foco visa destacar, de maneira 
direta e assertiva, os principais conceitos inerentes à temática 
abordada na disciplina. Além disso, também pretende provocar 
reflexões que estimulem a aplicação da teoria na prática 
profissional. Vem conosco!
TEMA 1
Origem de descargas 
atmosféricas e elementos 
do SPDA
______________________________________________________________
Autoria: Lucas dos Santos Araújo Claudino
Leitura crítica: Aristóteles Ramon Dias Couto Moreno
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DIRETO AO PONTO
Um sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) tem 
como principal função proteger uma estrutura (chamada de volume) 
contra os efeitos de descargas atmosféricas. O SPDA não impede 
que as descargas ocorram, ele apenas garante que elas serão 
direcionadas para um sistema capaz de captar e dissipar as cargas 
provindas dessa descarga.
Para projetar corretamente um SPDA, primeiramente é preciso saber 
qual a origem dos raios, que é relacionada ao transporte de massas 
de ar repletas de partículas de água que, quando em fricção umas 
com as outras, polarizam as nuvens. As descargas atmosféricas 
podem ser classificadas de quatro maneiras, conforme ilustra o 
diagrama da Figura 1, sendo elas relacionadas ao seu sentido de 
propagação (do solo para a nuvem, ou vice-versa) e à polaridade das 
cargas que fluem na descarga:
Figura 1 – Linha do tempo da evolução das políticas de 
atenção às urgências e emergências
Fonte: elaborada pelo autor.
6
Após a compreensão da origem das descargas atmosféricas, o 
passo mais importante é compreender quais são as estruturas 
que compõem um sistema de proteção contra descargas 
atmosféricas. A Figura 2 contém a classificação dos subsistemas 
de um SPDA, assim como indicada pela Associação Brasileira de 
Normas Técnicas (ABNT, 2001) na norma NBR 5.419.
Figura 2 – Classificação dos subsistemas de um SPDA
Fonte: elaborada pelo autor.
Para elaborar um projeto de SPDA, o primeiro passo é a escolha 
do método de proteção, que vai influenciar na topologia de 
distribuição dos captores, na quantidade de condutores de 
descida e também no sistema de aterramento. Os três métodos 
indicados pena norma NBR 5.419-3 para dimensionamento são 
(ABNT, 2015, p. 10):
1. Método Franklin.
2. Método Faraday.
3. Método eletrogeométrico (da esfera rolante).
O método da esfera rolante é considerado o mais completo para 
proteção de estruturas; o método Franklin se baseia no princípio 
7
de inserção de um captor a uma grande altura para gerar um 
ângulo de proteção elevado; e o método Faraday é indicado para 
os casos de proteção em edificações que apresentam uma grande 
área horizontal, para evitar a utilização de muitos captores do tipo 
Franklin.
Referências bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 
5.419-3: proteção de estruturas contra descargas atmosféricas 
parte 3 – danos físicos a estruturas e perigos à vida: referências. 
Rio de Janeiro: ABNT, 2015. 51 p.
PARA SABER MAIS
O projeto de um sistema de proteção contra descargas 
atmosféricas envolve diversas etapas, como o levantamento 
da topologia da edificação, a análise da incidência média de 
descargas atmosféricas na região da edificação, o cálculo 
e posicionamento dos captores, o dimensionamento do 
subsistema de descida e também o projeto do subsistema de 
aterramento.
O subsistema de aterramento é essencial para um projeto de 
SPDA e também para qualquer outro tipo de instalação elétrica 
residencial, predial ou industrial. O aterramento é, basicamente, 
uma conexão entre o solo e o eletrodo de aterramento. O ideal 
é que essa conexão seja feita da melhor forma possível, para 
que a resistência ôhmica dessa conexão seja baixa e então 
apresente um caminho fácil para o fluxo de cargas em possíveis 
descargas atmosféricas. 
8
Quando o subsistema de aterramento não é do tipo natural, é 
necessário utilizar elementos específicos para fazer conexões 
entre cabos e eletrodos, a fim de se obter uma conexão (ou 
emenda) resistente contra impactos mecânicos, às intempéries, 
forneça a baixa resistência ôhmica exigida pelas normas 
vigentes e possa então garantir a equipotencialidade entre as 
diversas estruturas metálicas e a malha de aterramento.
As instalações elétricas, geralmente, possuem estruturas 
metálicas (carcaças metálicas, antenas, calhas, ferragens 
estruturais e diversos outros componentes) que não estão 
energizadas. Porém, em caso de falhas do sistema de 
isolamento entre as estruturas metálicas e possíveis condutores 
de energia, é preciso que o subsistema de aterramento 
funcione como ferramenta para garantir que o potencial 
dessas estruturas esteja abaixo dos níveis nocivos ao usuário e 
também faça conexão para que os equipamentos de proteção 
possam agir corretamente.
