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MEMORIAL DESCRITIVO

SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS – SPDA

CLIENTE: Universidade Federal de Mato Grosso OBRA: Centro de Treinamento da UFMT – COT UFMT Endereço: AV. Fernando Correa da Costa, 2367, Bairro Boa Esperança, Cuiabá/MT.

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Cuiabá, 24 de maio de 2012.

DADOS TÉCNICOS ASSUNTO: SPDA – Sistemas de Proteção contra Descargas

Atmosféricas

NORMA DE REFERÊNCIA: Norma NBR5419/2005 da ABNT e NBR

5410/2004.

NÍVEL DE PROTEÇÃO: Nível II

MÉTODOS USADOS: Método de Faraday MESH : 9,6m x 19,0 m ESPAÇAMENTO DAS DESCIDAS: 9 m.

QUANTIDADE DE DESCIDAS: 13 para o prédio principal e 2 para a

torre da caixa d`agua.

CONDUTORES UTILIZADOS:

• CAPTAÇÃO: Cabos de cobre nu # 35 mm2 e captores

de cobre de 0,3 m.

• DESCIDAS: Vergalhão galvanizado a fogo (Re – Bar)

3/8’’ e Cabos de cobre nu # 16 mm2.

• ATERRAMENTO: Cabos de cobre nu # 50 mm2 interligadas a hastes tipo copperweld, alta

camada, de 5/8” x 2,4m .

• EQUIPOTENCIALIZAÇÃO: 50 mm2 e 16 mm2.

• CAPTAÇÃO CAIXA DÁGUA: Captor tipo Franklin e

anel de cobre.

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ATERRAMENTO:

A malha de aterramento será executada em anel, circundando a

edificação, com cabo de cobre nu de #50mm2 e hastes de cobre de alta

camada.

OBSERVAÇÕES:

1- As estruturas metálicas devem ser conectadas ao barramento de

equipotencialização principal ou local, dependendo de qual esteja

mais próxima.

2- Uma vez executada a obra, a resistência da malha de aterramento

deverá ser medida pelo método de queda de potencial e emitido

relatório técnico com os valores coletados na medição.

3- Na hipótese de uso de materiais de tipo diferentes deverão ser

tomados cuidados para evitar a formação de par eletrolítico. Em

caso de duvida o projetista deverá ser consultado.

4- O projeto não poderá sofrer alteração sem autorização prévia e

explícita do projetista.

5- Para maiores detalhes técnicos o projeto deverá ser consultado.

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INTRODUÇÃO:

O presente memorial refere-se ao projeto de um Sistema de Proteção

Contra Descargas Atmosféricas – SPDA a ser construído no Centro de

Treinamento, no Campus da UFMT, em Cuiabá/MT.

1) DESCRIÇÃO:

Este memorial descritivo apresenta os principais aspectos relacionados

com a proteção contra descargas atmosféricas projetado para a edificação em

tela. Com esse objetivo utilizaram-se os conceitos estabelecidos na NBR 5419

bem como outras normativas nacionais e internacionais que norteiam este

assunto.

A necessidade da instalação do SPDA foi avaliada e constatada de

acordo com a metodologia estabelecida em norma, cujos cálculos encontram-

se explicitados no anexo A deste memorial.

Na cobertura da edificação foi projetado um sistema de captação das

descargas atmosféricas, formado por uma malha superior na cobertura do

prédio, de cabos de cobre nu de 35 mm2 e captores aéreos e condutores de

descida, formando uma gaiola de Faraday, protegendo assim todo o volume

interno.

A descida, para edificação principal, dar-se-á pela própria estrutura

metálica da edificação, utilizando os pilares de concreto, num total de 13, e

adicionando-se uma barra de reforço nos colunas (Re-Bar), com

características e conexões em conformidade com a NBR 5419 e explicitadas

no projeto. As descidas são interligadas ao sistema de aterramento a ser

executado. O aterramento é composto por uma malha de cabo de cobre nu, de

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50 mm2 de seção, interligada às hastes de aterramento do tipo copperweld, alta

camada, de 5/8” x 2,4 m, embutidos no solo, equalizando o potencial.

As conexões deverão ser feitas com solda exotérmica ou conectores

específicos, salvo as conexões para inspeção e medição, que deverão ser feitas

utilizando-se conectores tipo Minigar, com grampo U, galvanizado a fogo.

A malha de aterramento deverá possuir uma resistência máxima, em

qualquer época do ano, não superior a 10 Ohms. Os condutores da malha de

terra deverão ser enterrados a uma profundidade mínima de 0,5 m e afastados

a uma distância entre 1 e 1,5 m da edificação.

Deverão ser equalizados os aterramentos elétricos, telefônicos,

eletrônicos, tubulações metálicas de incêndio, água fria, recalque, etc., nas

caixas de equipotencialização, a serem instaladas nos locais indicados em

projeto.

