aula 10 ie 2017 2 pcda

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26/10/2017
Sistemas Prediais I 
Aula 10: PCDA – Proteção Contra Descargas Atmosféricas
De acordo com a NBR 5419:2015, baseada na IEC 62305:2010
Professor
Wilson Teixeira
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226/10/2017
Ano / Semestre 2017 / 2
Disciplina Sistemas Prediais I
Dia Sexta-feira
Local Sala 334
Horário 14:00 às 18:00 h
Professor Prof. Wilson Teixeirawteixeira@mail.ru
Informações
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326/10/2017
Datas importantes (sujeitas a ajustes)
Aula 14 – Apoio ao trabalho de projeto1601/12/2017
Aula 10 – SPDA  (NBR 5419)1127/10/2017
Data Semana Conteúdo
18/08/2017 1 Aula 1 – Apresentação da disciplina + O projeto elétrico (NBR 5410)
25/08/2017 2 Aula 2 – O projeto elétrico (NBR 5410)
01/09/2017 3 Aula 3 – O projeto elétrico (NBR 5410)
08/09/2017 4 Recesso
15/09/2017 5 Aula 4 –Instalações em locais de grande afluência de público (NBR 13570) + Instalações em locais assistenciais de saúde (NBR 13534)
22/09/2017 6 Aula 5 – Primeira Avaliação (prova)
29/09/2017 7 Aula 6 – Iluminação (ISO/CIE 8995‐1)
06/10/2017 8 Aula 7 – Iluminação – Métodos manuais para o cálculo da iluminação artificial
13/10/2017 9 Aula 8 – Elementos de elevadores
20/10/2017 10 Aula 9 – Elementos de ar condicionado
03/11/2017 12 Recesso
10/11/2017 13 Aula 11 – Segunda Avaliação (prova)
17/11/2017 14 Aula 12 – O projeto das instalações especiais
24/11/2017 15 Aula 13 – Apoio ao trabalho de projeto  + VR
08/12/2017 17 Aula 15 – Apoio ao trabalho de projeto
15/12/2017 18 Aula 16 – Terceira Avaliação (apresentação de trabalho de projeto)
22/12/2017 19 Aula 17 – Prova de Recuperação
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426/10/2017
Bibliografia
• Notas de aula
• Outras publicações relevantes
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526/10/2017
1 – Introdução à proteção contra 
descargas atmosféricas
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626/10/2017
Sumário
• Características dos raios
• Sobretensões transitórias (surtos)
• A estrutura da norma NBR 5419:2015, baseada na IEC 
62305:2010
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26/10/2017
Características dos raios
Conceitos básicos do fenômeno
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826/10/2017
Top-10 – Mitos sobre segurança contra raios
• Raios nunca caem duas vezes no mesmo lugar
• Se não está chovendo, ou se nuvens não estão 
presentes, você está seguro dos raios
• Pneus de borracha de um carro podem protegê-lo de 
um raio, por isolá-lo da terra
• A vítima de um raio acumula eletricidade e, se alguém 
a tocar, poderá ser eletrocutado
• Estando fora de casa, em uma tempestade, deve-se ir 
para debaixo de uma árvore, para não se molhar
• Em casa, as pessoas estão seguras quanto a raios
• Se durante a prática de esportes, houver ameaça de 
trovoada, não há problema em terminar o jogo antes 
de procurar abrigo
• Estruturas com metais, espelhos ou metais no corpo 
(jóias, relógios, óculos, mochilas, chaves, etc.), atraem 
raios
• Estando fora de casa, com raios prestes a cair, deve-se 
deitar no chão
• Ficar perto de um objeto elevado pontudo, quando há
ameaça de trovoadas, para estar dentro do "cone de 
proteção" de 45º
FONTE: Internet
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926/10/2017 9
Locais perigosos e seguros para uma pessoa 
permanecer durante uma tempestade
FONTE: Internet
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1026/10/2017
Tipos de descargas e raios
• Diferentes tipos de 
descargas
– Nuvem-terra
– Terra-nuvem
– Nuvem-nuvem
– Intranuvem
– Descarga para o ar
• Tipos de raios
– Raio normal
– Raio folha
– Raio de calor
– Raio bola
– Raios coloridos
– Raios descendentes e 
ascendentes
FONTE: Internet
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1126/10/2017 11
Tipos de descargas e raios
Cerca de 70% ocorrem dentro das nuvens ou entre nuvens
FONTE: Internet
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1226/10/2017 12
Tipos de descargas e raios
Raios descendentes e ascendentes
Raio descendente Raio ascendente
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1326/10/2017
Tipos de descargas e raios
Raios descendentes e ascendentes
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1426/10/2017
Cores dos raios
• Raio azul dentro de uma nuvem indica a 
presença de granizo
• Raio vermelho dentro de uma nuvem indica a 
presença de chuva
• Raio amarelo ou laranja ocorre quando existe 
uma grande concentração de poeiras no ar
• Raio branco é um sinal de baixa umidade
– Branco é a cor do raio que na maioria das vezes 
acarreta incêndios florestais
FONTE: Internet
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1526/10/2017
Danos
• Danos físicos
– Incêndio, explosão, destruição mecânica
• Lesões / morte para seres vivos
FONTE: Internet
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1626/10/2017
Efeitos diretos
Incêndio na Usina Comanche, de Canitar, em 28/10/2007
FONTE: Internet
“Uma bola de fogo tomou conta de toda a usina 
Comanche, de Canitar, quando explodiu o primeiro tanque 
na manhã de sexta-feira, 28. O acidente foi causado, 
segundo o Corpo de Bombeiros, por um raio que atingiu 
suas instalações.”
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1726/10/2017 17
Efeitos diretos
Impacto de raio na lateral de edificação
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1826/10/2017 18
Efeitos diretos
Impacto de raio no topo de edificação
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1926/10/2017 19
Efeitos diretos
Impacto de raio no topo de edificação
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2026/10/2017 20
Efeitos diretos
Impacto de raio na lateral de uma residência
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2126/10/2017
Efeitos indiretos
• Paralisação de sistemas e 
perdas de dados
• Interrupção de serviços 
essenciais
• Desligamento de linhas de 
transmissão e distribuição 
de energia
• Interrupção da produção
• Queima de equipamentos
FONTE: Internet
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2226/10/2017 22
O efeito da eletricidade sobre as pessoas
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2326/10/2017 23
Zonas tempo/corrente dos efeitos da CA 
(15 Hz a 100 Hz) sobre as pessoas
Zona 1: percepção C1: probabilidade 5%
Zona 2: grande mal estar e dor C3: probabilidade > 50%
Zona 3: contrações musculares
Zona 4: risco de fibrilação ventricular (parada cardíca)
Duração da passagem da 
corrente pelo corpo humano
Corrente que passa pelo 
corpo humano
Limiar = 30 mA
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2426/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
• São tratados pela publicação IEC/TR 62713:2013 –
Safety procedures for reduction of risk outside a 
structure
– Este Relatório Técnico apresenta o raio para o leigo, 
observando a ação correta na presença de tempestades, 
bem como medidas de proteção contra raios. Também 
contribui para a prevenção de lesões e danos relâmpago
– Note-se que, até agora, não há meios para evitar um raio. 