Um exemplo fundamental de equipamento de proteção 
que necessita do subsistema de aterramento funcionando 
corretamente é o DPS (dispositivo de proteção contra 
surtos). Esses dispositivos atuam quando um surto de tensão 
(descarga atmosférica) não é captado pelo SPDA e então 
atinge a instalação elétrica. O DPS irá, então, atuar para 
dispersar uma porção dessa corrente de descarga para o 
eletrodo de aterramento. Sendo assim, um DPS de 40 kA, por 
exemplo, possui a capacidade de dispersar para o eletrodo de 
aterramento uma energia equivalente a uma descarga elétrica 
de 40 kA, protegendo, então, a instalação elétrica desse surto.
Este exemplo ilustra a importância de um subsistema de 
aterramento realizado corretamente. Se o aterramento não 
está em conformidade com as normas vigentes, o dispositivo de 
9
proteção não será capaz de dispersar o surto de tensão. Logo, 
o surto pode fluir para a instalação elétrica interna e danificar 
equipamentos e componentes.
TEORIA EM PRÁTICA
Para garantir a integridade das estruturas e instalações 
elétricas, é necessária a elaboração de projetos de SPDA 
corretos, que considerem as características do volume a ser 
protegido, desde suas dimensões até a incidência média de 
descargas atmosféricas sobrea região.
Imagine que você possui uma empresa especializada na 
realização de projetos de instalação elétrica e SPDA. Um novo 
cliente chegou ao seu escritório relatando que está com vários 
problemas relacionados à captação de descargas atmosféricas. 
Ele relatou que nunca realizou um projeto de SPDA para a 
residência, e agora precisa urgentemente de proteção contra 
essas descargas.
Como você já possui bastante experiência com a elaboração de 
projetos de SPDA, sabe que a melhor escolha de metodologia 
de projeto é aquela que está de acordo com a edificação. Sendo 
assim, antes de analisar o local, você perguntou ao cliente qual 
é o tipo de residência, pois assim será possível escolher de 
antemão o método de proteção mais adequado para o cálculo 
SPDA. O cliente relatou que se trata uma residência de pequeno 
porte: um sobrado de aproximadamente 10 metros de largura, 
12 metros de comprimento e altura média de 10 metros.
A partir dessa informação, já é possível escolher qual será o 
método mais indicado. Sua tarefa agora é fazer um estudo 
10
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Autoria: Nome do autor da disciplina
Leitura crítica: Nome do autor da disciplina
comparativo sobre os métodos de proteção utilizados em 
sistema de proteção contra descargas atmosféricas para poder 
mostrar ao seu cliente qual é a opção mais indicada para a 
residência dele.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Este livro contém fundamentos básicos para elaboração de 
projetos elétricos, que são base para os estudos de sistemas de 
proteção contra descargas atmosféricas. O capítulo 11 trata sobre 
o sistema de aterramento das instalações elétricas. Na instalação, 
o aterramento tem algumas funções bastante definidas, como, por 
exemplo, a sensibilização de equipamentos de proteção, a criação 
de caminho para possíveis descargas elétricas e a constituição de 
um caminho de baixa resistência para o fluxo de correntes de falha.
O capítulo ainda apresenta uma seção específica de sistemas de 
proteção contra descargas atmosféricas, com um resumo dos 
elementos de um SPDA e sintetização dos métodos de proteção. 
Além disso, o capítulo contém explicações físicas sobre a origem 
das descargas atmosféricas e sobre a equipotencialização, que é 
um conceito muito importante para garantir a segurança de SPDAs 
e instalações elétricas.
O aluno pode acessar este livro por meio da plataforma Minha 
Biblioteca, disponível na Biblioteca Virtual da Kroton.
Indicações de leitura
11
GERBAN, A. P.; RIZZATO, F. A. P. Aterramento. In: RIZZATO, F. A. 
P.; RIZZATO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. São Paulo: 
Bookman Companhia Editora Ltda., 2017. Cap. 11, p. 163-179.
Indicação 2
Esta obra, além de todas as especificações necessárias para a 
elaboração de projetos elétricos prediais (como previsão de 
cargas, divisão de circuitos, padrão de fornecimento de energia, 
dimensionamento de eletrodutos e dispositivos de proteção 
contra sobrecorrentes), contém um capítulo dedicado à proteção 
contra descargas atmosféricas.
O capítulo 11, primeiramente, fala sobre as generalidades sobre 
proteção contra sobretensão; na sequência, aborda o fenômeno 
físico por trás das descargas atmosféricas. Em seguida, o capítulo 
trata sobre as metodologias de proteção contra descargas 
atmosféricas e finalmente executa um projeto e esquematização 
de instalação de sistemas SPDA. O capítulo ainda fornece algumas 
definições muito importantes para o SPDA, como, por exemplo, a 
diferença entre descarga atmosférica e raio, a definição de ponto 
de impacto e volume a proteger. 
Na seção de projeto de SPDA, a obra fornece uma análise 
criteriosa das tabelas e especificações fornecida pela norma NBR 
5.419:2005. O único ponto importante a ser observado é que 
essa norma foi reformulada em 2015, por isso pode haver ligeiras 
modificações nos requisitos de projeto.
Para realizar a leitura, o aluno deve acessar a plataforma Minha 
Biblioteca, disponível na Biblioteca Virtual da Kroton.
