MEMORIAL DESCRITIVO SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DECARGAS ATMOSFÉRICAS SPDA PROMOTORIAS DE JUSTIÇA DO MUNICÍPIO DE PRIMAVERA DO LESTE MT CUIABÁ, ABRIL DE 2014
SUMÁRIO 1. APRESENTAÇÃO 3 2. METODOLOGIA E TIPO DE SPDA ADOTADO 3 2.1. CARACTERÍSTICAS DA EDIFICAÇÃO 3 2.2. CARACTERÍSTICAS DO SPDA 4 3. VERIFICAÇÃO DA NECESSIDADE DO CENTRO DE PESQUISAS INTEGRADO 4 3.1. PARÂMETROS DA EDIFICAÇÃO 4 3.2. AVALIAÇÃO DO RISCO DE EXPOSIÇÃO 4 3.3. DENSIDADE DE DESCARGAS PARA A TERRA 4 3.4. FREQUÊNCIA MÉDIA ANUAL PREVISÍVEL DE DESCARGAS 5 3.5. FATORES DE PONDERAÇÃO 5 3.6. NP = VALOR PONDERADO DE N 5 3.7. PARÂMETROS DA NORMA 5 3.8. CONCLUSÃO DO CÁLCULO 5 4. DIMENSIONAMENTO DO SPDA 5 4.1. MALHA CAPTORA 6 4.2. DESCIDAS 8 4.3. MALHA DE ATERRAMENTO 8 5. CONSIDERAÇÕES GERAIS. 9 5.1. OBSERVAÇÕES 9
1. APRESENTAÇÃO Este memorial refere-se ao projeto do sistema de proteção contra descargas atmosféricas - SPDA para atendimento da construção da Promotoria de Justiça no município de Primavera do Leste - MT. 2. METODOLOGIA E TIPO DE SPDA ADOTADO Para o dimensionamento do Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas SPDA, foi utilizado à norma brasileira NBR 5419/2005 (Proteção Contra Descargas Atmosféricas) pertencente à Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Será adotado o método de proteção tipo Gaiola de Faraday, por ser aquele que permite a distribuição da proteção por toda a estrutura, aumentando a eficiência do SPDA, quando comparado aos outros métodos de proteção. O Método de Faraday apresenta níveis de proteção elevados, consiste no envolvimento da parte superior da construção com uma malha de condutores elétricos nus, denominada de Malha Captora, essa malha tem seu fechamento em anel onde todos os pontos da captação estão no mesmo diferencial de potencial (ddp), a malha captora é interligada a malha de aterramento por meios de descidas utilizando condutores de cobre, alumínio ou aço, e estão espaçadas de acordo com o grau do nível de proteção a ser adotado. 2.1. Características da Edificação Finalidade: Estrutura: Paredes: Cobertura: Promotoria de Justiça Primavera do Leste - MT Pilares, vigas em concreto armado; Em alvenaria; Telha metálica
2.2. Características do SPDA Norma adotada: 5419 (Proteção Contra Descargas Atmosféricas); Nível de proteção: II nível de proteção (90 a 95%); Mét. de proteção adotado: Gaiola de Faraday; Número de descidas: 9; Total de hastes: 40; Cabo da malha captora: Cabo de cobre nu de 35 mm²; Descida: Barra chata de alumínio de 7/8 x 1/8 ; Cabo da malha de aterramento: Cabo de cobre nu de 50 mm²; Haste de aterramento: Haste circular prolongável do tipo COPPEWELD de alta camada com 254 µ de 5/8 x2400 mm. 3. VERIFICAÇÃO DA NECESSIDADE DO CENTRO DE PESQUISAS INTEGRADO 3.1. Parâmetros da edificação C = Comprimento = 31,14 metros L = Largura = 30,66 metros A = Altura = 11,25 metros TD = 120 (número de dias de Trovoadas por ano) 3.2. Avaliação do risco de exposição Ae = Área de exposição Ae = CL + 2CH + 2LH + 3,14(AxA) Ae = 2742,659m 2 3.3. Densidade de descargas para a terra Ng = Número de raios para a terra por Km² por ano Ng = 0,04 x Td 1,25 Td = 120 (n.º de dias de trovoadas por ano) Ng = 0,04 x 120 1,25 Ng = 15,8868 descargas Km²/ano
3.4. Frequência média anual previsível de descargas N = Ng x Ae x 10-6 N = 15,88 x 2742,659 x 10-6 N = 4,35 x 10-2 3.5. Fatores de ponderação A = 1,7 (tipo de ocupação da estrutura) B = 1,0 (tipo de construção da estrutura) C = 1,7 (conteúdo da estrutura) D = 1,0 (localização da estrutura) E = 0,3 (topografia) 3.6. Np = Valor ponderado de N Np = N x A x B x C x D x E Np = 7,36 x 10-2 x 1,7 x 1,0 x 1,7 x 1,0 x 0,30 Np = 3,77x 10-2 Descarga / ano 3.7. Parâmetros da Norma Se Np 10-3, a estrutura requer proteção Se Np 10-5, a estrutura não requer proteção Se 10-3 > Np > 10-5, A necessidade poderá ser discutida com o proprietário 3.8. Conclusão do cálculo É NECESSÁRIO A INSTALAÇÃO DE PÁRA-RAIOS Dados técnicos: Norma NBR 5419 da ABNT Fonte: Anexo B da norma. 4. DIMENSIONAMENTO DO SPDA Para os diversos tipos de estruturas existentes se da um nível de proteção adequado para cada uma delas, para estas estruturas deve ser inicialmente determinado se um SPDA é exigido ou não, conforme calculado anteriormente feito.