De qualquer forma, seguindo algumas regras elementares, 
podemos proteger as pessoas, contra os seus efeitos 
deletérios
• Ainda não existe nenhuma norma ABNT tratando deste 
assunto
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2526/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
• Este Relatório Técnico é informativo, com a finalidade de 
dar ao leigo, i. e. um não-especialista em proteção 
contra raios e uma pessoa sem treinamento em 
atendimento médico, ações apropriadas para reduzir o 
risco proveniente de um raio em pessoas fora de 
estruturas fixas
– i. e. em uma variedade de atividades ao ar livre, todos os 
dias, incluindo medidas imediatas a tomar em caso de uma 
pessoa ser ferida por um raio
• Parte destas precauções inclui buscar abrigo em 
qualquer estruturaprotegida por SPDA (IEC 62305-3) ou 
até mesmo numa estrutura desprotegida
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2626/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
Descarga lateral
Não ficar debaixo 
de estruturas 
metálicas não 
aterradas
FONTE: Internet
Descarga direta
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2726/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
Buscando proteção ao 
lado de postes/mastros
Buscando proteção 
sob árvores
FONTE: Internet
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2826/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
Tensão de passo
Tensão de 
contato
FONTE: Internet
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2926/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
Posição correta
Usando a mochila 
para aumentar o 
isolamento 
FONTE: Internet
Situação a evitar
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3026/10/2017
Raios em áreas externas
Queda de raio em praia de SP 
FONTE: Internet
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3126/10/2017
Raios em áreas externas
IEC/TR 62713:2013 (noções básicas) 
• Caiu um raio no exato 
momento da tacada de golfe
– Entrou pela mão
– Saiu pelo pé
O raio entrou pela mão ... ... e saiu pelo pé
FONTE: Internet
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3226/10/2017
Raios em áreas externas 
Figuras de Lichtenberg na pele humana
FONTE: Internet
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3326/10/2017
Sinalizações de perigo
Não contempladas na NBR (noções básicas) 
FONTE: Internet
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3426/10/2017
Recomendações médicas
Não contempladas na NBR (noções básicas) 
• Necessário rápido atendimento 
médico
• Pessoas atingidas por um raio não 
ficam com carga elétrica
• Qualquer pessoa que tenha sinais 
de vida é altamente provável 
sobreviver
• Aqueles em parada cardíaca ou 
respiratória devem receber as 
maiores atenções
• Pupilas dilatadas e olhar fixo não 
devem ser utilizados para 
estabelecer a morte
• Se a vítima não estiver respirando, 
nem tiver pulso, requer suporte 
cardíaco avançado
• Em situações de frio e umidade, 
coloque uma camada protetora 
entre a vítima e o solo para 
diminuir a hipotermia
• Se o pulso retorna, o socorrista
deve continuar a ventilação com 
respiração artificial
FONTE: Internet
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3526/10/2017
Técnicas básicas de sobrevivência
Não contempladas na NBR (noções básicas)
• Respiração cardíaca pulmonar (CPR) – A principal causa 
de morte é parada cardiorrespiratória
– A maioria das vítimas sobreviver se receberem 
prontamente CPR
– A pronta CPR pode prevenir hipóxia secundária, danos 
cerebrais e morte
• Respiração Artificial (AR) – Respiração artificial posterior 
pode ser necessária para o bom resultado
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3626/10/2017
Efeitos de quedas de raios sobre o terreno
Figuras de Lichtenberg
Escultura de areia “vitrificada”
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3726/10/2017
Características dos raios
Tempestade de calor
Benjamin Franklin (1707 – 1790) é
geralmente considerado o pai da 
moderna teoria da proteção contra raios. 
Seu experimento com a pipa provou, 
pela primeira vez, que as nuvens de 
tempestade geram, mantém e 
descarregam eletricidade estática
Características dos raios
Formação de nuvens de tempestade
O relâmpago é formado como resultado 
de um acúmulo natural de separação de 
carga elétrica em nuvens de tempestade
Existem dois tipos ou nuvens de 
tempestade, que geram uma carga 
elétrica estática: tempestades de calor e 
tempestades de frentes
FONTE: Furse
Neve
Cristais de gelo
Granizo
Gotículas
Subida 
de gotas
Chuva 
forte
Descida
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3826/10/2017
Características dos raios 
Tempestade de frentes
A massa de ar frio avançando pode 
calçar o ar quente subindo e começar 
uma corrente ascendente da frente fria
A passagem da frente fria pode 
provocar tempestades em uma 
ampla área
Novas nuvens Novas nuvens
Massa de 
ar quente
Massa de 
ar quente
Pesada massa 
de ar frio
Pesada massa 
de ar frio
130km a 525km
FONTE: Furse
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3926/10/2017
Características dos raios 
Acumulação de cargas na nuvem
+
+ + + +
+
Superfície da chuva
Descida de 
ar frio
Subida de 
ar quente
Base da nuvem 
carregada 
negativamente
FONTE: Furse
Como as cargas se 
estabelecem na nuvem, ainda 
não é bem compreendido, mas 
a separação de cargas na 
nuvem é a fonte de raios
Como a acumulação e a 
separação continua até que a 
diferença de tensão entre a 
nuvem e a terra, exceda a 
resistência de isolamento do ar, 
que resulta em na descarga do 
raio, quando a resistência do ar 
é superada
(nós podemos visualizá-la por 
analogia com linhas aéreas de 
alta tensão)
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4026/10/2017
Características dos raios 
Raios em nuvens de poeira (amarelos ou laranja)
FONTE: Internet
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4126/10/2017
Características dos raios 
Raios em nuvens de poeira (amarelos ou laranja)
FONTE: Internet
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4226/10/2017 42
Características dos raios 
Raios em nuvens de poeira (amarelos ou laranja)
FONTE: Internet
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4326/10/2017
Descarga com alta 
luminosidade
O campo positivo move-se 
para cima para alcançar a 
descarga
Potencial é atingido onde um 
líder negativo descendente 
deixa a nuvem
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As descargas atmosféricas
Formação dos raios descendentes nuvem-terra
FONTE: Furse
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4426/10/2017 44
As descargas atmosféricas
Formação dos raios descendentes nuvem-terra
FONTE: Portal ELAT Internet
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4526/10/2017 45
Algumas realidades fundamentais
• O Brasil tem sido recordista mundial em incidência 
por quilômetro quadrado, de acordo com pesquisa 
realizada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
(INPE) em parceria com a NASA, mas cuidados ajudam a 
reduzir riscos
• O Brasil sofre uma grande incidência de raios por ser o 
maior país tropical do mundo
• É nos trópicos onde ocorrem as maiores tempestades do 
globo e as cidades da região Centro-oeste tenderiam a 
ser bastante atingidas por causa da constante presença 
de nuvens de grande extensão
– Frentes frias vindas do Sul
– Umidade quente vinda da Amazônia
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4626/10/2017 46
Mapa isocerâunico mundial
O Brasil sofre uma grande incidência de raios
FONTE: Furse StrikeRisk v6.0 IEC/EN 62305-2 Risk Management Software
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4726/10/2017 47
Algumas realidades fundamentais
• A descarga elétrica atmosférica é um fenômeno da 
natureza absolutamente imprevisível e aleatório, 
tanto em relação às suas características elétricas (pontos 
de impacto, intensidade de corrente, tempo de duração, 
etc.), como em relação aos efeitos destruidores 
decorrentes de sua incidência sobre as estruturas
• Em termos, nada práticos pode ser feito para se 
impedir a queda de uma descarga em determinada 
região – não existe atração a longas distâncias, sendo os 
sistemas prioritariamente receptores
• Os sistemas de SPDA implantados de acordo com 
as normas, visam a proteção das estrutura contra 
as descargas que as atinjam de forma direta
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4826/10/2017 48
Algumas realidades fundamentais
• A implantação e manutenção de SPDA é normalizada 
internacionalmente pela IEC (International Eletrotecnical
Comission) e, em cada país,por entidades próprias como 
a ABNT (Brasil), NFPA (Estados Unidos) e BSI 
(Inglaterra)
• A instalação de um SPDA não impede a ocorrência 
de descargas atmosféricas
• Um SPDA projetado e instalado conforme as normas, 
não pode assegurar a proteção absoluta de uma 
estrutura, de pessoas e bens
– Entretanto, a aplicação das normas reduz, de forma 
significativa, os riscos de danos devidos à descargas 
atmosféricas
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4926/10/2017 49
Algumas realidades fundamentais
• As soluções internacionalmente aplicadas em SPDA 
buscam tão somente minimizar os efeitos 
destruidores a partir da colocação de pontos 
preferenciais de captação e condução segura da 
descarga para a terra
• Somente os projetos elaborados com base em 
disposições dessas normas podem assegurar uma 
instalação dita eficiente e confiável
– Entretanto, esta eficiência nunca atingirá os 100 %
estando, mesmo estas instalações, sujeitas a falhas de 
proteção – as mais comuns são a destruição de pequenos 
trechos do revestimento das fachadas de edifícios ou de 
quinas da edificação ou ainda de trechos de telhados
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5026/10/2017 50
Informações em tempo real no Portal ELAT
FONTE: Portal ELAT Internet
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5126/10/2017
Informações estatísticas no Portal ELAT
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5226/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa do Brasil
FONTE: ABNT
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5326/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa da região norte
FONTE: ABNT
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5426/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa da região nordeste
FONTE: ABNT
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5526/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa da região centro-oeste
FONTE: ABNT
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5626/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa da região sudeste
FONTE: ABNT
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5726/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa da região sul
FONTE: ABNT
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5826/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa interativo do INPE
FONTE: ABNT
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5926/10/2017
Densidade de descargas atmosféricas NG
Mapa interativo do INPE
FONTE: ABNT
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26/10/2017
Sobretensões transitórias (surtos)
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6126/10/2017
Transientes de tensão (surtos)
• A proteção estrutural, em conformidade com a Norma, é
projetada para proteger a estrutura do edifício contra 
danos causados por raios
– Ela não se destina a proteger os equipamentos eletrônicos 
contra os efeitos secundários de um raio
– Equipamento eletrônico significa qualquer equipamento que 
incorpore componentes eletrônicos sensíveis, como 
computadores, equipamentos de telecomunicações, centrais 
telefônicas, sistemas de controle e instrumentação, 
controladores lógicos programáveis, etc.