12
LIMA FILHO, D. L. Proteção contra descargas atmosféricas. In: LIMA 
FILHO, D. L. Projetos de instalações elétricas prediais. 12. ed. 
São Paulo: Érica, 2011. Cap. 11, p. 226-241.
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. Devido aos danos que podem ser causados por descargas 
atmosféricas, instituições normativas (como a Associação 
Brasileira de Normas Técnicas) elaboram regras rígidas 
para elaboração de sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricas. Essas exigências devem ser seguidas para que o 
volume protegido esteja realmente sob proteção do sistema 
de proteção implementado. Os sistemas de SPDA, para que 
sejam corretamente projetados, precisam ser compostos pelo 
subsistema de __________, pelos condutores de __________ e pelo 
sistema de __________. 
 
Assinale a alternativa que preenche corretamente as três 
lacunas. 
13
a. Para-raios; descida; terra.
b. Para-raios; descida; aterramento.
c. Captores; subida; aterramento.
d. Captores; descida; aterramento.
e. Captores; descida; para-raios. 
2. Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas 
não têm a função de evitar que essas descargas ocorram 
ou atinjam a estrutura protegida. Eles são responsáveis 
por estabelecer um caminho de baixa resistência para 
o fluxo das cargas provindo da descarga atmosférica. 
Para que isso ocorra, é preciso escolher o método de 
proteção mais adequado à edificação, e então o projeto e 
dimensionamento do SPDA a partir dessa escolha. 
 
A respeito dos métodos de proteção Franklin, Faraday e 
eletrogeométrico, assinale a alternativa correta. 
a. O método da esfera rolante é considerado o mais simples 
para proteção de estruturas, por isso não é indicado para 
grandes edificações.
b. O método eletrogeométrico se baseia no princípio de 
inserção de um captor a uma grande altura para gerar um 
ângulo de proteção elevado.
c. O método Franklin é indicado para a proteção em 
edificações que apresentam uma grande área horizontal, 
evitando, assim, a utilização de muitos captores do tipo 
Faraday.
d. O método Faraday é baseado no ato de se inserir um captor 
a uma grande altura, gerando, então, um elevado ângulo de 
proteção.
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e. O método Faraday é indicado para os casos de proteção em 
edificações que apresentam uma grande área horizontal, 
para evitar a utilização de muitos captores do tipo Franklin. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta D
Resolução: Segundo a norma NBR 5.419:2015, o sistema 
de proteção contra descargas atmosféricas é dividido nos 
seguintes subsistemas: captores, descida e aterramento. 
Portanto, a alternativa “captores; descida; aterramento” é a 
que preenche corretamente as lacunas do trecho.
Questão 2 - Resposta E
Resolução: O método da esfera rolante pode ser considerado 
como o mais completo para proteção de estruturas. O 
método Franklin se baseia no princípio de inserção de 
um captor a uma grande altura para gerar um ângulo de 
proteção elevado. O método Faraday é indicado para os 
casos de proteção em edificações que apresentam uma 
grande área horizontal, para evitar a utilização de muitos 
captores do tipo Franklin.
TEMA 2
Níveis de proteção e suas 
aplicações em equipamentos, 
linhas, subestações e cabines
______________________________________________________________
Autoria: Lucas dos Santos Araújo Claudino
Leitura crítica: Aristóteles Ramon Dias C. Moreno
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DIRETO AO PONTO
A elaboração de um sistema de proteção contra descargas 
atmosféricas envolve o desenvolvimentode várias etapas, sendo 
que todas devem ser baseadas nas recomendações fornecidas pela 
norma NBR 5.419. O primeiro passo, que afeta todo o projeto do 
SPDA, é a análise de risco, identificação das probabilidades de danos 
à estrutura e ao equipamento e a classificação quanto ao nível de 
proteção.
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (2015), por meio 
da NBR 5419-2, a estrutura a ser protegida pode ser classificada em 
quatro níveis, assim como ilustra a Figura 1, sendo que a corrente IP 
é a corrente máxima de pico da descarga.
O nível I é a classificação dada àqueles locais onde uma falha do 
sistema elétrico de proteção pode ocasionar danos a estruturas 
vizinhas ou também ao meio ambiente. Exemplos: depósitos de 
materiais inflamáveis, postos de combustível.
O nível II é para aquelas estruturas que, caso ocorram falhas devido a 
descargas atmosféricas, os danos serão elevados ou poderá ocorrer 
a perda de objetos/bens históricos. Exemplos: escolas, museus.
Nível III é aplicado a estruturas comuns, como, por exemplo, 
escritórios e residências. 
O nível IV é aplicado a estruturas não inflamáveis, nas quais exista 
pouco acesso ou circulação de pessoas, como depósitos e estoques.
17
Figura 1 – Classificação das descargas atmosféricas
Fonte: elaborada pelo autor.
Além do nível de proteção necessário para a edificação, é 
importante saber qual a característica da carga instalada no local, 
pois isso determina se há a necessidade de proteção adicional. 