As torres da iluminação do campo serão dotadas de sistemas de

aterramento independentes, compostos cada uma por um captor tipo Franklin,

com cabos para descida de cobre de 50mm2, que serão conectados a 3 hastes

em linha Cooperweld, de 5/8”, de 2,4 metros de comprimento.

Todos os detalhes de execução estão mostrados nas pranchas do projeto

referentes ao SPDA.

Cuiabá, 24 de maio de 2012.

Eng. Eletricista: Bismarck Castillo Carvalho CREA – 250921302-4 bcc@ufmt.br

Eng. Eletricista: Daniel Moussalem Apolônio CREA – 1210920506 danielmapolonio@hotmail.com

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ANEXO A

MEMORIAL DE CÁLCULO

a) Avaliação da necessidade de instalação de um SPDA.

Para verificar esta questão foi adotado o método apresentado na norma

NBR 5419/2005, que estabelece critérios para a definição da instalação ou não

de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas. Nesse sentido essa

normativa, após o uso de um conjunto de parâmetros estabelecidos e cálculos,

estabelece que, se a Avaliação Geral de Risco (Ndc), calculada, apresentar

valor superior a 10-3, a estrutura requer um SPDA. Essa situação foi

constatada na avaliação aqui apresentada, de maneira que alternativa a ser

seguida é o projeto e posterior instalação de um SPDA, conforme atestam os

cálculos a seguir.

1) Parâmetros da Edificação:

C=86.5 metros (comprimento);

L=40 metros (largura);

A=17 metros (altura).

2) Avaliação do Risco de Exposição:

Ae= Área do risco de exposição;

Ae= CL+2CA+2LA+3,14(AxA);

Ae= 8668.46 m²

3) Densidade de Descargas para a Terra:

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Ng= número de descargas atmosféricas para a terra por km² por ano;

Ng= 0,04 x Td1,25;

Td= 120 (número de dias de trovoadas por ano na região – dados constantes nem

norma)

Ng= 0,04 x 1201,25;

Ng= 15,88680441 descargas Km²/ano.

4) Freqüência Média Anual Previsível de Descargas (Nd):

Nd= Ng x Ae x 10-6;

Nd= 0,1377141286

5) Fatores de Ponderação:

A= 1,3 (Tipo de ocupação da estrutura);

B= 0,8 (Tipo de construção da estrutura);

C= 1,7 (Conteúdo da estrutura);

D= 1 (Localização da estrutura);

E= 0,3 (Topografia).

6) Determinação do índice de risco (Ndc):

Ndc= Nd x A x B x C x D x E;

Ndc= 0,07304357381 desc./anom

7) Avaliação geral do risco:

Comparando o valor encontrado para o Ndc com os valores admissíveis indicados

no anexo B4.1 da norma NBR 5419, conclui-se que a estrutura em questão

necessita de sistema de proteção contra descargas atmosféricas.

8) Determinação do nível de proteção:

O nível de proteção (segundo a IEC 62305) para a estrutura em análise é obtido

através da Tabela B.6 da NBR 5419. Nível de proteção II.

9) Subsistema de captores:

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No projeto em questão, foram utilizadas hastes e condutores em malhas. Um

captor tipo Franklin foi utilizado sobre a caixa d’água. Para a implementação

deste foi feito o seguinte cálculo: Observando a tabela 1 da NBR 5419 e sabendo

que o nível de proteção é dois, o raio da base do cone de proteção (R) dá-se pelo

produto entre tangente de 35° e altura (20 metros, sendo 17 da estrutura e 3 do

mastro).

𝑡𝑎𝑛𝑔 𝛼 = 𝑅𝐻

Assim, o raio da base do cone de proteção é 14 metros. Adicionalmente,

objetivando sanar espaços em que a caixa d’água não estava protegida, foi

adicionada uma cordoalha de cobre na parte superior. Sobre a estrutura principal,

foi utilizado o método de Faraday através de uma malha de condutores

horizontal. Conforme a tabela 1 da NBR 5419, para nível de proteção dois, a

largura do módulo da malha deve ser de no máximo 10 metros e o módulo da

malha deve constituir um anel fechado com comprimento não superior ao dobro

da sua largura. A referida malha possui, em geral, um módulo de 9,6 x 19 m.

Para um melhor desempenho na proteção, foram adicionadas captores aéreos de

cobre de 0,3 metros de comprimento, espaçados de 7,2 metros.

10) Subsistema de descida e de aterramento:

Treze descidas ocorrem pela estrutura da edificação usando a ferragem com

amarração apropriada junto às Re-Bars, com seção 70 mm². Outras duas descidas

são externas e o material utilizado é cobre, de seção 35 mm². O tipo do material e

as seções, para tanto, é corroborado pela tabela 3 e 5 da NBR 5419.