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6226/10/2017
Transientes de tensão (surtos)
• A NBR 5419-4 de 2015 apresenta orientações específicas 
relativa à proteção dos sistemas eletros e eletrônicos 
dentro das edificações, que incluem:
– Uma explicação de como um raio provoca sobretensões
transitórias (surtos) e os efeitos que pode ter sobre 
equipamentos eletrônicos
– Orientação sobre a necessidade de proteção, que contém 
uma avaliação dos riscos para equipamentos eletrônicos
– Métodos de proteção, que incluem a ligação, localização de 
equipamentos e cabeamento e o uso de protetores de 
sobretensão (protetores de surto)
– Conselhos sobre a seleção de protetores adequados
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6326/10/2017
Transientes de tensão (surtos)
• A sobretensão é um surto de curta duração de tensão entre 
dois ou mais condutores
• Com duração de microssegundos a milissegundos, grandes 
sobretensões transitórias podem ser causados pelos efeitos 
secundários dos raios (transientes também pode ser causada 
por comutação elétrica de grandes cargas indutivas, tais como 
aparelhos de ar condicionado e elevadores)
FONTE: Furse
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6426/10/2017
Transientes de tensão (surtos)
• As sobretensões transitórias causadas por um raio 
podem alcançar magnitudes de 6.000 volts em um 
sistema de distribuição de energia bem isolado
– Este é mais de 8 vezes o nível tolerado por muitos sistemas 
eletrônicos
• O raio não tem que incidir no prédio para causar 
sobretensões transitórias destrutivas
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6526/10/2017
Transientes de tensão (surtos)
• Os efeitos secundários do 
raio podem causar 
sobretensões transitórias 
por:
– Interferência 
eletromagnética 
(acoplamento indutivo)
– Diferenças de potencial 
entre duas terras 
conectados (acoplamento 
resistivo)
FONTE: Furse
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6626/10/2017
O que sobretensões transitórias não são
• Sobretensões transitórias são, por definição, uma forma muito 
específica de perturbação
– Vamos, então, analisar brevemente outras formas de perturbação 
elétrica, a fim de entender o que as sobretensões transitórias não 
são! 
– A maioria destas perturbações pode ser representada como uma 
aberração na fonte de alimentação de alimentação normal
FONTE: Furse
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6726/10/2017
O que sobretensões transitórias não são
FONTE: Furse
Corte de tensão
Subtensão
Sobre tensão
Sag
Swell
Interferência por radiofrequência
Harmônicos
Pulso eletromagnético nuclear
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26/10/2017
A estrutura da norma NBR 5419:2015, 
baseada na IEC 62305:2010
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6926/10/2017 69
Histórico da normalização no Brasil
Ano Norma Páginas Origem
1950
NB 165
6 Bélgica
1970 6
USA
1977
NBR 5419
16
1993 27
IEC 610242001 32
2005 42
2015 380 IEC 62305-1 a 4
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7026/10/2017 70
NBR 5419:2005 (42 páginas)
FONTE: NBR 5419
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7126/10/2017 71
A nova norma baseada na IEC 62305:2010 
foi publicada em 2015 (380 páginas)
FONTE: IEC 62305
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7226/10/2017
Parte 1 
Princípios gerais
• A primeira parte da norma trata de premissas gerais a 
serem consideradas para o projeto de SPDA e 
Aterramento
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7326/10/2017
Parte 2 
Gerenciamento de risco
• A segunda parte estabelece os requisitos para análise de 
risco do projeto de SPDA e Aterramento, não apenas 
para definição do nível de proteção da instalação, mas 
trazendo diretrizes sobre medidas de proteção que 
devem ser tomadas para uma proteção mais efetiva de 
pessoas e instalações
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7426/10/2017
Parte 3
Danos físicos a estruturas e risco de vida
• A terceira parte conserva boa parte do escopo geral da 
norma antiga, aplicável a projetos, instalação, inspeção e 
manutenção do SPDA e Aterramento, além de medidas 
mitigadoras para controlar tensão de toque e passo 
proveniente de descargas atmosféricas
• Houve mudanças neste aspecto quanto a materiais de 
condutores de captação e descida, procedimentos nos 
testes de continuidade e arquitetura de interligação dos 
condutores de descida
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7526/10/2017
Parte 4 
Sistemas elétricos e eletrônicos dentro de estruturas
• A quarta parte da norma trata basicamente de aspectos 
gerais ligados à compatibilidade eletromagnética e 
medidas de proteção contra surtos atmosféricos paraequipamentos elétricos e eletrônicos, nas fases de 
projeto, instalação, inspeção, manutenção e ensaio 
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7626/10/2017
Parte 5
Serviços
• Esta parte, originalmente destinada a completar o 
conjunto de cinco partes, não foi publicada, tanto na 
versão 2006, quanto na 2010, da IEC 62305, devido à
falta de técnicos de apoio, no nível internacional do 
comitê de normas
• Conseqüentemente, também não existe a NBR IEC 5419-
5
• Quaisquer aspectos relevantes para telecoms deverão 
ser abordados em padrões adequados da UIT
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7726/10/2017
Estrutura da Norma
FONTE: Furse FONTE: NBR 5419:2015
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7826/10/2017
2 – Princípios Gerais
(NBR 5419-1)
Esta parte inicial do conjunto de normas, introduz o leitor nas outras 
partes da Norma NBR 5419:2015
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7926/10/2017
Sumário
• Danos causados por raios
• Tipos de perdas
• Necessidade de proteção contra raios
• Medidas de proteção
• Critérios básicos de projeto 
• Nível de proteção contra raios
• Zona de proteção contra raios
• Proteção de estruturas 
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8026/10/2017
Anexos da NBR 5419-1
• Esta parte da Norma contém cinco anexos informativos 
que tratam dos atuais parâmetros de raios que são 
usados para criar e, em seguida, selecionar as medidas 
de proteção adequadas detalhadas nas outras partes
– Anexo A – Parâmetros da corrente da descarga 
atmosférica
– Anexo B – Equação da corrente da descarga atmosférica 
em função do tempo para efeito de análise
– Anexo C – Simulação da corrente da descarga atmosférica 
com a finalidade de ensaios
– Anexo D – Parâmetros de ensaio para simular os efeitos da 
descarga atmosférica sobre os componentes do SPDA
– Anexo E – Surtos devido às descargas atmosféricas em 
diferentes pontos da instalação
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8126/10/2017
Danos causados por raios
• O foco inicial é sobre os danos que podem ser causado 
por um raio
– Danos a uma estrutura (Incluindo todas as linhas elétricas 
de entrada, aéreas e enterradas, ligadas à estrutura)
• Os danos a uma estrutura são subdivididos em fontes
de danos e tipos de danos
– Danos a um serviço (como serviço são consideradas as 
redes de telecomunicações, dados, energia, água, gás e de 
distribuição de combustíveis exemplo)
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8226/10/2017
Fontes de danos
Descargas atmosféricas 
na estrutura
Descargas atmosféricas 
sobre as linhas elétricas 
e tubulações metálicas 
que entram na estrutura
Descargas 
atmosféricas 
próximas à
estruturaDescargas atmosféricas 
próximas às linhas 
elétricas e tubulações 
metálicas que entram na 
estrutura
Nível do 
terreno
Linha aérea de serviço conectada 
à estrutura. Ex: telefone
Linha subterrânea de serviço conectada 
à estrutura. Ex: Eletricidade BT
Estrutura
FONTE: FURSE
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8326/10/2017
Tipos de danos
• As descargas atmosféricas podem causar três tipos 
básicos de danos:
– D1 – Danos às pessoas devido a choque elétrico
– D2 – Danos físicos (fogo, explosão, destruição mecânica, 
liberação de produtos químicos) devido aos efeitos das 
correntes das descargas atmosféricas, inclusive 
centelhamento
– D3 – Falhas de sistemas internos devido a LEMP (Lightning
Electromagnetic Impulse)
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8426/10/2017
Tipos de perdas
• Os seguintes tipos de perda pode resultar de danos 
relevantes à estrutura
– L1 – Perda de vida humana (incluindo-se danos 
permanentes)
– L2 – Perda de serviço ao público
– L3 – Perda de patrimônio cultural
– L4 – Perda de valor econômico (estrutura e seu conteúdo, 
assim como interrupções de atividades)
• Perdas dos tipos L1, L2 e L3 podem ser consideradas 
como perdas de valor social, enquanto perdas do tipo L4
podem ser consideradas como perdas puramente 
econômicas
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8526/10/2017
Resumo
• Fontes de danos (S)
– S1 – Impacto em uma estrutura
– S2 – Proximidades de uma estrutura
– S3 – Entradas de instalações em uma estrutura
– S4 – Perto de entradas de instalações em uma estrutura
• Tipos ou causas de danos (D ou C)
– C1 – lesão dos seres vivos
– C2 – danos físicos (incêndio, explosão ...)