A norma NBR 5.419 subdivide a proteção contra descargas 
atmosféricas em duas partes: externa e interna, sendo que a 
externa abrange o SPDA e a interna contém a proteção contra 
impulso eletromagnético da descarga atmosférica (LEMP) que 
pode atingir equipamentos eletrônicos, exigindo a utilização 
de medidas de proteção (MPS) e divisão em zonas de proteção 
contra raios (ZPR). Para sintetizar essa classificação, observe a 
Figura 2.
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Figura 2 – Subdivisão da proteção contra descargas 
atmosféricas
Fonte: elaborada pelo autor.
PARA SABER MAIS
A necessidade (ou não) de um SPDA e/ou medidas de proteção 
contra surto é avaliada a partir da análise de risco no local, sendo o 
risco dividido em quatro níveis (R1, R¬2, R¬3 e R¬4), e o SPDA se faz 
necessário quando o risco determinado (R) for maior do que o risco 
tolerável (RT), ou seja, quando R > RT, e a análise de risco é feita da de 
acordo com as especificações presentes na Figura 3.
19
Figura 3 – Síntese da análise de risco em SPDA
Fonte: adaptada de ABNT NBR 5.419-1 (2015, p. 13).
Quando a avaliação de risco leva ao nível R4, é necessário 
também avaliar a viabilidade econômica da implantação do SPDA, 
considerando-se o custo das perdas residuais (CRL) consequentes 
da descarga, o custo das medidas de proteção (CPM) é menor do 
que o custo que haveria caso não houvesse implementação de 
medidas de proteção (CL): CRL + CPMde um sistema de proteção contra descargas atmosféricas 
pode precisar de um investimento significativo, mas os danos 
provocados por possíveis descargas atmosféricas, em grande 
parte dos casos, supera o valor do investimento. Sendo assim, 
por meio da metodologia de avaliação de risco, é possível 
mostrar a viabilidade econômica que o SPDA pode trazer. Para 
realizar a leitura, o aluno deve acessar a plataforma Ged Web, 
disponível na Biblioteca Virtual da Kroton.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 
5.419-2: proteção contra descargas atmosféricas parte 2: 
gerenciamento de risco: referências. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. 
104 p.
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QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. A classificação de uma estrutura quanto ao nível 
de proteção (classes I, II, III e IV) dita quais serão 
as características construtivas do SPDA. Por isso é 
imprescindível elaborar uma análise de risco cuidadosa 
e posteriormente seguir com os passos de elaboração de 
projeto do sistema de proteção. 
 
Segundo a norma NBR 5.419, assinale a alternativa que 
contém um item que não depende da classe de proteção 
do SPDA. 
a. Raio da esfera rolante e tamanho da malha de proteção.
b. Parâmetros máximos e mínimos aceitáveis da descarga 
atmosférica.
c. Comprimento mínimo dos eletrodos de aterramento.
d. Espessura mínima das tubulações metálicas presentes em 
sistemas de captação.
e. Ângulo de proteção para o método Franklin.
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2. A utilização de um SPDA diminui a probabilidade de 
ocorrência de descargas atmosféricas danificarem 
estruturas e equipamentos internos aos volumes 
protegidos. Sendo assim, casos em que existem 
equipamentos eletrônicos sensíveis exigem utilização de 
medidas adicionais de proteção, como a divisão em zonas 
de proteção contra raios (ZPR). 
 
A respeito das zonas de proteção contra raios, assinale a 
alternativa correta. 
a. As ZPR possuem um DPS comum para todas as linhas 
condutoras que entram na zona de proteção.
b. Os equipamentos mais sensíveis devem ser associados 
à ZPR 0, pois assim estarão imunes contra descargas 
atmosféricas.
c. A região que contenha os equipamentos mais sensíveis 
precisam possuir uma ZPR associada, e cada zona e 
fronteira entre zonas necessita de medidas de proteção 
específicas.
d. A divisão em zonas de proteção exclui a necessidade de 
instalação de captores e sistema de aterramento.
e. Se um condutor é equipotencializado em uma fronteira 
entre duas ZPR, ele não precisa ser protegido novamente 
caso adentre em outra ZPR. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta D
Resolução: A norma NBR 5.419-3, em seu item 4.1, 
cita, entre outros, a espessura mínima de placas ou 
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tubulações metálicas nos sistemas de captação como não 
dependentes da classe de SPDA.
Questão 2 - Resposta C
Resolução: As ZPR possuem DPS ou equipotencialização 
para cada linha que entra na zona, sendo que os 
equipamentos mais sensíveis devem estar alocados nas 
zonas mais interiores, e não na ZPR 0. Caso um condutor 
precise entrar em uma zona mais sensível (ZPR 2), ele 
precisa ser equipotencializado novamente para reduzir 
ainda mais a probabilidade de ocorrência de LEMP.
É importante dizer que a utilização de divisão em ZPR não 
exclui a implementação do SPDA com captores, subsistema 
de descida e aterramento.