Para a presente edificação optou-se pela utilização do sistema de Gaiola de Faraday que apresente um nível de proteção mais elevado. 4.1. MALHA CAPTORA A cobertura sendo construída utilizando telha metálica poderia ter sido usada como captora natural, porém para este caso não será utilizada como tal, pois não possuímos informações suficientes, como tipo do material de fabricação da telha (aço, zinco, alumínio ou outros), e sua espessura para classificarmos como captora natural. Conforme a norma NBR 5419/2005 da ABNT diz que: para uma estrutura metálica ser considerada como CAPTORA NATURAL, a mesma deverá possuir algumas características compatíveis com os critérios estabelecidos para elementos captores, conforme informa os itens: 5.1.1.4 Captores Naturais; 5.1.1.4.1, e; 5.1.1.4.2 As condições a que devem satisfazer os captores naturais são as seguintes: a) A espessura do elemento metálico não deve ser inferior a 0,5 mm ou conforme indicado na tabela 4, quando for necessário prevenir contra perfurações ou pontos quentes no volume a proteger; b) A espessura do elemento metálico pode ser inferior a 2,5 mm, quando não for importante prevenir contra perfurações ou ignição de materiais combustíveis no volume a proteger; c) O elemento metálico não deve ser revestido de material isolante (não se considera isolante uma camada de pintura de proteção, ou 0,5 mm de asfalto, ou 1 mm de PVC); d) A continuidade elétrica entre as diversas partes deve ser executa de modo que assegure durabilidade;
e) Os elementos não-metálicos acima ou sobre o elemento metálico podem ser excluídos do volume a proteger (em telhas de fibrocimento o impacto do raio ocorre habitualmente sobre os elementos metálicos de fixação). A tabela 4 desta norma esta disposta abaixo. Tabela 4 Espessuras mínimas dos componentes do SPDA Dimensões em milímetros Material Captores Descidas Aterramento NPQ NFP PPF Aço galvanizado a quente 4 2,5 0,5 0,5 4 Cobre 5 2,5 0,5 0,5 0,5 Alumínio 7 2,5 0,5 0,5 -- Aço Inox 4 2,5 0,5 0,5 5 NPQ não geral ponto quente; NFP não perfura; PPF pode perfurar. Como já mencionado não possuímos informações suficientes para classificarmos a cobertura como Captora Natural, então foi necessária a instalação de uma malha captora sobre esta. Esta malha esta sendo utilizado cabo de cobre nu de 35 mm² sendo executada em torno do perímetro da cobertura e no centro para fechar a malha com o grau de proteção pretendido, formaram-se retículos de aproximadamente 10 m de largura por 15 m de comprimento na edificação. A fixação da malha captora sobre a telha metálica serão feitos com presilhas metálicas e captores aéreos com o auxilio ADESIVO ESTRUTURAL de alta viscosidade (SIKADUR 31 ou similar) para evitar infiltrações pela água da chuva, conforme detalhamento de execução existente no projeto.
4.2. DESCIDAS Nas descidas do bloco de laboratórios serão instaladas barras chata de alumínio de 7/8 x 1/8, e foram projetadas 9 descidas dispostas no perímetro das edificações com aproximadamente 15 m de distância entre cada descida conforme orienta a norma para o nível de proteção II. Nas descidas estão sendo utilizado cabo de cobre nu de 35 mm², em todas as descidas foram projetados caixas de inspeção tipo suspensa, possibilitando a separação dos condutores de descida com a malha do aterramento. Todas as descidas estão diretamente conectadas há uma haste de aço cobreada de alta camada com 254 µ de 5/8 x 2400 mm. 4.3. MALHA DE ATERRAMENTO A malha de aterramento será confeccionada com cabos de cobre nu 50 mm², enterrados a 50 cm de profundidade e interligadas com haste de aterramento circular de alta camada de 5/8 x 2.400 mm através de solda exotérmica ou conector de pressão adequado, sendo as mesmas distribuídas conforme projeto. Foram projetados caixas de inspeção de solo em alguns pontos da malha de aterramento para que possa ser feitas medições periódicas da resistência da malha de aterramento mais preciso. É obrigatório o uso de solda exotérmica em conexão de haste-cabo ou cabo-cabo que estiverem diretamente enterrados. Em conexão de haste-cabo ou cabo-cabo que estiverem sendo executado dentro de caixas de inspeção tipo solo, este poderá ser feito com o uso de conectores de pressão adequados (tipo grampo terra duplo com parafuso tipo U ). Não será permitido o uso de conector de pressão simples comumente adotado em aterramento residencial. Todos os conceitos e especificações aqui requeridas estão de acordo com o que determina a norma em questão.
5. CONSIDERAÇÕES GERAIS. Todas as conexões do SPDA devem ser feitas preferencialmente através de solda exotérmica ou conector de pressão adequado. O sistema de aterramento deverá ser feito com cabo de cobre nu com bitola de 50 mm². A resistência de aterramento não deve ser superior a 10 Ohms em qualquer época do ano. Caso a resistência de terra seja superior a este valor, terá que ser feito tratamento químico do solo através de substância Gel, aumentar o número de haste ou outro método que se mostre eficaz e torne a resistência de terra inferior a 10 Ohms em qualquer época do ano. Além das normas constantes neste memorial, serão seguidas as normas da ABNT, ANEEL, códigos e regulamentos da concessionária de energia Rede/Cemat, em tudo o que disser respeito às presentes instalações. 5.1. OBSERVAÇÕES Qualquer alteração no projeto só poderá ser feita com a autorização por escrito do autor do projeto em questão. Raufer Mendes Barbosa Engenheiro Eletricista CREA RNP: 1208163965