– C3 – falha de sistemas internos
• Tipos de perdas (L) e os riscos associados (R)
– L1 – perda dos seres vivos
– L2 – perda de serviço público
– L3 – perda de patrimônio cultural
– L4 – perda de valores econômicos
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8626/10/2017
A relação de todos os parâmetros é
sumarizado na Tabela 2 da Norma
FONTE: ABNT
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8726/10/2017
Tipos de perdas e riscos correspondentes
FONTE: ABNT
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8826/10/2017
Tipos de perdas e riscos correspondentes
FONTE: Internet – BOUQUEGNEAU, C.
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8926/10/2017
Necessidade de proteção contra raios
Riscos R1, R2 e R3
• A necessidade de um objeto ser protegido contra 
descargas atmosféricas deve ser avaliada de modo a 
reduzir as perdas de valor social L1, L2 e L3
• Para se avaliar quando uma proteção contra descargas 
atmosféricas é necessária ou não, deve ser feita uma 
avaliação do risco de acordo com os procedimentos 
segundo NBR 5419-2
• Os seguintes riscos devem ser levados em conta, em 
correspondência aos tipos de perdas relacionadas na 
Figura 2
– R1 – risco de perdas ou danos permanentes em vidas 
humanas
– R2 – risco de perdas de serviços ao público
– R3 – risco de perdas do patrimônio cultural
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9026/10/2017
Necessidade de proteção contra raios
Risco R4
• Recomenda-se que o risco de perdas de valor econômico 
(risco R4) seja avaliado sempre que a vantagem 
econômica da proteção contra descargas atmosféricas 
for considerada
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9126/10/2017
Algumas considerações sobre os riscos
R1 – Risco de perdas ou danos permanentes em vidas humanas
• O risco de perda de vida humana é, de longe, o risco 
mais importante a considerar, e como tal, os exemplos e 
discussões subseqüentes relacionadas com a NBR 5419-
2 Gestão de Risco, vai se concentrar em grande parte 
no R1
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9226/10/2017
Algumas considerações sobre os riscos
R2 – Risco de perdas de serviços ao público
• O risco de perda de serviços ao público pode, inicialmente, ser 
interpretado como o impacto / implicações do público perder o 
seu gás, água ou fonte de energia
• No entanto, o significado correto de perda de serviço para os 
atendimentos públicos é o que pode ocorrer quando um 
prestador de serviços (mesmo que seja um hospital, instituição 
financeira, fabricante, etc.) não pode fornecer o seu serviço 
aos seus clientes, devido a danos infligido por raios
• Por exemplo, uma instituição financeira cujo principal servidor 
falhe devido a uma ocorrência de sobretensão por descarga 
atmosférica, não será capaz de enviar informações financeiras 
vital para todos os seus clientes
• Como tal, o cliente vai sofrer uma perda financeira devido a 
esta perda de serviço, uma vez que não serão capazes de 
vender seu produto no mercado aberto
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9326/10/2017
Algumas considerações sobre os riscos
R3 – Risco de perdas do patrimônio cultural, e R4
• O risco de perda de patrimônio cultural abrange todos os 
edifícios históricos e monumentos, onde o foco é sobre a 
perda da própria estrutura
• Além disso, ele pode ser benéfico para avaliar os 
benefícios econômicos de fornecer proteção para 
estabelecer se proteção contra raios é rentável
– Esta pode ser avaliada atravésda avaliação R4 – risco de 
perda de valor econômico
– R4 não é equiparado a um nível de risco tolerável RT, mas 
compara, entre outros fatores, o custo da perda de uma 
estrutura desprotegida para que, com as medidas de 
proteção aplicadas
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9426/10/2017
Necessidade de proteção contra raios
Risco Tolerado RT
• A proteção contra descargas atmosféricas é necessária 
se o risco R (R1 a R3) for maior que o risco tolerado RT
R > RT
• Neste caso, podem ser adotadas medidas de proteção de 
modo a reduzir o risco R (R1 a R3) ao nível tolerável RT
R ≤ RT
• Se puder aparecer mais de um tipo de perda, a condição 
R ≤ RT deve ser satisfeita para cada tipo de perda (L1, L2
e L3)
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9526/10/2017
Medidas de proteção
• Podem ser adotadas medidas de proteção de modo a 
reduzir o risco de acordo com o tipo de dano
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9626/10/2017
Medidas de proteção para reduzir danos a 
pessoas devido a choque elétrico (7.2)
• São possíveis as seguintes medidas de proteção
– Isolação adequada das partes condutoras expostas
– Equipotencialização por meio de um sistema de 
aterramento em malha
– Restrições físicas e avisos
– Ligação equipotencial para descargas atmosféricas (LE)
– NOTA 1 – A equipotencialização e o aumento da resistência 
de contato da superfície do solo, interna ou externamente à
estrutura, podem reduzir o risco de vida
– NOTA 2 – Medidas de proteção são eficientes somente em 
estruturas protegidas por um SPDA
– NOTA 3 – O uso de detectores de tempestades e medidas 
complementares podem reduzir o risco de vida
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9726/10/2017
Medidas de proteção para redução de danos 
físicos (7.3)
• A proteção é alcançada por meio de um sistema de proteção 
contra descargas atmosféricas (SPDA) o qual inclui as 
seguintes características
– Subsistema de captação
– Subsistema de descida
– Subsistema de aterramento
– Ligação equipotencial para descargas atmosféricas (LE)
– Isolação elétrica (e daí a distância de segurança) para o SPDA 
externo
– NOTA 1 – Quando for instalado um SPDA, a equipotencialização é
uma medida essencial para reduzir os perigos de incêndio e de 
explosão e o risco de vida
– NOTA 2 – A redução de danos físicos pode ser obtida por medidas 
que limitem o desenvolvimento e propagação de fogo, como 
compartimentos à prova de fogo, extintores, hidrantes, 
instalações de alarme de incêndio e extinção de fogo
– NOTA 3 – A instalação de rotas de fuga minimiza os riscos de 
danos físicos
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9826/10/2017
Medidas de proteção para redução de falhas 
dos sistemas elétricos e eletrônicos (7.4)
• Medidas de proteção contra surtos (MPS) possíveis
– Medidas de aterramento e equipotencialização
– Blindagem magnética
– Roteamento da fiação
– Interfaces isolantes
– Sistema de DPS coordenado
• Estas medidas podem ser usadas sozinhas ou 
combinadas
– NOTA 1 – Ao se considerar uma fonte de danos tipo S1, as 
medidas de proteção são eficientes somente em estruturas 
protegidas por um SPDA
– NOTA 2 – O uso de detectores de tempestades e medidas 
complementares podem reduzir as falhas de sistemas 
elétricos e eletrônicos
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9926/10/2017
Escolha das medidas de proteção
• As medidas de proteção relacionadas em 7.2, 7.3 e 7.4, 
juntas, compõem o sistema completo de proteção contra 
descargas atmosféricas
– A escolha das medidas mais adequadas de proteção deve 
ser feita pelo responsável técnico e pelo proprietário da 
estrutura a ser protegida, de acordo com o tipo e valor de 
cada tipo de dano, com os aspectos técnicos e econômicos 
das diferentes medidas de proteção e dos resultados da 
avaliação de riscos
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10026/10/2017
Escolha das medidas de proteção
• Os critérios para a avaliação do risco e para escolha das 
medidas de proteção mais adequadas estão relatados na 
NBR 5410-3
– As medidas de proteção são efetivas desde que elas 
satisfaçam os requisitos das normas correspondentes e 
sejam capazes de suportar os esforços esperados nos 
respectivos locais de suas instalações
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10126/10/2017
Critérios básicos de projeto
Para proteção de estruturas
• Uma proteção ideal para estruturas é envolver 
completamente a estrutura a ser protegida por uma 
blindagem contínua perfeitamente condutora, aterrada e 
de espessura adequada, e, além disso, providenciar 
ligações equipotenciais adequadas para as linhas 
elétricas e tubulações metálicas que adentram na 
estrutura nos pontos de passagem pela blindagem
• Isto impede a penetração da corrente da descarga 
atmosférica e campo eletromagnético associado na 
estrutura a ser protegida e evita efeitos térmicos e 
eletrodinâmicos perigosos da corrente assim como 
centelhamentos e sobretensões perigosas para os 
sistemas internos
• Na prática, porém, a aplicação de tais medidas para se 
obter total proteção é freqüentemente inviável
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10226/10/2017
Critérios básicos de projeto
Para proteção de estruturas
• Uma proteção ideal para 
estruturas é envolver 
completamente a estrutura a 
ser protegida por uma 
blindagem contínua 
perfeitamente condutora, 
aterrada e de espessura 
adequada
• Na prática, porém, a 
aplicação de tais medidas 
para se obter total proteção 
é freqüentemente inviável
Caixa metálica 
contínua
Descarga atmosférica
FONTE: DEHN
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10326/10/2017
Critérios básicos de projeto
Para proteção de estruturas
• A falta de continuidade da blindagem e/ou sua espessura 
inadequada permite a penetração da corrente da 
descarga atmosférica e seus efeitos pela blindagem, 
podendo causar
– Danos físicos e risco de vida
– Falha dos sistemas internos
• As medidas de proteção, adotadas para reduzir tais 
danos e perdas relevantes, devem ser projetadas para 
um conjunto definido de parâmetros das correntes das 
descargas atmosféricas, frente às quais é requerida a 
proteção, conforme o nível de proteção contra descargas 