TEMA 3
Sistemas de aterramentos 
e normas vigentes
______________________________________________________________
Autoria: Lucas dos Santos Araujo Claudino
Leitura crítica: Aristóteles Ramon Dias Couto Moreno
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DIRETO AO PONTO
O sistema de proteção contra descargas atmosféricas é dividido em 
três subsistemas: captação, descida e aterramento. Cada um deles 
tem uma função muito importante, e o SPDA só é completo se todos 
estão funcionando corretamente. O subsistema de aterramento 
merece uma atenção especial, pois, na grande maioria dos casos, 
possui funções adicionais, e não somente a propriedade de auxílio à 
proteção contra descargas atmosféricas. 
Portanto, para um projeto completo do sistema de aterramento, é 
importante seguir as recomendações de ao menos duas normas: 
a NBR 5.419 – Proteção contra descargas atmosféricas e a NBR 5.410 – 
Instalações elétricas de baixa tensão (ABNT, 2015). Porém, se o projeto 
envolver indústrias ou edificações que necessitem entrada de energia 
em média tensão, é preciso utilizar também a norma NBR 14.039 – 
Instalações elétricas de média tensão1 (ABNT, 2004).
Ao se estudarem todas essas normas, é possível extrair 
recomendações para os principais componentes constituintes de 
um subsistema de aterramento. O dimensionamento, projeto e a 
alocação correta desses elementos construtivos irão garantir que as 
características básicas do aterramento sejam garantidas. O Quadro 
1 contém um resumo dos elementos e características do sistema de 
aterramento, e a explicação detalhada de cada um dos itens pode ser 
obtida por meio do estudo cuidadoso das normas elencadas acima.
1 É importante ressaltar também que edificações específicas, como hospitais e postos de serviços, 
possuem normas também específicas para regulamentar as suas instalações elétricas. Portanto, é 
indispensável a utilização de outras normas nesses casos.
29
Quadro 1 – Resumo dos principais elementos e características 
de um sistema de aterramento
Fonte: elaborada pelo autor.
Assim como toda instalação elétrica de baixa, média ou alta tensão, 
o sistema de aterramento precisa seguir normas de segurança, 
tanto para garantir que o projeto seja elaborado visando a 
segurança do usuário como medidas de proteção que devem 
ser tomadas a fim de garantir uma execução correta e segura do 
projeto de proteção contra descargas atmosféricas e aterramento. 
Com essa finalidade, o antigo Ministério de Trabalho e Emprego 
criou em 1978 e atualizou em 2016 a Norma Regulamentadora no 
10, que prescreve recomendações e exigências para a segurança 
em instalações elétricas e serviços em eletricidade.
A fim de resumir os pontos dessa norma regulamentadora que são 
pertinentes aos serviços em sistemas de aterramento e aplicações 
do sistema elétrico de potência, observe a Figura 1.
30
Figura 1 – Resumo dos principais pontos de segurança a serem 
observados na NR-10 durante o projeto e a execução de 
sistemas de aterramento 
Fonte: elaborada pelo autor.
Referências bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 5.419-3: 
proteção de estruturas contra descargas atmosféricas parte 3 – danos 
físicos a estruturas e perigos à vida: referências. Rio de Janeiro, ABNT, 
2015. 51 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 5.410: 
instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro, ABNT, 2004. 209 p.
PARA SABER MAIS
Um ponto muito importante, que foi comentado ao longo do estudo 
é que o sistema de aterramento deve ser projetado para suportar 
todas as suas funções, ou seja, deve servir de escoamento para 
31
descargas atmosféricas, conexão para aterramento de equipamentos 
internos e também para a malha de proteção de eventuais 
subestações. Porém, essas funções são elencadas em normas 
distintas. O ponto confuso entre todas as normas é o fato de ambas 
estarem, na realidade, tratando sobre a mesma infraestrutura de 
aterramento.
Para melhor entender o ponto comum entre as normas, observe que 
a norma NBR 5.410 diz que, no mínimo, o eletrodo de aterramento 
deve circundar a edificação. Esse eletro está desenhado ao redor de 
uma edificação fictícia na Figura 2. Agora, considerando que dentro 
da edificação existem duas subestações (SE1 e SE2 da Figura 2), a 
norma NBR 14.039 diz que o eletrodopara a subestação deve ser 
uma malha sob o piso, e essa malha está, portanto, conectada ao 
eletrodo único da edificação.
Figura 2 – Infraestrutura de aterramento de uma 
edificação fictícia
Fonte: elaborada pelo autor .
32
Além disso, a norma NBR 5.419 diz que o subsistema de 
descida do SPDA deve também estar conectado ao eletrodo de 
aterramento, assim como ilustra a Figura 3 (ABNT, 2015). Dessa 
forma, é possível observar como todas essas normas tratam, 
de forma complementar, a infraestrutura de aterramento da 
edificação.
TEORIA EM PRÁTICA
O projeto e a implementação de um SPDA possuem diversas etapas, 
sendo que todas são fundamentais para a elaboração adequada do 
sistema necessário para proteção da edificação. Uma etapa muito 
importante é o dimensionamento do subsistema de aterramento, 
considerando que essa infraestrutura de aterramento deverá ser 
também utilizada pelas instalações elétricas. 
