Esquenta - Materiais Utilizados em SPDAs

Prévia do material em texto

MATERIAIS A SEREM UTILIZADOS NO SPDA – NBR 5419-3/2015
A construção de um SPDA requer uma grande quantidade de pe-
ças acessórias, todos esses itens que compõem um SPDA devem 
ser compostos de materiais normalizados, minimizando assim a 
corrosão e garantindo uma maior vida útil do sistema instalado. 
A seguir, serão mostrados vários desenhos de peças mais utili-
zadas nos projetos de SPDA, abrangendo diferentes situações 
práticas. 
O item 5.5.1 da NBR-5419 parte 3 especifica os principais ma-
teriais e a aplicação correta de cada item que será utilizado na 
implantação do sistema de SPDA.
“5.5 Componentes
5.5.1 Geral
Componentes de um SPDA devem suportar os efeitos eletro-
magnéticos da corrente de descarga atmosférica e esforços aci-
dentais previsíveis sem serem danificados. Devem ser fabricados 
com os materiais listados na Tabela 5 ou com outros tipos de ma-
teriais com características de comportamento mecânico, elétrico 
e químico (relacionado à corrosão) equivalente.” 
Os componentes devem ser fabricados e utilizados conforme as 
determinações apresentadas na Tabela 5, apresentada a seguir.
01
INTRODUÇÃO
PRINcIPaIs maTeRIaIs segUNDO a NBR-5419 PaRTe 3
1
2
Cobre, aço e alumínio são exemplos de materiais que constam 
da tabela 5 da NBR 5419 e que são usualmente utilizados na ins-
talação do SPDA. O alumínio tem uso restrito aos subsistemas 
de captação e de descida (instalação ao ar livre), a utilização 
do aço fica condicionada ao tipo de recobrimento que deve ser 
com camadas de zinco por imersão (galvanização a quente). 
Todos os metais mencionados devem suportar os esforços mecâ-
nicos inerentes à instalação. É importante mencionar que a união 
de materiais diferentes (cobre, aço e alumínio em qualquer com-
binação (cobre/aço, aço/alumínio, etc.)) proporciona condição 
favorável para o aparecimento da corrosão eletrolítica através do 
par galvânico formado, por isso não é permitido a utilização de 
cobre/aço revestido de cobre em concreto armado.
Figura 1 - abela 5 - Materiais para SPDA e condições de utilização
02
Figura 2 - Corrosão formada pela união de diferentes materiais
Nesses casos, em que é necessário fazer a conexão de dois mate-
riais diferentes a dica é para que sejam utilizados conectores bime-
tálicos. 
03
Os requisitos mínimos referentes a fixação dos captores e 
condutores são descritos no item 5.5.2 da NBR-5419-3, o 
projetista deve sempre representar nos projetos a forma e a 
disposição de 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 condu-
tores.
A fixação dos condutores do SPDA deve ser realizada em dis-
tância máxima assim compreendida:
a) até 1,0 m para condutores flexíveis (cabos e cordoalhas) na 
horizontal;
FIXaÇÃO3
b) até 1,5 m para condutores flexíveis (cabos e cordoalhas) na 
vertical ou inclinado;
c) até 1,0 m para condutores rígidos (fitas e barras) na horizontal;
d) até 1,5 m para condutores rígidos (fitas e barras) na vertical ou 
inclinado.
NOTA: Para estruturas de pequenas dimensões, recomenda-se 
garantir o número mínimo de fixações de modo a impedir que 
esforços eletrodinâmicos, ou esforços mecânicos acidentais (por 
exemplo, vibração) possam causar a ruptura ou desconexão do 
sistema. ”
04
Figura 3 - Elementos de fixação de condutores
Um ponto muito importante que devemos sempre ter atenção é 
com relação aos materiais dos elementos de fixação. Por exem-
plo, em instalações externas devemos utilizar somente compo-
nentes de aço com galvanização a quente, mas é muito comum 
encontrar no mercado o mesmo tipo de elemento de fixação 
fabricado aço com galvanização eletrolítica o que não é permitido 
segundo a NBR-5419.
05
Figura 4 - Exemplo de utilização - Presilha de fixação
Figura 5 - a) Galvanização eletrolítica e b) Galvanização a fogo
06
Quando estamos dimensionando um SPDA, pensamos nos ele-
mentos e componentes do sistema e às vezes esquecemos da 
estrutura que irá recebê-los. Normalmente, os condutores do 
SPDA ficam sobre as platibandas, que geralmente são protegidas 
contra infiltrações. Ora, se perfurarmos esta proteção para a fixa-
ção dos condutores do SPDA, poderemos causar uma infiltração 
e gerar um enorme problema para o cliente e, por consequência, 
para os responsáveis pela instalação. Neste caso, colar a fixação 
dos condutores é uma alternativa disponível no mercado e elimi-
na o risco de infiltração. 
Figura 6 - Fixação através de colagem em telha de fibrocimento
No mercado estão disponíveis diversos tipos de cabos de 
cobre nu, nas mais variadas composições e configurações, 
que levam em consideração apenas o fator preço, excluindo a 
qualidade e segurança.
caBOs De cOBRe NU, em cONFORmIDaDe cOm as NOR-
mas NBR 6524 e NBR 5419/20154
07
Figura 7 - Especificação cabo de cobre nú - NBR 6524
É importante observar a seção transversal e verificar se o cabo 
possui formação de sete fios, conforme a NBR 6524. Geral-
mente, os cabos de cobre nu de 35mm² e 50mm², possuem 
2,5mm e 3,00mm de diâmetro em cada fio, respectivamente.
 
O uso dos chamados cabos de cobre “comerciais” não é 
recomendado. O mais comum é que esses condutores sejam 
fornecidos com 19 fios, e a seção total dos fios seja muito 
inferior à seção mencionada no projeto, o que não é permiti-
do pela norma por razões mecânicas, podendo ocorrer perda 
de conexão dos condutores comprometendo o funcionamen-
to do sistema de proteção. É essencial conferir o material na 
obra antes de executar os serviços.
Figura 8 - Comparação condutor normatizado e versão “comercial”
O projetista pode utilizar qualquer modelo de cordoalha que de-
sejar, desde que atendam as tabelas 6 e 7 da NBR 5419-3.
Para captação e descida, o tipo de cordoalha mais comum é a 
cordoalha de cobre nu 7 fios 35 mm², uma alternativa de baixo 
custo para a captação e descida é a utilização da barra chata de 
alumínio.
08
Figura 9 - Tabela 6 NBR-5419:3
09
Para o aterramento, a cordoalha mais comum é a cordoalha de 
cobre nu 7 fios 50 mm².
Figura 10 - Tabela 7 NBR-5419:3
O diâmetro deve ser de no mínimo 12,7 mm para aço cobre-
ado conforme figura 10, com uma camada mínima de 254 
micras de cobre (Figura 11). O comprimento das hastes de 
aterramento depende do quanto você precisa acrescentar no 
seu subsistema de aterramento. O padrão de mercado é a uti-
lização de hastes de 5/8″ (diâmetro nominal de 14,3 mm) com 
2,4 m de comprimento. 
HasTes De aTeRRameNTO5
10
É bastante comum encontrar no mercado materiais fora das 
normas (Figura 12), principalmente hastes de baixa camada, 
não atendendo às especificações contidas na NBR-5419 e NBR-
13571. Hastes de baixa camada, possuem uma camada de cobre 
muito fina, podendo se quebrar facilmente no momento em que 
se faz sua colocação no solo. No pequeno prazo, o aço, em con-
tato direto com a umidade, enferrujará rapidamente, comprome-
tendo todo o sistema.
Figura 11 - Hastes de aterramento (NBR-13571:1996)
Figura 12 - Haste de baixa camada
11
Figura 13 - Identificação impressa haste de alta camada
Para realizar a correta identificação das hastes alta camada, basta 
observar as marcações que identificam a espessura da camada de 
cobre e a norma NBR-13751.
Conexões devem ser executadas e mantidas de forma segura e 
duradoura. Todas a conexões mecânicas só podem ser abertas 
através da utilização de ferramenta adequada. Não são permitidas 
emendas em cabos de descida, exceto o conector para ensaios, 
que é obrigatório, devendo ser instalado próximo do solo de 
modo a proporcionar fácil acesso para realização de ensaios.
“5.5.3 Conexões
O número de conexões ao longo dos condutores deve ser o me-
nor 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 emendasem cabos de descida, exceto o 
conector para ensaios, o qual é obrigatório, a ser instalado próxi-
mo do solo (a altura sugerida é 1,5 m a partir do piso) de modo a 
proporcionar fácil acesso para realização de ensaios. ”
São admitidas conexões mecânicas (através de conectores ou fixa-
dores) e soldadas. Dependendo do material utilizado e do local 
é possível a execução de solda elétrica, embora o procedimento 
mais comum seja a utilização de solda exotérmica. Lembrar que 
conexões enterradas devem ser soldadas.
cONeXÕes6
12
Figura 14 - Emenda com conector para ensaios
Figura 15 - Emenda com conector para ensaios
No local da emenda não é obrigatório a instalação de uma cai-
xa de proteção, geralmente são instaladas para o trecho com 
a emenda não ficar exposta. Eletrodutos são instalados para 
proteção mecânica dos condutores, porém sua instalação não é 
obrigatória segundo a NBR-5419, a instalação de eletrodutos no 
trecho de descida não garante nenhuma proteção conta tensões 
de toque.
13
Caixas de inspeção são necessárias para verificar as condições 
dos eletrodos de aterramento. É essencial que elas estejam vi-
síveis, em um local de fácil acesso. Elas existem tanto na forma 
Suspensa, como enterradas no chão que são encontradas caixas 
com diâmetro de 300mm ou de 250mm. 
Estas caixas de inspeção de aterramento devem permanecer 
sempre visíveis e não podem ser cobertas por qualquer tipo de 
material (terra, brita) e etc, por esse motivo indicamos a utiliza-
ção de caixas suspensas, apesar de não existir nenhuma restrição 
normativa para o uso de caixas enterradas, pois é comum encon-
trarmos esse tipo de caixa totalmente obstruídas e sem condições 
de fazer a inspeção.
Os captores têm como função receber os raios, reduzindo ao mí-
nimo a probabilidade de a estrutura receber diretamente o raio, 
deve ter a capacidade térmica e mecânica suficiente para suportar 
o calor gerado no ponto de impacto, bem como os esforços ele-
tromecânicos resultantes, além disto o ataque por poluentes deve 
ser levado em conta na hora de seu dimensionamento.
DevO UTIlIzaR caIXa De INsPeÇÃO
DevO UTIlIzaR caIXa De INsPeÇÃO
7
8
Figura 16 - Caixa de inspeção obstruída
14
Os sistemas de captação que utilizam captores do tipo Franklin, 
de acordo com a norma, podem ser utilizados para os métodos o 
ângulo de proteção e eletrogeométrico.
Hoje em dia no mercado são encontrados os chamados “super 
captores” que prometem uma maior eficiência e uma maior área 
de cobertura, itens esses que não estão de acordo com o item 
5.2 da NBR-5419-3 e não devem ser utilizados em nenhuma hipó-
tese. 
“5.2 Subsistema de captação
5.2.1 Geral
Esta Norma somente especifica os métodos de captação citados 
nesta seção. Recursos artificiais destinados a aumentar o raio de 
proteção dos captores ou inibir a ocorrência das descargas at-
mosféricas, não são contemplados nesta Norma.
NOTA: Recomenda-se que os captores que contenham material 
radioativo sejam retirados de acordo com a resolução 04/89 da 
Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). ”
Figura 17 - Captores tipo Franklin
15
Para a instalação dos captores Franklin podem ser utilizados 
mastros ou postes conectado à malha de aterramento, para pro-
teção das áreas contra as descargas atmosféricas. 
Os mastros são mais utilizados em sistemas instalados em edifí-
cios e prédios. 
Figura 18 - Exemplos de super captores
Figura 19 - Mastro SPDA
16
Um elemento muito utilizado também são os postes auto supor-
tados que tem a função de captação das descargas atmosféricas 
em um sistema de SPDA isolado, suportando a instalação de cap-
tores tipo Franklin, esse tipo de poste possui um fixador para que 
seja feita a conexão com o subsistema de aterramento.
A norma não exige a instalação dos minicaptores (terminais aére-
os) quando aplicado o método das malhas, uma vez que a efici-
ência da gaiola não depende deles, no entanto, a sua instalação é 
recomendada para preservar os cabos de danos térmicos no caso 
de descargas diretas sobre eles e também podem ser utilizados 
para aumentar a área de proteção aplicando o método do ângulo 
de proteção ou da esfera rolante. Fica a critério do projetista o 
uso. Caso sejam instalados, a recomendação é usar nas quinas, 
Figura 20 - Poste autosuportados
Figura 21 - Postes auto suportados - SPDA isolado
17
Os grampos auxiliam na realização da conexão, impedindo a mo-
vimentação dos cabos e das barras e garantem a continuidade 
elétrica entre os condutores.
gRamPOs PaRa cONeXÃO9
cruzamentos de cabos. O tipo é definido de acordo com o méto-
do de captação e altura de acordo com o estudo da proteção. 
Figura 22 - Exemplo de Minicaptores
Figura 23 - Grampos para conexão de barra chata e cobre
18
Os sistemas de SPDA devem ser compostos de materiais norma-
lizados, aumentando a vida útil e a eficiência da instalação, para 
garantir que sempre sejam instalados itens de forma correta o 
projetista deve especificar os materiais com o máximo de deta-
lhes possível, sendo indicado especificar as dimensões, particu-
laridades do item e também as normas que definem o padrão 
de construção, abaixo dois exemplos de como fazer esse tipo de 
especificação:
Cabo de cobre nu 35mm²/50mm², formação 7 fios, NBR 
5419:2015 e 6524:1998
Haste cobreada alta camada 5/8 x 3,0m – 254u, NBR 
(13571:1996)
cONclUsÃO10