atmosféricas
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10426/10/2017
Critérios básicos de projeto
Para proteção de estruturas
FONTE: FURSE
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10526/10/2017
Níveis de proteção contra raios (NP)
• Quatro níveis de proteção (I a IV) foram determinadas 
com base em parâmetros obtidos a partir trabalhos 
técnicos publicados anteriormente pela Conference
Internationale des Grands Réseaux Electriques (CIGRE)
• Para cada NP, é fixado um conjunto de parâmetros 
máximos e mínimos das correntes das descargas 
atmosféricas
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10626/10/2017
FONTE: ABNT
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10726/10/2017
Forma de onda de impulso
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10826/10/2017
FONTE: ABNT
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10926/10/2017
Zonas de proteção contra raios (ZPR)
Lightning Protection Zone (LPZ)
FONTE: ABNT
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11026/10/2017
Zonas de proteção contra raios (ZPR)
Lightning Protection Zone (LPZ)
FONTE: FURSE
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11126/10/2017
Zonas de proteção contra raios (ZPR)
Lightning Protection Zone (LPZ)
FONTE: ABNT
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11226/10/2017
Zonas de proteção contra raios (ZPR)
Lightning Protection Zone (LPZ)
FONTE: FURSE
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11326/10/2017
Zonas de proteção contra raios (ZPR)
Lightning Protection Zone (LPZ)
FONTE: FURSE
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11426/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir danos físicos eriscos de vida
• A estrutura a ser protegida deve estar em uma ZPR 0B 
ou superior
– Isto é conseguido por meio de um sistema de proteção 
contra descargas atmosféricas (SPDA)
• Um SPDA consiste em
– Um sistema externo de proteção contra descargas 
atmosféricas
– Um sistema interno de proteção contra descargas 
atmosféricas
• O SPDA deverá estar conforme os requisitos da NBR 
5410-3
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11526/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir danos físicos e riscos de vida
• As funções do SPDA externo são
– Interceptar uma descarga atmosférica para a estrutura 
(com um sistema de captores)
– Conduzir a corrente da descarga seguramente para a terra 
(com um sistema de condutores de descida)
– Dispersar esta corrente na terra (com um sistema de 
aterramento)
• A função do SPDA interno é evitar centelhamento
perigoso dentro da estrutura, utilizando a ligação 
equipotencial ou a distância de segurança s (e, 
conseqüentemente, isolação elétrica), entre os 
componentes do SPDA e outros elementos condutores 
internos à estrutura
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11626/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir danos físicos e riscos de vida
• Quatro classes de SPDA (I, II, III e IV) são definidas 
como um conjunto de regras de construção, baseadas 
nos correspondentes níveis de proteção (NP)
• Cada conjunto inclui regras dependentes do nível de 
proteção (por exemplo, raio da esfera rolante, largura da 
malha etc) e regras independentes do nível de proteção 
(por exemplo, seções transversais de cabos, materiais 
etc).
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11726/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir as falhas de sistemas internos
• A proteção contra LEMP para reduzir o risco de falha de 
sistemas internos deve limitar
– Sobretensões devido a descargas atmosféricas na 
estrutura, resultando de acoplamento resistivo e indutivo
– Sobretensões devido a descargas atmosféricas perto da 
estrutura, resultando de acoplamento indutivo
– Sobretensões transmitidas por linhas que adentram a 
estrutura, devido a descargas atmosféricas diretas nas 
linhas ou próximas a estas
– Campo magnético acoplado diretamente aos aparelhos
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11826/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir as falhas de sistemas internos
• O sistema a ser protegido deve estar localizado dentro 
de uma ZPR 1 ou superior
– Isto é conseguido por meio de medidas de proteção contra 
surtos (MPS) aplicadas aos sistemas elétricos e eletrônicos, 
as quais consistem em blindagens magnéticas que atenuam 
o campo magnético indutor e/ou por meio de 
encaminhamento adequado da fiação, que reduz os laços 
sujeitos à indução
– Uma ligação equipotencial deve ser provida nas fronteiras 
de uma ZPR, para partes metálicas e sistemas que cruzam 
estas fronteiras
• Esta ligação equipotencial pode ser executada por meio 
de condutores de equipotencialização ou, quando 
necessário, por dispositivos de proteção contra surtos 
(DPS)
• As medidas de proteção para qualquer ZPR devem estar 
em conformidade com a NBR 5419-4
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11926/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir as falhas de sistemas internos
• Uma eficiente proteção contra sobretensões que causam 
falhas de sistemas internos pode ser também obtida por 
meio de interfaces isolantes e/ou por um arranjo de DPS 
coordenados, que limitam estas sobretensões a valores 
abaixo da tensão nominal suportável de impulso do 
sistema a ser protegido
• As interfaces isolantes e os DPS devem ser selecionados 
e instalados de acordo com os requisitos da NBR 5410 e 
NBR 5419-4
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12026/10/2017
Proteção de estruturas
Proteção para reduzir as falhas de sistemas internos
• Falhas de aparelhagem devidas a campos 
eletromagnéticos radiados diretamente nos 
equipamentos são desprezíveis contanto que a 
aparelhagem esteja conforme com os requisitos de 
emissão e imunidade a campos eletromagnéticos 
radiados, definidos pelas normas pertinentes de 
compatibilidade eletromagnética (EMC) (ver também 
NBR 5410-2 e NBR 5410-3)
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12126/10/2017
3 – Danos Físicos à Estruturas 
e Perigos à Vida 
(NBR 5419-3)
Esta parte do conjunto de normas lida com
medidas de proteção em uma estrutura
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12226/10/2017
Sumário
• Sistema de proteção contra descargas atmosféricas
• Manutenção dos sistemas de proteção contra descargas 
atmosféricos
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12326/10/2017
Há partes omissas de extrema importância
• O corpo principal desta parte da norma dá orientações 
sobre a classificação de um Sistema de Proteção contra 
Descargas Atmosféricas (LPS), LPS externos e internos e 
programas de manutenção e inspeção
• Há cinco anexos
• O Anexo E está VAGO na NBR 5413-3
• Na IEC 62305-3 este Anexo E contém as Orientações 
para a concepção, construção, manutenção e 
inspecção de sistemas de proteção contra raios
• Há também muitos esboços e tabelas em todo o 
documento para facilitar a interpretação e compreensão 
leitores
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12426/10/2017
Anexos da NBR 5419-3
• Esta parte da Norma contém cinco anexos normativos / 
informativos que tratam dos atuais parâmetros de raios que 
são usados para criar e, em seguida, selecionar as medidas de 
proteção adequadas detalhadas nas outras partes
– Anexo A – (normativo) Posicionamento do subsistema de 
capatação
– Anexo B – Seção mínima da blindagem do cabo de entrada de 
modo a evitar centelhamento perigoso
– Anexo C – Divisão da corrente da descarga atmosférica entre os 
condutores de descida
– Anexo D – Informação adicional para SPDA no caso de estruturas 
com risco de explosão
– Anexo E – VAGO (Guidelines for the design, construction, 
maintenance and inspection of lightning protection
systems)
– Anexo F – (nomativo) Ensaio da continuidade elétrica das 
armaduras
Como se trata de uma parte relevante da Norma, recomendamos 
que este Anexo seja consultado no original da IEC 62305-3
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12526/10/2017
Sistema de proteção contra 
descargas atmosféricas
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12626/10/2017
SPDA
Classes do SPDA
• As características de um SPDA são determinadas pelas 
características da estrutura a ser protegida e pelo nível de 
proteção considerado para descargas atmosféricas
• A escolha do que classe de SPDA deve ser instalado é regida 
pelo resultado do cálculo de avaliação de risco
• Assim sendo, é prudente sempre realizar uma avaliação dos 
riscos para garantir que uma solução técnica e econômica seja 
alcançada
FONTE: ABNT
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12726/10/2017
SPDA
Classes do SPDA
• Cada classe de SPDA é caracterizada pelo seguinte 
– Dados dependentes da classe de SPDA
• Parâmetros da descarga atmosférica
• Raio da esfera rolante, tamanho da malha e ângulo de 
proteção
• Distâncias típicas entre condutores de descida e dos 
condutores intermediários
• Distância de segurança contra centelhamento perigoso
• Comprimento mínimo dos eletrodos de terra
– Fatores não dependentes da classe do SPDA
• Equipotencialização para descargas atmosféricas
• Espessura mínima de placas ou tubulações metálicas nos 
sistemas de captação
• Materiais do SPDA e condições de uso
• Materiais, configuração e dimensões mínimas para 
captores, descidas e eletrodos de aterramento
• Dimensões mínimas dos condutores de conexão
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12826/10/2017
SPDA
O projeto do SPDA
• Quanto maior for a sintonia e a coordenação entre os 
projetos e execuções das estruturas a seremprotegidas 
e do SPDA, melhores serão as soluções adotadas 
possibilitando otimizar custo dentro da melhor solução 