Para aplicar seus conhecimentos sobre especificação e 
dimensionamento de sistemas de aterramento, você deverá, a 
partir de algumas informações fornecidas, elaborar uma descrição 
da infraestrutura necessária (eletrodo e hastes de aterramento, 
cabos condutores, conexões, etc.) para garantir que o projeto do 
subsistema de aterramento de um SPDA esteja de acordo com as 
normas.
Para essa tarefa, considere as seguintes características e 
especificações:
• O imóvel possui 14 andares, largura igual a 20 metros e 23 
metros de comprimento.
• Classe II de SPDA.
• Resistividade do solo igual a 2.000 Ω/metro.
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• Serão instalados cinco condutores de descida.
A partir dessas informações, indique quantas hastes de aterramento 
serão necessárias, qual o tipo de eletrodo de aterramento e seu 
comprimento mínimo, a distância de instalação do eletrodo e a seção 
dos condutores a serem utilizados.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Este artigo contém um estudo criterioso sobre três topologias 
de aterramento, discutindo suas vantagens e mostrando 
resultados sobre a resistência e o potencial gerado no solo 
para cada topologia utilizada. Além disso, o artigo ainda 
compara os resultados com os valores limiares de resistência de 
aterramento fornecidos pelas concessionárias para a utilização 
de transformadores de distribuição. O aluno pode acessar este 
livro por meio da plataforma EBSCOhost, disponível na Biblioteca 
Virtual da Kroton.
BERTOLO, H. C; OLIVEIRA FILHO, D.; PIZZIOLO, T. A.; RODRIGUES, 
D. E.; MONTEIRO, P. M. B.; XAVIER, G. A. Projeto de aterramento 
para sistema monofilar com retorno pelo terra. Revista Brasileira 
de Engenharia Agrícola e Ambiental, [s.l.], v. 15, n. 2, p. 205-210, 
fev. 2011. FapUNIFESP (SciELO). http://dx.doi.org/10.1590/s1415-
43662011000200014.
Indicações de leitura
http://dx.doi.org/10.1590/s1415-43662011000200014
http://dx.doi.org/10.1590/s1415-43662011000200014
34
Indicação 2
O livro oferece vários capítulos que tratam sobre a proteção 
contra descargas atmosféricas e a utilização do sistema de 
aterramento. Ele aborda o dimensionamento da infraestrutura de 
aterramento segundo os critérios da NBR 5.410, além de discutir 
os esquemas de aterramento e a utilidade dessa infraestrutura 
para a proteção contra sobretensão. Para realizar a leitura, o aluno 
deve acessar a plataforma Biblioteca Virtual 3.0, disponível na 
Biblioteca Virtual da Kroton.
COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: 
Pearson, 2003. 680 p.
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. A implementação de sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricas exige, basicamente, o dimensionamento de três 
subsistemas: captores, descida e aterramento. O subsistema 
de aterramento é uma parte essencial para o SPDA, e a 
infraestrutura de aterramento, também chamada de malha de 
35
aterramento, possui alguns elementos principais. 
 
Assinale a alternativa que contém os elementos principais 
corretos de uma malha de aterramento. 
a. Eletrodos de conexão, condutores de aterramento, solo e 
condutor de proteção.
b. Eletrodos de aterramento, condutores de aterramento, 
conexões e condutor de proteção.
c. Captores, condutores de descida, eletrodo de aterramento e 
condutor de proteção.
d. Eletrodos de aterramento, hastes de aterramento, fixadores e 
conexões.
e. Eletrodos de aterramento, fixadores, condutor de proteção e 
condutores de descida.
2. O projeto e a implementação de um sistema de aterramento 
envolve a análise criteriosa da estrutura a ser protegida e o 
estudo cuidadoso das normas pertinentes a cada caso. 
 
Sobre a implantação de uma infraestrutura de aterramento 
que atenda à norma NBR 5.419 e à norma de instalação 
elétrica de baixa ou média tensão, assinale a alternativa que 
contém uma afirmativa correta. 
a. Se o sistema de aterramento for utilizado para proteção 
contra descargas atmosféricas, ele não pode ser utilizado 
para aterramento dos equipamentos eletrônicos.
b. O sistema de aterramento pode atender à proteção contra 
descargas atmosféricas e ao aterramento das instalações 
elétricas internas, contanto que as ligações sejam feitas 
apenas de forma direta.
36
c. O sistema de aterramento pode atender à proteção contra 
descargas atmosféricas e ao aterramento das instalações 
elétricas internas, contanto que as ligações sejam feitas 
apenas por meio do uso de DPS.
d. O sistema de aterramento pode atender à proteção contra 
descargas atmosféricas e ao aterramento das instalações 
elétricas internas, e as ligações podem ser feitas de forma 
direta ou indireta.
e. O sistema de aterramento pode atender à proteção contra 
descargas atmosféricas e ao aterramento das instalações 
elétricas internas, mas não pode atender ao aterramento de 
subestações. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta B
Resolução: Os principais elementos de uma malha de 
terra são: eletrodos de terra, condutores de aterramento, 
conexões e condutor de proteção.
