(Parte 1 de 6)

©ABNT 2005

Segunda edição 29.07.2005

Válida a partir de 29.08.2005

Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas

Protection of structures against lightning – Procedure

Palavra-chave: Pára-raio. Descriptor: Lightning rod.

ICS 91.120.40 29.020

Número de referência

ABNT NBR 5419:2005 42 páginas

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Prefáciov
1 Obje tivo1
2 Referências normativas1
3 Defini ções2
4 Característi cas gerais4
5 Condições específicas5
5.1 Sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas5
5.1.1 Subsistem a de captores5
5.1.2 Subsistema de condutores de descida8
5.1.3 Subsistem a de aterramento12
5.1.4 Fixações e conexões do SPDA15
5.1.5 Materiais e dimensões16
5.2 Sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas17
5.2.1 Equaliz ação de potencial17
5.2.2 Proximidade do SPDA com outras instalações19
6 Inspeção2
6.1 Objetiv o das inspeções2
6.2 Seqüência das inspeções2
6.3 Periodicidade das inspeções2
Anexo A (normativo) Requisitos complementares para estruturas especiais24
A.1 Chaminés de grande porte24
A.1.1 Proteção contra corrosão24
A.1.2 Ca ptores24
A.1.3 Condu tores de descida24
A.1.4 Elemento s de fixação25
A.1.5 Emendas e conexões25
A.1.6 Chaminés de concreto armado25
A.1.7 Equaliz ação de potencial25
A.1.8 Subsistem a de aterramento25
A.1.9 Chaminés metálicas25
A.2 Estruturas contendo líquidos ou gases inflamáveis25
A.2.1 Materiais e instalação26
A.2.2 Volume de proteção26
A.2.3 Proteção de tanques de superfície contendo líquidos inflamáveis à pressão atmosférica26
A.2.4 Aterrament o de tanques27
A.3 Antenas externas27
A.4 Aterramento de guindastes/gruas28
Anexo B (normativo) Método de seleção do nível de proteção29
B.1 Genera lidades29
B.2 Avaliação do risco de exposição30
B.3 Freqüência admissível de danos32
B.4 Av aliação geral de risco32
B.5 Interpretação dos resultados36
Anexo C (normativo) Conceitos e aplicação do modelo eletrogeométrico38
C.1 Conceito s básicos38
C.2 Aplicação do modelo eletrogeométrico38

Sumário Página C.2.1 Volume de proteção de um captor vertical com h ≤ R.............................................................................39

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Anexo D (normativo) Uso opcional de ferragem específica em estruturas de concreto armado41
D.1 Como aterramento das fundações41
D.2 Como descidas41

©ABNT 2005 - Todos os direitos reservados iv Anexo E (normativo) Ensaio de continuidade de armaduras...............................................................................42

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Prefácio

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais Temporárias (ABNT/CEET), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros).

A ABNT NBR 5419 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comissão de Estudo de Proteção contra Descargas Atmosféricas (CE-03:064.10). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme

Edital nº 01, de 30.01.2000, com o número de Projeto NBR 5419. Seu Projeto de Emenda 1, de 2005 circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 001/2005 de 31.01.2005.

Esta Norma foi baseada nas IEC 61024-1:1990, IEC 61024-1-1:1991 – Guide A e IEC 61024-1-2:1998 – Guide B.

Esta segunda edição incorpora a Emenda 1 de 29.07.2005 e cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 5419:2001).

Esta Norma possui os anexos A a E, de caráter normativo.

NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 5419:2005

Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas

1 Objetivo

1.1 Esta Norma fixa as condições de projeto, instalação e manutenção de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA), para proteger as edificações e estruturas definidas em 1.2 contra a incidência direta dos raios. A proteção se aplica também contra a incidência direta dos raios sobre os equipamentos e pessoas que se encontrem no interior destas edificações e estruturas ou no interior da proteção imposta pelo SPDA instalado.