técnica possível
– Preferencialmente, o próprio projeto da estrutura deve 
viabilizar a utilização das partes metálicas desta como 
componentes naturais do SPDA
• A documentação do projeto do SPDA deve conter toda a 
informação necessária para assegurar uma correta e 
completa instalação
– Inclusive para o pessoal da obra civil
• O SPDA deve ser projetado e instalado por profissionais 
habilitados e capacitados para o desenvolvimento dessas 
atividades
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12926/10/2017
SPDA
Continuidade da armadura de aço em estruturas de CA
• A armadura de aço dentro de estruturas de concreto 
armado é considerada eletricamente contínua, contanto 
que pelo menos 50% das conexões entre barras 
horizontais e verticais sejam firmemente conectadas
– As conexões entre barras verticais devem ser soldadas, ou 
unidas com arame recozido, cintas ou grampos, 
trespassadas com sobreposição mínima de 20 vezes 
seu diâmetro
• Para estruturas novas medidas complementares, visando 
garantir essa continuidade elétrica desde o início da 
obra, podem ser especificadas pelo projetista do SPDA 
em trabalho conjunto com o construtor e o engenheiro 
civil
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13026/10/2017
SPDA
Continuidade da armadura de aço em estruturas de CA
• Para estruturas utilizando concreto com armadura de aço 
(incluindo as estruturas pré-fabricadas), a continuidade 
elétrica da armadura deve ser determinada por ensaios 
elétricos efetuados entre a parte mais alta e o nível do solo
• A resistência elétrica total obtida no ensaio final (ver Anexo F) 
não pode ser superior a 0,2 Ω e deve ser medida com 
utilização de equipamento adequado para esta finalidade
• Se este valor não for alcançado, ou se não for possível a 
execução deste ensaio, a armadura de aço não pode ser 
validada como condutor natural da corrente da descarga 
atmosférica
• Neste caso, é recomendado que um sistema convencional de 
proteção seja instalado
• No caso de estruturas de concreto armado pré-fabricado, a 
continuidade elétrica da armadura de aço também deve ser 
realizada entre os elementos de concreto pré-fabricado 
adjacentes
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13126/10/2017
SPDA
Continuidade da armadura de aço em estruturas de CA
• Corrente alternada em 
freqüência diferente da rede
• Corrente entre 1 e 10 A
• A resistência elétrica total 
obtida no ensaio final não 
pode ser superior a 0,2 Ω
• Para informação adicional 
sobre ensaio da 
continuidade da armadura 
de aço em estruturas de 
concreto armado, consultar 
o Anexo F da NBR 5419-3
FONTE: ABNT
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13226/10/2017
SPDA
Continuidade da armadura de aço em estruturas de CA
FONTE: ABNT
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13326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
• O projetista do SPDA deve considerar, inicialmente, os 
efeitos térmicos e explosivos no ponto de um relâmpago 
e as conseqüências para a estrutura sob consideração
• Dependendo das conseqüências do designer pode 
escolher um dos seguintes tipos de SPDA externos
– Isolado
– Não isolado
• Um SPDA isolado é normalmente escolhido quando a 
estrutura é construída de materiais combustíveis ou 
apresenta um risco de explosão
• Por outro lado um sistema não isolado pode ser montado 
onde não existe tal perigo
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13426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
• 5.1.3 Uso de componentes naturais
– Componentes naturais feitos de materiais condutores, os 
quais devem permanecer dentro ou na estrutura 
definitivamente e não podem ser modificados, por exemplo, 
armaduras de aço interconectadas estruturando o concreto 
armado, vigamentos metálicos da estrutura etc., podem ser 
utilizados como componente natural do SPDA, desde que 
cumpram os requisitos específicos desta Norma
– Outros componentes metálicos que não forem definitivos à
estrutura devem ficar dentro do volume de proteção ou 
incorporados complementarmente ao SPDA
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13526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
• Um SPDA externo consiste de:
– Subsistema captor
– Subsistema de descida
– Subsistema de aterramento
BEP
TAP
Subsistema de 
descida
Subsistema de 
aterramento
Subsistema 
captor
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13626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor
• Hastes (incluindo mastros) são 
mastros eretos livres ou ligados com 
condutores para formar uma malha 
no telhado
• Condutores suspensos são 
suportadas por mastros eretos livres 
ou ligados com condutores para 
formar uma malha no telhado
• Condutores em malha podem 
estar em contacto direto com o 
telhado ou suspensa acima dele
– caso em que é de extrema 
importância que a cobertura não 
esteja exposta a uma descarga 
direta
FONTE: FURSE
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13726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor
• Métodos aceitáveis a serem utilizados na determinação da 
posição do subsistema de captação incluem
– Método do ângulo de proteção
– Método da esfera rolante
– Método das malhas
• Os métodos da esfera rolante e das malhas são adequados em 
todos os casos
FONTE: ABNT
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13826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Figura 1
FONTES: FURSE e ABNT
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13926/10/2017
Descarga com alta 
luminosidade
O campo positivo move-se 
para cima para alcançar a 
descarga
Potencial é atingido onde um 
líder negativo descendente 
deixa a nuvem
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As descargas atmosféricas
Formação dos raios descendentes nuvem-terra
FONTE: Furse
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14026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
FONTE: FURSE
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14126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
FONTE: DEHN
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14226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
FONTE: DEHN
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14326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• A área protegida é aquela que não é tocada pela esfera
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14426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Um exemplo volumétrico
FONTE: FURSE
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14526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Aplicações de proteção usando a esfera rolante
FONTE: FURSE
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14626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Aplicações de proteção usando a esfera rolante
FONTE: FURSE
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14726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Aplicações da esfera rolante com dois cabos suspensos em um 
sistema não isolado
FONTE: FURSE
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14826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Aplicações da esfera rolante com dois cabos suspensos em um 
sistema não isolado
FONTE: DEHN
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14926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistemacaptor – Método da esfera rolante
• Aplicações da esfera rolante com dois cabos suspensos em um 
sistema não isolado
FONTE: DEHN
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15026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método da esfera rolante
• Aplicações de proteção usando a esfera rolante
FONTE: FURSE
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15126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• O método ângulo de proteção é
uma simplificação matemática do 
método esfera rolamento 
• O ângulo de proteção é derivado 
pelo rolamento de uma esfera de 
até uma haste vertical (AB)
• Uma linha é então projetada a 
partir do ponto onde a esfera toca 
na haste de ar (A) para baixo, até o 
plano de referência (D), terminando 
no ponto C. A linha deve cortar a 
esfera (círculo), de modo que as 
áreas (sombreadas) de super e 
subestimação de proteção (quando 
comparado com o método de esfera 
rolante sejam iguais
• O ângulo criado entre a 
extremidade da haste vertical (A) e 
a linha projetada é denominado o 
ângulo alfa de proteção (α)
FONTE: FURSE
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15226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
FONTES: FURSE e ABNT
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15326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
FONTE: FURSE
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15426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• O gráfico identifica as 
restrições ao usar o método 
ângulo de proteção (haste) 
para o projeto do sistema de 
terminação de ar
• Quando a estrutura / haste / 
mastro, em relação ao plano 
de referência, é maior em 
altura do que o raio da 
esfera de rolamento 
apropriado, a zona de 
proteção proporcionada pelo 
ângulo de proteção já não é
válida (ver figura ao lado)
FONTE: FURSE
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15526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Aplicações de proteção usando o método do ângulo de 
proteção (haste)
FONTE: FURSE
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15626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Aplicações de proteção usando o método do ângulo de 
proteção (haste)
FONTE: FURSE