Questão 2 - Resposta D
Resolução: A infraestrutura de aterramento pode ser 
comum para a proteção contra descargas atmosféricas, 
para o aterramento das instalações elétricas internas e 
para as subestações, contanto que ela esteja atendendo 
simultaneamente a todas as normas pertinentes a cada 
finalidade do aterramento.
TEMA 4
Projeto e dimensionamento 
de SPDA 
______________________________________________________________
Autoria: Lucas dos Santos Araújo Claudino
Leitura crítica: Aristóteles Ramon Dias Couto Moreno
38
DIRETO AO PONTO
O sistema de proteção contra descargas atmosféricas é 
fundamental para a garantia da integridade da instalação 
elétrica e da infraestrutura em caso de descarga atmosférica. 
Ele tem a principal função de reduzir danos à estrutura, à 
vida humana e ao patrimônio caso algum relâmpago atinja a 
edificação. É por isso que, ao elaborar um projeto de SPDA, 
você deve rigorosamente seguir alguns passos e garantir que 
todo o dimensionamento esteja em conformidade com as 
regras pertinentes ao local.
Ao elaborar o projeto, o ideal é que você redija um documento 
chamado memorial descritivo, que contém as normas, 
metodologias e técnicas utilizadas para o dimensionamento, 
bem como os resultados obtidos e a especificação de materiais 
permitidos para a instalação. É claro que cada profissional 
possui sua própria maneira de elaborar um memorial e calcular 
os componentes para dimensionamento do SPDA. Porém, 
as análises devem ser comuns e baseadas nos requisitos 
fornecidos pelas normas. 
A Figura 1 contém uma síntesedos principais pontos que 
devem ser abordados e especificados ao elaborar um projeto 
de SPDA, desde a avaliação de necessidade até a especificação 
de componentes.
39
Figura 1 – Itens essenciais para o projeto de um SPDA
Fonte: elaborada pelo autor.
40
PARA SABER MAIS
O projeto do subsistema de captores é tão importante quanto 
todas as outras etapas de um SPDA, e para isso você pode 
utilizar qualquer um dos três métodos disponíveis para tal tarefa: 
captores Franklin, gaiola de Faraday ou método da esfera rolante. 
Para entender melhor a metodologia de projeto pelo método 
de gaiola de Faraday, considere um prédio de quatro andares, 
com altura igual a 15 metros, 40 metros de largura e 75 metros 
de comprimento. Deve-se, então, projetar os captores para uma 
proteção de classe III.
Para essa classe de proteção, o tamanho máximo da malha tipo 
Faraday é 15x15 metros. Com isso, é possível calcular o número 
mínimo de condutores da malha captora em ambas as dimensões 
da edificação, de acordo com as Equações 1 e 2:
A quantidade mínima de descidas é calculada a partir do 
perímetro do prédio e da especificação de distância da 
malha, considerando a proteção de classe III, de acordo 
com a Equação 3:
41
O resultado do projeto do subsistema de captores e condutores de 
descida é ilustrado na Figura 2. Observe que não foi especificado 
condutor horizontal extracircundando a edificação, pois a altura 
de prédio já é a distância máxima entre condutores recomendada 
pela norma.
Figura 2 – Resultado do projeto de malha captora 
e condutores de descida
 
Fonte: elaborada pelo autor.
TEORIA EM PRÁTICA
O dimensionamento do subsistema de captores e descida é 
essencial para o SPDA. O método Franklin é uma solução que, 
dentro de seus limites, apresenta um excelente custo-benefício. 
Porém, para edificações com grande área horizontal, ele se 
torna inviável. Considere uma edificação de quatro andares, 
42
com altura igual a 15 metros, 20 metros de largura e 20 metros 
de comprimento. Caso seja instalada uma única haste captora 
de seis metros de altura no topo do edifício, identifique qual é a 
classe máxima de proteção oferecida por essa configuração. Após 
identificada a classe, calcule o número necessário de descidas 
para essa configuração de SPDA.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Este artigo contém um estudo sobre proteção contra descargas 
atmosféricas em subestações aplicando blindagem com 
cabos. Ele elabora o projeto da blindagem com método 
eletrogeométrico e posteriormente aplica algoritmos de 
otimização não linear para encontrar o número e configuração 
ótima dos condutores utilizados na captação das descargas 
atmosféricas. O aluno pode acessar este livro por meio da 
plataforma EBSCOhost, disponível na Biblioteca Virtual da 
Kroton.
KHODADADI, A.; NAZARI, M. H.; HOSSEINIAN, S. H. Designing 
an optimal lightning protection scheme for substations using 
shielding wires. Engineering, Technology & Applied Science 
Research, [s.l.], v. 7, n. 3, p. 1.595-1.599, 2017.