1.2 Esta Norma é aplicável às estruturas comuns, utilizadas para fins comerciais, industriais, agrícolas, administrativos ou residenciais, e às estruturas especiais previstas no anexo A.

1.3 As prescrições desta Norma não garantem a proteção de pessoas e equipamentos elétricos ou eletrônicos situados no interior das zonas protegidas contra os efeitos indiretos causados pelos raios, tais como: parada cardíaca, centelhamento, interferências em equipamentos ou queima de seus componentes causadas por transferências de potencial devidas à indução eletromagnética.

1.4 Esta Norma não se aplica a: a) sistemas ferroviários; b) sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica externos às estruturas; c) sistemas de telecomunicação externos às estruturas; d) veículos, aeronaves, navios e plataformas marítimas.

1.5 Esta Norma não contempla a proteção de equipamentos elétricos e eletrônicos contra interferências eletromagnéticas causadas pelas descargas atmosféricas.

1.6 A aplicação desta Norma não dispensa a observância dos regulamentos de órgãos públicos aos quais a instalação deva satisfazer.

2 Referências normativas

As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.

ABNT NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de baixa tensão – Procedimento ABNT NBR 6323:1990 – Produto de aço ou ferro fundido revestido de zinco por imersão a quente – Especificação ABNT NBR 9518:1997 – Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Requisitos gerais – Especificação ABNT NBR13571:1996 – Hastes de aterramento em aço cobreado e acessórios – Especificação

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3 Definições

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:

3.1 descarga atmosférica: Descarga elétrica de origem atmosférica entre uma nuvem e a terra ou entre nuvens, consistindo em um ou mais impulsos de vários quiloampères.

3.2 raio: Um dos impulsos elétricos de uma descarga atmosférica para a terra.

3.3 ponto de impacto: Ponto onde uma descarga atmosférica atinge a terra, uma estrutura ou o sistema de proteção contra descargas atmosféricas.

NOTA Uma descarga atmosférica pode ter vários pontos de impacto.

3.4 volume a proteger: Volume de uma estrutura ou de uma região que requer proteção contra os efeitos das descargas atmosféricas conforme esta Norma.

3.5 sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA): Sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas. É composto de um sistema externo e de um sistema interno de proteção.

NOTA Em casos particulares, o SPDA pode compreender unicamente um sistema externo ou interno.

3.6 sistema externo de proteção contra descargas atmosféricas: Sistema que consiste em subsistema de captores, subsistema de condutores de descida e subsistema de aterramento.

3.7 sistema interno de proteção contra descargas atmosféricas: Conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos elétricos e magnéticos da corrente de descarga atmosférica dentro do volume a proteger.

3.8 ligação eqüipotencial: Ligação entre o SPDA e as instalações metálicas, destinada a reduzir as diferenças de potencial causadas pela corrente de descarga atmosférica.

3.9 subsistema captor (ou simplesmente captor): Parte do SPDA destinada a interceptar as descargas atmosféricas.

3.10 subsistema de descida: Parte do SPDA destinada a conduzir a corrente de descarga atmosférica desde o subsistema captor até o subsistema de aterramento.

3.1 subsistema de aterramento: Parte do SPDA destinada a conduzir e a dispersar a corrente de descarga atmosférica na terra.

NOTA Em solos de alta resistividade, as instalações de aterramento podem interceptar correntes fluindo pelo solo, provenientes de descargas atmosféricas ocorridas nas proximidades.

3.12 eletrodo de aterramento: Elemento ou conjunto de elementos do subsistema de aterramento que assegura o contato elétrico com o solo e dispersa a corrente de descarga atmosférica na terra.

3.13 eletrodo de aterramento em anel: Eletrodo de aterramento formando um anel fechado em volta da estrutura.

3.14 eletrodo de aterramento de fundação: Eletrodo de aterramento embutido nas fundações da estrutura.

3.15 resistência de aterramento de um eletrodo: Relação entre a tensão medida entre o eletrodo e o terra remoto e a corrente injetada no eletrodo.

3.16 tensão de eletrodo de aterramento: Diferença de potencial entre o eletrodo de aterramento considerado e o terra de referência.

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3.17 terra de referência (de um eletrodo de aterramento): Região na terra, suficientemente afastada do eletrodo considerado, na qual a diferença de potencial entre dois pontos quaisquer, causada pela corrente nesse eletrodo, é desprezível.

3.18 componente natural de um SPDA: Componente da estrutura que desempenha uma função de proteção contra descargas atmosféricas, mas não é instalado especificamente para este fim.

NOTA Exemplos de componentes naturais:

a) coberturas metálicas utilizadas como captores; b) pilares metálicos ou armaduras de aço do concreto utilizadas como condutores de descida; c) armaduras de aço das fundações utilizadas como eletrodos de aterramento.

3.19 instalações metálicas: Elementos metálicos situados no volume a proteger, que podem constituir um trajeto da corrente de descarga atmosférica, tais como estruturas, tubulações, escadas, trilhos de elevadores, dutos de ventilação e ar-condicionado e armaduras de aço interligadas.

3.20 massa (de um equipamento ou instalação): Conjunto das partes metálicas não destinadas a conduzir corrente, eletricamente interligadas, e isoladas das partes vivas, tais como invólucros de equipamentos elétricos.

3.21 ligação eqüipotencial (LEP ou TAP): Barra condutora onde se interligam ao SPDA as instalações metálicas, as massas e os sistemas elétricos de potência e de sinal.

NOTA LEP = ligação eqüipotencial principal.

TAP = terminal de aterramento principal. 3.2 condutor de ligação eqüipotencial: Condutor de proteção que assegura uma ligação eqüipotencial.

3.23 armaduras de aço (interligadas): Armaduras de aço embutidas numa estrutura de concreto, que asseguram continuidade elétrica para as correntes de descarga atmosférica.

3.24 centelhamento perigoso: Descarga elétrica inadmissível, no interior ou na proximidade do volume a proteger, provocada pela corrente de descarga atmosférica.

3.25 distância de segurança: Distância mínima entre dois elementos condutores no interior do volume a proteger, que impede o centelhamento perigoso entre eles.

3.26 dispositivo de proteção contra surtos - DPS: Dispositivo que é destinado a limitar sobretensões transitórias.

3.27 conexão de medição: Conexão instalada de modo a facilitar os ensaios e medições elétricas dos componentes de um SPDA.

3.28 SPDA externo isolado do volume a proteger: SPDA no qual os subsistemas de captores e os condutores de descida são instalados suficientemente afastados do volume a proteger, de modo a reduzir a probabilidade de centelhamento perigoso.

3.29 SPDA externo não isolado do volume a proteger: SPDA no qual os subsistemas de captores e de descida são instalados de modo que o trajeto da corrente de descarga atmosférica pode estar em contato com o volume a proteger.

3.30 estruturas comuns: Estruturas utilizadas para fins comerciais, industriais, agrícolas, administrativos ou residenciais.

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3.31 nível de proteção: Termo de classificação de um SPDA que denota sua eficiência. Este termo expressa a probabilidade com a qual um SPDA protege um volume contra os efeitos das descargas atmosféricas.

3.32 estruturas especiais: Estruturas cujo tipo de ocupação implica riscos confinados, ou para os arredores, ou para o meio ambiente, conforme definido nesta Norma, ou para as quais o SPDA requer critérios de proteção específicos.

3.3 estruturas (especiais) com risco confinado: Estruturas cujos materiais de construção, conteúdo ou tipo de ocupação tornam todo ou parte do volume da estrutura vulnerável aos efeitos perigosos de uma descarga atmosférica, mas com os danos se restringindo ao volume próprio da estrutura.

3.34 estruturas (especiais) com risco para os arredores: Estruturas cujo conteúdo pode ser perigoso para os arredores, quando atingidas por uma descarga atmosférica, tais como depósitos de explosivos ou de líquidos inflamáveis.

3.35 estruturas (especiais) com risco para o meio ambiente: Estruturas que podem causar emissões biológicas, químicas ou radioativas em conseqüência de uma descarga atmosférica.

3.36 estruturas (especiais) diversas: Estruturas para as quais o SPDA requer critérios de proteção específicos.

3.37 risco de danos: Expectativa de danos anuais médios (de pessoas e bens), resultantes de descargas atmosféricas sobre uma estrutura.

3.38 freqüência de descargas atmosféricas (Nd): Freqüência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma estrutura.

3.39 freqüência provável (Ndc) de descargas atmosféricas: Freqüência média anual previsível de descargas atmosféricas sobre uma estrutura, após aplicados os fatores de ponderação das tabelas B.1 a B.5.

3.40 freqüência admissível (Nc) de danos: Freqüência média anual previsível de danos, que pode ser tolerada por uma estrutura.

3.41 eficiência de intercepção (Ei): Relação entre a freqüência média anual de descargas atmosféricas interceptadas pelos captores e a freqüência (Ndc) sobre a estrutura.

3.42 eficiência de dimensionamento (Es): Relação entre a freqüência média anual de descargas atmosféricas interceptadas sem causar danos à estrutura e a freqüência (Ndc) sobre a estrutura.

3.43 eficiência de um SPDA (E): Relação entre a freqüência média anual de descargas atmosféricas que não causam danos, interceptadas ou não pelo SPDA, e a freqüência (Ndc) sobre a estrutura.

3.4 condutor de aterramento: Condutor que interliga um eletrodo de aterramento a um elemento condutor não enterrado, que pode ser uma descida de pára-raios, o LEP/TAP ou qualquer estrutura metálica.

3.45 ponto quente: Aquecimento em uma chapa no lado oposto ao ponto de impacto e suscetível de causar inflamação de gases ou vapores em áreas classificadas.

4 Características gerais

4.1 Deve ser lembrado que um SPDA não impede a ocorrência das descargas atmosféricas.

4.2 Um SPDA projetado e instalado conforme esta Norma não pode assegurar a proteção absoluta de uma estrutura, de pessoas e bens. Entretanto, a aplicação desta Norma reduz de forma significativa os riscos de danos devidos às descargas atmosféricas.

4.3 O nível de proteção do SPDA deve ser determinado conforme a tabela B.6.

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4.4 O tipo e o posicionamento do SPDA devem ser estudados cuidadosamente no estágio de projeto da edificação, para se tirar o máximo proveito dos elementos condutores da própria estrutura. Isto facilita o projeto e a construção de uma instalação integrada, permite melhorar o aspecto estético, aumentar a eficiência do SPDA e minimizar custos.

4.5 O acesso à terra e a utilização adequada das armaduras metálicas das fundações como eletrodo de aterramento podem não ser possíveis após o início dos trabalhos de construção. A natureza e a resistividade do solo devem ser consideradas no estágio inicial do projeto. Este parâmetro pode ser útil para dimensionar o subsistema de aterramento, que pode influenciar certos detalhes do projeto civil das fundações.

4.6 Para evitar trabalhos desnecessários, é primordial que haja entendimentos regulares entre os projetistas do SPDA, os arquitetos e os construtores da estrutura.

4.7 O projeto, a instalação e os materiais utilizados em um SPDA devem atender plenamente a esta Norma. Não são admitidos quaisquer recursos artificiais destinados a aumentar o raio de proteção dos captores, tais como captores com formatos especiais, ou de metais de alta condutividade, ou ainda ionizantes, radioativos ou não. Os SPDA que tenham sido instalados com tais captores devem ser redimensionados e substituídos de modo a atender a esta Norma.

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