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15726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Aplicações de proteção usando o método do ângulo de 
proteção (haste)
FONTE: FURSE
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15826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Num sistema não isolado, uma haste vertical (ou várias hastes 
verticais) podem ser utilizadas para proteger itens maiores 
montados na cobertura, da incidência direta de um raio
FONTE: FURSE
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15926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Num sistema não isolado, uma 
haste vertical (ou várias hastes 
verticais) podem ser utilizadas 
para proteger itens maiores 
montados na cobertura, da 
incidência direta de um raio 
(exemplo)
FONTE: DEHN
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16026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Aplicações de proteção usando o método do ângulo de 
proteção (cabo)
FONTE: FURSE
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16126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método do ângulo de proteção
• Aplicações de proteção usando o método do ângulo de 
proteção (cabo)
FONTE: FURSE
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16226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
• Aplicações de proteção usando o método das malhas
FONTE: FURSE
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16326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
• Aplicações de proteção usando o método das malhas (exemplo)
FONTE: DEHN
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16426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
• Aplicações de proteção usando o método das malhas (exemplo)
FONTE: Internet
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16526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
Caixa metálica 
contínua
Ferragem estrutural
Descarga atmosférica
FONTE: DEHN
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16626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
• Quando as correntes não são uniformes, como é o caso 
das correntes decorrentes da queda de um raio na 
gaiola, o campo no seu interior não chega a ser nulo, 
mas é muito pequeno
• Mesmo assim, ocorrem induções internas devido a 
variações do campo magnético no interior da gaiola de 
Faraday
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16726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
Altas correntes produzem 
fortes campos magnéticos que 
induzem tensões elevadas
Baixas correntes parciais 
reduzem campos magnéticos e 
tensões elevadas na edificação
FONTE: DEHN
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16826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Método das malhas
• Efeito pelicular ou efeito skin
– É importante que o 
subsistema de descida 
seja conectado nas 
bordas da gaiola de 
Faraday, porque as 
correntes induzidas nos 
módulos das malhas 
criam campos 
magnéticos opostos que 
forçam a circulação das 
correntes para borda da 
malha e, daí, para o 
subsistema de descida
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16926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Descargas laterais de estruturas altas
• Estruturas até 60 m de altura
– Pesquisas indicam que a probabilidade do impacto de 
descargas de baixa amplitude na fachada de estruturas 
menores de 60 m de altura são suficientemente baixas para 
serem desconsideradas
– Telhados e saliências horizontais devem ser protegidos de 
acordo com a classe do SPDA determinada pela avaliação 
de risco na NBR 5419-2
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17026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Descargas laterais de estruturas altas
• Estruturas acima de 60 metros de altura
– Em estruturas com altura superior a 60 m, descargas 
laterais podem ocorrer, especialmente em pontas, cantos e 
em saliências significativas, como: varandas, marquises 
etc.
– A exigência de captação lateral de uma estrutura pode ser 
satisfeita pela presença de elementos metálicos externos, 
como revestimento de metal ou fachadas metálicas 
– Deve ser priorizada a utilização de subsistemas de 
aterramento e descidas naturais
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17126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Descargas laterais de estruturas altas
• Estruturas acima de 60 
metros de altura (exemplo)
FONTE: Internet e FURSE
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17226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Construção
• Captores de um SPDA não isolado da estrutura a ser 
protegida podem ser instalados como a seguir 
– Se a cobertura é feita por material não combustível, os condutores 
do subsistema de captação podem ser posicionados na superfícieda cobertura 
– Se a cobertura for feita por material prontamente combustível, 
cuidados especiais devem ser tomados em relação à distância 
entre os condutores do subsistema de captação e o material
• Para coberturas de sapé ou palha onde não sejam utilizadas 
barras de aço para sustentação do material, uma distância não 
inferior a 0,15 m é adequada
• Para outros materiais combustíveis, 0,10 m 
– Partes facilmente combustíveis da estrutura a ser protegida não 
podem permanecer em contato direto com os componentes de um 
SPDA externo e não podem ficar abaixo de qualquer componente 
metálico que possa derreter ao ser atingido pela descarga 
atmosférica
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17326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Componentes naturais
FONTE: ABNT
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17426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Componentes naturais
• Chapas metálicas cobrindo a estrutura a ser protegida, 
desde que:
– A continuidade elétrica entre as diversas partes seja feita 
de forma duradoura (por exemplo, solda forte, 
caldeamento, frisamento, costurado, aparafusado ou 
conectado com parafuso e porca)
– A espessura da chapa metálica não seja menor que o valor 
t´ fornecido na Tabela 3, se não for importante que se 
previna a perfuração da chapa ou se não for importante 
considerara ignição de qualquer material inflamável abaixo 
da cobertura
– A espessura da folha metálica não seja menor que o valor t 
fornecido na Tabela 3,se for necessário precauções contra 
perfuração ou se for necessário considerar os problemas 
com pontos quentes
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17526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Componentes naturais
• Componentes metálicos da construção da cobertura (treliças, 
ganchos de ancoragem, armadura de aço da estrutura etc.), 
abaixo de cobertura não metálica, desde que esta possa ser 
excluída do volume de proteção; 
• Partes metálicas, como as ornamentações, grades, tubulações, 
coberturas de parapeitos etc.,que estejam instaladas de forma 
permanente, ou seja, que sua retirada desconfigura a 
característica da estrutura e que tenham seções transversais 
não inferiores às especificadas para componentes captores; 
• Tubulações metálicas e tanques na cobertura, desde que eles 
sejam construídos de material com espessuras e seções 
transversais de acordo com a Tabela 6
• NOTA Uma fina proteção por pintura ou de cerca de 1 mm de asfalto, ou 0,5 
mm de PVC, não é considerada como um isolante
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17626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema captor – Componentes naturais
• A continuidade elétrica entre 
as diversas partes deve ser 
feita de forma duradoura 
(por exemplo, solda forte, 
caldeamento, frisamento, 
costurado, aparafusado ou 
conectado com parafuso e 
porca)
FONTE: DEHN
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17726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida
• Com o propósito de reduzir a probabilidade de danos 
devido à corrente da descarga atmosférica fluindo pelo 
SPDA, os condutores de descida devem ser arranjados a 
fim de proverem
– Diversos caminhos paralelos para a corrente elétrica 
– O menor comprimento possível do caminho da corrente 
elétrica;
– A equipotencialização com as partes condutoras de uma 
estrutura deve ser feita de acordo com os requisitos da 
Norma
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17826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Anéis horizontais
• Devem ser consideradas interligações horizontais com os 
condutores de descida, ao nível do solo, e em intervalos entre 
10 m a 20 m de altura de acordo com a Tabela 4, para 
condutores de descida construídos em SPDA convencional
FONTE: ABNT
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17926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Posicionamento do SPDA isolado
• O posicionamento das descidas deve obedecer ao 
seguinte: 
– Se os captores consistirem em hastes em mastros 
separados (ou um mastro) não metálicos nem 
interconectados às armaduras, é necessário para cada 
mastro pelo menos um condutor de descida
• Não há necessidade de condutor de descida para 
mastros metálicos ou interconectados às 
armaduras
– Se os captores consistem em condutores suspensos em 
catenária (ou um fio), pelo menos um condutor de descida 
é necessário em cada suporte da estrutura
– Se os captores formam uma rede de condutores, é
necessário pelo menos um condutor de descida em cada 
suporte de terminação dos condutores
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18026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Posicionamento do SPDA não isolado
• Para cada SPDA não isolado, o número de condutores de 
descida não pode ser inferior a dois, mesmo se o valor 
do cálculo do perímetro dividido pelo espaçamento para 
o nível correspondente resultar em valor inferior
– No posicionamento, utilizar o espaçamento mais uniforme 
possível entre os condutores de descida ao redor do 
perímetro
– Valores das distâncias entre os condutores de descida são 
dados na Tabela 4
• Um condutor de descida deve ser instalado, 
preferencialmente, em cada canto saliente da estrutura, 
além dos demais condutores impostos pela distância de 
segurança calculada
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18126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Construção
• Os condutores de descida de um SPDA não isolado da 
estrutura a ser protegida podem ser instalados como a 
seguir 
– Se a parede é feita de material não combustível, os 
condutores de descida podem ser posicionados na 
superfície ou dentro da parede
– Se a parede for feita de material combustível, os 
condutores de descida podem ser posicionados na 
superfície da parede, desde que a elevação de 
temperatura devido à passagem da corrente da descarga 
atmosférica neste não seja perigosa para o material da 
parede
– Se a parede for feita de material prontamente 
combustível e a elevação da temperatura dos condutores 
de descida for perigosa, os condutores de descida devem 
ser instalados de forma a ficarem distantes da parede, 
pelo menos 0,1 m
• Os suportes de montagem podem estar em contato com 
a parede
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18226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Construção
• 5.3.5 Quando a distância entre o condutor de descida e 
um material prontamente combustível não puder ser 
assegurada, a seção reta do condutor de aço galvanizado 
não pode ser inferior a 100 mm²
– Pode ser utilizado outro condutor com seção reta que 
proporcione equivalência térmica
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18326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Componentes naturais
• As seguintes partes da estrutura podem ser consideradas 
como condutores naturais de descida:
– As instalações metálicas, desde que
– A continuidade elétrica entre as várias partes seja feita 
de forma durável
– Suas dimensões sejam no mínimo iguais ao especificado 
na Tabela 6 para condutores de descida normalizados
– As armaduras das estruturas de concreto armado sejam 
eletricamente contínuas
– Obs para concreto armado pré-fabricado e protendido
– O vigamento de aço interconectado da estrutura
– Elementos da fachada, perfis e subconstruções metálicas 
das fachadas observadas as exigências mínimas dos 
materiais
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18426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Conexões de ensaio
• Nas junções entre cabos de descida e eletrodosde 
aterramento, uma conexão de ensaio deve ser fixada em cada 
condutor de descida, exceto no caso de condutores de 
descidas naturais combinados com os eletrodos de 
aterramento natural (pela fundação)
• Com o objetivo de ensaio, o elemento de conexão deve ser 
capaz de ser aberto apenas com o auxílio de ferramenta
– Em uso normal, ele deve permanecer fechado e não pode manter 
contato com o solo
FONTE: DEHN
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18526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida – Conexões de ensaio
FONTE: DEHN
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18626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de descida
FONTE: ABNT
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18726/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento
• Sob o ponto de vista da proteção 
contra descargas atmosféricas, uma 
única infraestrutura de aterramento 
integrada é preferível e adequada 
para todos os propósitos, ou seja, o 
eletrodo deve ser comum e atender 
à proteção contra descargas 
atmosféricas, sistemas de energia 
elétrica e sinal (telecomunicações, 
TV a cabo, dados etc.)
BEP
TAP
Subsistema de 
descida
Subsistema de 
aterramento
Subsistema 
captor
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18826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento
FONTE: DEHN
• Quando se tratar da dispersão da corrente da descarga 
atmosférica (comportamento em alta freqüência) para a 
terra, o método mais importante de minimizar qualquer 
sobretensão potencialmente perigosa é estudar e 
aprimorar a geometria e as dimensões do subsistema de 
aterramento
– Deve-se obter a menor resistência de aterramento possível, 
compatível com o arranjo do eletrodo, a topologia e a 
resistividade do solo no local
• Sistemas de aterramento devem ser conectados de 
acordo com os requisitos de equipotencialização
• Recomenda-se evitar a utilização de materiais 
diferentes em um mesmo subsistema de aterramento
– Quando isso não for possível, convém adotar medidas para 
evitar a corrosão
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18926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento
FONTE: DEHN
• Para subsistemas de aterramento, na impossibilidade do 
aproveitamento das armaduras das fundações, o arranjo 
a ser utilizado consiste em condutor em anel, externo à
estrutura a ser protegida, em contato com o solo por 
pelo menos 80 % do seu comprimento total, ou 
elemento condutor interligando as armaduras 
descontínuas da fundação (sapatas)
– Estes eletrodos de aterramento podem também ser do tipo 
malha de aterramento
– Devem ser consideradas medidas preventivas para evitar 
eventuais situações que envolvam tensões superficiais 
perigosas
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19026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19126/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19426/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19526/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
FONTE: DEHN
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19626/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Tensões superficiais perigosas
• O item 8 Medidas de proteção contra acidentes com 
seres vivos devido à tensões de passo e de toque
da NBR 5419-3 detalha as medidas a serem tomadas
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19726/10/2017
Comprimento mínimo do eletrodo de terra 
De acordo com a classe do SPDA
FONTE: DEHN
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19826/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Instalação dos eletrodos de terra
FONTE: DEHN
• O eletrodo de aterramento em anel deve ser enterrado 
na profundidade de no mínimo 0,5 m e ficar posicionado 
à distância aproximada de 1 m ao redor das paredes 
externas
• No caso da impossibilidade técnica da construção do anel 
externo à edificação, este pode ser instalado 
internamente
– Para isto, devem ser tomadas medidas visando minimizar 
os riscos causados por tensões superficiais
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19926/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Eletrodos naturais
FONTE: DEHN
• As armaduras de aço interconectadas nas fundações de 
concreto, ou outras estruturas metálicas subterrâneas 
disponíveis, podem ser utilizadas como eletrodos de 
aterramento, desde que sua continuidade elétrica seja 
garantida
– Os métodos para garantir essa continuidade são idênticos 
aos utilizados para os condutores de descida
– Quando as armaduras do concreto das vigas de fundação 
(baldrame) são utilizadas como eletrodo de aterramento, 
devem ser tomados cuidados especiais nas interconexões 
para prevenir rachaduras do concreto
• No caso de concreto protendido, os cabos de aço 
não podem ser usados como condutores das 
correntes da descarga atmosférica
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20026/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Componentes
• Componentes de um SPDA devem suportar os efeitos 
eletromagnéticos da corrente de descarga atmosférica e 
esforços acidentais previsíveis sem serem danificados
• Devem ser fabricados com os materiais listados na 
Tabela 5 ou com outros tipos de materiais com 
características de comportamento mecânico, elétrico e 
químico (relacionado à corrosão) equivalente
– Componentes feitos de materiais não metálicos podem ser 
usados para fixação
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20126/10/2017
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20226/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Fixação
• 5.5.2 Fixação
– Elementos captores e condutores de descidas devem ser 
firmemente fixados de forma que as forças eletrodinâmicas 
ou mecânicas acidentais (por exemplo, vibrações, expansão 
térmica etc.) não causem afrouxamento ou quebra de 
condutores
– A fixação dos condutores do SPDA deve ser realizada em 
distância máxima assim compreendida 
– Até 1,0 m para condutores flexíveis (cabos e cordoalhas) 
na horizontal
– Até 1,5 m para condutores flexíveis (cabos e cordoalhas) 
na vertical ou inclinado
– Até 1,0 m para condutores rígidos (fitas e barras) na 
horizontal
– Até 1,5 m para condutores rígidos (fitas e barras) na 
vertical ou inclinado
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20326/10/2017
Considerações de projeto do SPDA externo
Subsistema de aterramento – Conexões
• 5.5.3 Conexões
– O número de conexões ao longo dos condutores deve ser o 
menor possível
• Conexões devem ser feitas de forma segura e por meio 
de solda elétrica ou exotérmica e conexões mecânicas 
de pressão (se embutidas em caixas de inspeção) ou 
compressão
• Não são permitidas emendas em cabos de descida, 
exceto o conector para ensaios, o qual é obrigatório, a 
ser instalado próximo do solo (a altura sugerida é 1,5 m 
a partir do piso) de modo a proporcionar fácil acesso 
para realização de ensaios
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