Indicações de leitura
43
Indicação 2
O livro oferece metodologias largamente utilizadas para a 
elaboração de projetos elétricos industriais. Sendo o SPDA 
uma parte fundamental da instalação elétrica industrial, o livro 
contém também esquemas de projeto e dimensionamento dos 
três subsistemas de um SPDA. Além disso, o livro é uma versão 
atual e, por isso, oferece o projeto baseado na revisão de 2015 
das normas pertinentes ao projeto do SPDA. Para realizar a 
leitura, o aluno deve acessar a plataforma Minha Biblioteca, 
disponível na Biblioteca Virtual da Kroton.
MAMEDE FILHO, J. Proteção contra descargas atmosféricas. In: 
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 9. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2018. Cap. 13, p. 600-662.
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes neste 
Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em Foco 
e dos slides usados para a gravação das videoaulas, além de 
questões de interpretação com embasamento no cabeçalho 
da questão.
1. O projeto de sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricas envolve o dimensionamento e a especificação de 
diversos componentes, como cabos, conexões e hastes. Para 
44
esses elementos, as dimensões, espessuras e os materiais 
devem ser considerados. 
 
Acerca da especificação do subsistema de aterramento, 
segundo a norma NBR 5.419, assinale a alternativa correta. 
a. O eletrodo de aterramento não pode ser constituído de 
partes naturais da estrutura.
b. O eletrodo de aterramento enterrado não pode estar 
abaixo de 1 metro do solo.
c. O eletrodo de aterramento não pode ser constituído de 
alumínio.
d. O eletrodo de aterramento em anel deve ser posicionado 
a uma distância de aproximadamente um metro das 
paredes externas.
e. O subsistema de aterramento é o único cujos projeto e 
dimensionamento de componentes não dependem da 
classe de proteção adotada.
2. O SPDA é essencial para a garantia da segurança elétrica 
em estruturas e edificações. Por isso seu projeto deve ser 
realizado de acordo com normas, requisitos de segurança 
e análise de riscos. Somente o projeto corretamente 
elaborado é capaz de garantir que o SPDA exerça 
corretamente a função de reduzir a probabilidade de 
descargas atmosféricas causarem danos à estrutura ou aos 
sistemas internos. 
 
Sobre o projeto de um sistema de proteção contra 
descargas atmosféricas, assinale a alternativa que contém 
uma afirmação correta. 
45
a. O projeto e posicionamento dos captores em edificações 
com mais do que 15 metros de altura pode ser realizado 
somente com o uso do método eletrogeométrico.
b. O condutor de descida pode conter, no máximo, duas 
emendas ao longo de seu comprimento total.
c. Todos os condutores metálicos da entrada de serviço de 
energia (carcaça de caixa de medição, transformadores 
e equipamentos) devem ser diretamente conectados ao 
sistema de aterramento.
d. A interligação horizontal de condutores de descida ao redor 
de edificações tem a função principal de garantir a robustez 
mecânica do subsistema de descida.
e. Durante a análise de risco e cálculo da necessidade do SPDA, 
deve-se excluir a zona de menor grau de proteção (Zona 1) 
dos cálculos e análises. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta D
Resolução: O subsistema de aterramento deve ser projetado 
de acordo com a classe de proteção, sendo que componentes 
da estrutura ou eletrodos externos podem ser utilizado. O 
eletrodo enterrado deve estar, no mínimo, a 50 centímetros 
da superfície, e o alumínio pode ser utilizado para partes não 
enterradas.
Questão 2 - Resposta C
Resolução: O projeto e posicionamento dos captores em 
edificações com mais do que 15 metros de altura pode 
ser realizado com os métodos eletrogeométrico, gaiola de 
Faraday e método de Franklin.
46
O condutor de descida não pode conter emendas.
A interligação horizontal de condutores de descida ao redor 
de edificações tem a função de garantir a baixa resistência do 
subsistema de descida e fornecer caminhos paralelos para o 
escoamento de correntes de descarga.
Durante a análise de risco e o cálculo da necessidade do 
SPDA, devem-se considerar todas as zonas para os cálculos e 
análises.
BONS ESTUDOS!
	Apresentação da disciplina
	Introdução
	TEMA 1
	Direto ao ponto
	Para saber mais
	Teoria em prática
	Leitura fundamental
	Quiz
	Gabarito
	TEMA 2
	Direto ao ponto
	Para saber mais
	Teoria em prática
	Leitura fundamental
	Quiz
	Gabarito
	TEMA 3
	Direto ao ponto
	Para saber mais
	Teoria em prática
	Leitura fundamental
	Quiz
	Gabarito
	TEMA 4
	Direto ao ponto
	Para saber mais
	Teoria em prática
	Leitura fundamental
	Quiz
	Gabarito
	BotãoTEMA 5: 
	TEMA 2: 
	Botão 158: 
	Botão TEMA4: 
	Inicio 2: 
	Botão TEMA 6: 
	TEMA 3: 
	Botão 159: 
	Botão TEMA5: 
	Inicio 3: 
	Botão TEMA 7: 
	TEMA 4: 
	Botão 160: 
	Botão TEMA6: 
	Inicio 4: 
	Botão TEMA 8: 
	TEMA 5: 
	Botão 161: 
	Botão TEMA7: 
	Inicio 5: