Pós Graduação em Eng. Contra Incêncio: Combate e Prevenção

Engenheiro Eletricista
Arquiteto e Urbanista
Engenheiro de Segurança do Trabalho
Especialista em Gestão Estratégica de Empresas
Especialista em Engenharia contra Incêndio e Emergências
Júlio César Certo – (35) 9 8811 3746
julio.certo@hotmail.com
Novembro /2022 2
SPDA- SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

IEC 62305 - 2010
NBR 5419 / 2015 - 1
NBR 5419 / 2015 - 2
NBR 5419 / 2015 - 3 NBR 5419 / 2015 - 4
Danos físicos a estruturas e
perigos à vida
Princípios Gerais
Ameaça da Descarga Atmosférica
Gerenciamento de Risco
Sistemas elétricos e eletrônicos
internos na estrutura
•
Proteção
contra
descargas
atmosféricas
PDA
SPDA MPS
3

Um pouco de História
Problemas
Experimento de Benjamin Franklin 1752
Para as
civilizações antigas os raios não
eram compreendidos e eram
venerados como deuses, devido
ao seu grande poder destrutivo.
1755 - Benjamin
Franklin declarou que o para-raios
ou preveniria o raio ou o conduziria
para a terra, protegendo a
edificação.
Importância
- Formação da vida no Planeta
- Primeiras fontes de Fogo
- Participa de diversos processos
físico-químicos naturais
- Parte integrante do Circuito
elétrico Global
- Perdas de Vidas
- Perdas de Serviços ao Público
- Perdas de Patrimônio Cultural
- Perdas Financeiras
História
Descargas
Atmosféricas
4

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
Publicado em: Les Merveilles de la Science (The Wonders of Science), by Louis Figuier, France, 1869
Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas em Fábrica de Explosivos, França - 1869.
8
1 - Captores Franklyn
afastado da edificação para
evitar centelhamento
2 - SPDA isolado/Externo
Distância de Segurança
3 - Materiais de Construção
não Combustiveis, Parede e
muros com Muita Pedra e
contra fortes x Pouca
Madeira
4 – Distanciamento de
segurança das vias e
habitações da Cidade
5 – Sistema de Segurança
por Muro de proteção
Proteção por Guarita e
Guardas
6 - Acero no Mato a volta

Formação
de
Descargas
Atmosféricas

Intensidade Descargas Atmosféricas
Formação
de
Descargas
Atmosféricas

Conceitos básicos
• Descargas atmosféricas são fundamentais
para a vida no planeta
• Com a Urbanização, interpusemo-nos ao
caminho natural das descargas com nossas
edificações
• O problema não é a descarga atmosférica,
mas os efeitos danosos á nossa sociedade
• Transformamos o planeta e enfrentamos os
problemas devido a transformação do
meio ambiente.
• Não podemos e não devemos pensar em
eliminar as descargas atmosféricas, mas
podemos facilitar o caminho dela até o
solo diminuindo o risco para nossa
sociedade.
12

•
Proteção
contra
descargas
atmosféricas
Raio foi registrado em Ubatuba, litoral de SP, em imagem de 2014. — Foto: Frederico Viebig/ELAT/INPE
Segundo o Elat (INPE), a incidência de raios diminuiu 20% na cidade de São Paulo no período inicial da quarentena. O motivo foi a queda na
emissão de poluentes atmosféricos, com a redução de veículos nas ruas.
13

14
Introdução da NBR 5419
Não há dispositivos ou métodos capazes de modificar os fenômenos climáticos naturais a ponto de se prevenir a
ocorrência de descargas atmosféricas. As descargas atmosféricas que atingem estruturas (ou linhas elétricas e tubulações metálicas
que adentram nas estruturas) ou que atingem a terra em suas proximidades são perigosas às pessoas, às próprias estruturas, seus
conteúdos e instalações. Portanto, medidas de proteção contra descargas atmosféricas devem ser consideradas.
A necessidade de proteção, os benefícios econômicos da instalação de medidas de proteção e a escolha das medidas
adequadas de proteção devem ser determinados em termos do gerenciamento de risco. O método de gerenciamento de risco está
contido na ABNT NBR 5419-2.
As medidas de proteções consideradas na ABNT NBR 5419 são comprovadamente eficazes na redução dos riscos
associados às descargas atmosféricas.
Todas as medidas de proteção contra descargas atmosféricas formam a proteção completa contra descargas
atmosféricas. Por razões práticas, os critérios para projeto, instalação e manutenção das medidas de proteção são considerados em
dois grupos separados:
O primeiro grupo se refere às medidas de proteção para reduzir danos físicos e riscos à vida dentro de uma estrutura e
está contido na ABNT NBR 5419-3;
O segundo grupo se refere às medidas de proteção para reduzir falhas de sistemas elétricos e eletrônicos em uma
estrutura e está contido no ABNT NBR 5419-4.

16
1 Primeiro Lugar no mundo com 77,8 milhões de descargas
no solo a cada ano
2 Sétima posição no ranking global de mortes provocadas
pelo fenômeno.
3 Média de 110 Mortes/Ano por descargas atmosféricas
4
Estatísticas
70% das faltas de energia na transmissão e 40% das faltas de
energia na distribuição, são ocasionadas por Descargas
Atmosféricas
Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do Inpe, Ministério da Saúde, veículos da imprensa e (IBGE) , Literatura Técnica (Silvério Visacro Filho)

18
1 Perda de Vidas Humana
2 Perda de Serviço ao Público
3 Perda de Patrimônio Público
4
Riscos/Perdas
Perdas Financeiras

19
o Eletrocussão e Queimaduras
o Incêndios e Explosões
o Danos em Equipamentos
Comunicação, em Equipamentos
de Uso Vital
Danos

25
https://g1.globo.com/sp/vale-do-paraiba-regiao/noticia/2013/02/dono-de-mansao-atingida-por-raio-em-campos-preve-prejuizo-de-r-1-mi.html

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
As Cargas Elétricas que surgem da
interação nuvem solo escalam o topo das
edificações.
Campos Elétricos de nuvens
carregadas, acima de 1000V/m
As Cargas Elétrostáticas, ao
conseguirem fechar um canal descarregam
grandes pacotes de Energia.
As Correntes elétricas resultantes das
descargas atmosféricas geram aquecimento,
gerando principio de incêndio e danos nas
edificações. 29
Ponto de aquecimento,
Explosão com projeção
Princípio Incêndio

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
Efeito Spalling
ocasionado por descarga
atmosféricas, semelhante
ao que ocorre com peças de
concreto armado em
incêndio.
No caso do
concreto armado, a
descarga atmosférica
encontra rápido a armadura
metálica e dissipa calor e
fluxo de corrente
Mas suponho uma
estrutura sem armadura
metálica, ou uma estrutura
de Madeira, ou outro
material inflamável,
ocorrerá a ignição.

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
Formação dos Lideres Canal Conexão Formado Transferência de Energia Desconexão do Canal 31

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
32
Uma grande parte das edificações no Brasil, tem um sistema estrutural semelhante, tendo o concreto armado como
elemento portante, edificações compostas de um sistema de ferragens, desde a lage, passando por pilares e terminando nas
fundações
Excelentes caminhos para a descarga atmosféricas, todavia devido a descontinuidades elétricas, devido e elementos de
maior resistência, como as capas de cobertura de concreto, um aquecimento ocorre, gerando explosões e pontos quentes, com
despredimento de materais aquecidos que são projetados da edificação

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
33
A importância do
entendimento do sistema
estrutural e dos materiais de
acabamento e revestimento.
Tanto para
compreender o caminho que
a descarga atmosférica irá
percorrer, se é seguro e
estável, quanto para
compreender os riscos que
oferecem as pessoas durante
a ocorrência da descarga
atmosférica.

Formação
de
Descargas
Atmosféricas
A importância de analisar o
sistema estrutural:
Galpão industrial com
fundações profundas, Piso
concreto armado espesso,
Pilares pré-moldados
apoiados, treliças e
cobertura metálica
34

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
https://homeimprovement.news/hampshire-house-roofs-destroyed-after-being-struck-by-lightning-in-andover-amid-thunderstorm-warnings-uk-news/
35
Incêndio destrói
residência em Hampshire na
Inglaterra – 24 Julho, 2021

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
Incêndio destruiu grande
parte do edifício gótico de 850 anos.
Nas primeiras horas de 9 de julho de
1984, um raio incendiou o transepto
sul de York Minster causando danos de
£2,25 milhões.
https://www.bbc.com/news/uk-england-york-
north-yorkshire-28112373
Perda de Patrimônio Cultural
36

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
Perigo á Vida
Nível de
Pânico
Número de
Pessoas
Permanência
em hora
Dificuldade de
Evacuação
38

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
RAIO MATA 11 PESSOAS EM OBSERVATÓRIO
NA INDIA, 10 Agosto de 2021
A tragédia aconteceu na forma de um
raio em frente ao Palácio Amer do século 12, perto de
Jaipur-India, deixando onze mortos e muitos feridos.
O incidente ocorreu quando as
pessoas estavam tirando selfies em uma torre de
vigia em meio à chuva.
Segundo relatos, dezenas de pessoas
estavam presentes na torre de vigia quando o raio
caiu. Vários deles pularam da torre de vigia em pânico
e sofreram ferimentos. Foi relatado que 27 pessoas
estavam na torre de vigia e na parede do forte
quando o incidente aconteceu.
Além do incidente no Palácio Amer,
mais nove vítimas por relâmpago foram relatadas de
todo o estado no domingo.
O primeiro-ministro Narendra Modi
expressou dor pela perda de vidas em várias partes
do país devido aos raios.
https://www.telegraphindia.com/india/eleven-dead-many-injured-in-lightning-
strike-in-jaipur/cid/1822145
39

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
40

NBR 16785 – Sistemas de Alerta de Tempestade
42

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
http://g1.globo.com/bom-dia-brasil/noticia/2012/12/raio-
pode-ter-provocado-apagao-que-deixou-cidades-de-12-
estados-sem-luz.html

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
Um raio atingiu um fio da Cemig na rua Javari, no bairro Concórdia, na região Nordeste de Belo Horizonte, durante a tempestade da tarde desta quarta-feira (6). Com a
descarga elétrica, o fio caiu sobre a pista e começou a pegar fogo. Confira: https://www.itatiaia.com.br/noticia/raio-atinge-fiacao-eletrica-e-provoca-incendios-no-bairro-
concordia-em-bh-veja Por Camila Kifer, 06/01/2021 às 15:48
44

Danos
devido
ás
descargas
atmosféricas
45

Na madrugada do dia 08 de janeiro de 1993, ocorreu um dos maiores incêndios em
refinarias de petróleo no Brasil. Um tanque com 15 milhões de litros de óleo diesel, foi atingido por
um raio que provocou a ignição da mistura de gases inflamáveis (emanação de gás num respiro) que se
encontrava sobre o topo do tanque TQ-4725, da Refinaria de Paulínia a REPLAN em Paulínia
Tanque atmosférico: teto fixo;
Diâmetro: 46 metros
Altura do tanque: 11
Conteúdo: óleo diesel refinado;
Área Superficial: 1661 m2
46
https://www.youtube.com/watch?v=dz4rfibYtZ8&t=201s

3- CÂMARA DE ESPUMA;
4- RESPIRO
47

PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
INSTRUÇÃO TÉCNICA Nº. 41/2019 - CBMESP - Inspeção visual em instalações elétricas de baixa tensão
Instalações Elétricas (NBR 5410:2004 / IEC60364)
SPDA + MPS (NBR 5419:2015 / IEC62305)
NR10 – MTE
NBR 60079 Instal. Elét. Atmosféras Explosivas
NBR 13570 Instal. Elét. Afluência de Público
NBR 14039 Instal. Elét. De Alta tensão
NBR 13534 Instal. Elét. Hospitalares
NFPA 780
NFPA 70 e 70E - NEC
IT
01
anexo
K
e
41
CBMESP
–
Inspeção
Visual
das
Instalações
Elétricas

Impedir
D1/D2/D3
Devidos a
S1/S2/S3/S4
Diminuindo
R1/R2/R3/R4
1 – Governo Federal
2 – ABNT/NBR
3 – Profissionais
4 – Industria e Comércio
5 – Seguradoras
N.T. Fabricação/ Teste / Projeto
Execução / Inspeção
Inspiradas em ISO, IEC,
NFPA/NEC, ANSI, IEEE
Constituição federal 1988
Normas Segurança Trabalho
Corpos Bombeiro
Código Defesa Consumidor
Conselhos Classe
Prestação de Serviço
Viabilidade Técnica e Comercial
Qualidade / Normatização
Normas e Exigencias
Ressarcimento
6 – Pesquisa, Ensino
Ciência
Tecnologia
Ensino

53
Projetos
Relatórios Técnicos
Venda de materiais
Instalações em campo
Pacote completo
1
2
3
4
5
O que Oferecer á sociedade?

54
Coleta de informações de campo
Análise de risco
Determinação da necessidade ou não do SPDA
Determinação da Classe de Risco I,II,III ou IV
Dimensionamento do método de SPDA
Dimensionamento do método MPS
Desenhos, Memoriais e Listas de materiais
1
2
3
4
5
6
7
Passo a Passo para um Projeto

55
Quem pode exigir a instalação do SPDA?
*Corpo de Bombeiros, a maioria das corporações do país exige, por ser um item de segurança pública
e coletiva;
*Seguradoras: a presença de um SPDA dentro das normas reduz o valor da apólice do seguro, uma vez
que a presença do sistema reduz o risco financeiro para a seguradora, seja material, seja de vidas
humanas;
*NR 10: a Norma Regulamentadora nº 10 do Ministério do Trabalho (Lei Federal) exige o
cumprimento da ABNT NBR 5410 e da ABNT NBR 5419;
*Código de Defesa do Consumidor (DCD), que é uma lei federal.
Em caso de acidente provocado por uma descarga direta na edificação ou nas vizinhanças, a perícia
poderá apontar essa necessidade e o responsável técnico poderá ser responsabilizado pela falta desse
item de segurança e proteção coletiva.

O prontuário-NR10:
0) diagramas unifilares
a) conjunto de procedimentos e instruções técnicas e administrativas de segurança e saúde,
implantadas e descrição das medidas de controle existentes;
b) documentação das inspeções e medições do sistema de proteção contra descargas
atmosféricas (SPDA) e aterramentos elétricos;
c) especificação dos equipamentos de proteção coletiva e individual e o ferramental,
aplicáveis conforme determina a NR-10;
d) documentação comprobatória da qualificação, habilitação, capacitação, autorização dos
trabalhadores e dos treinamentos realizados;
e) resultados dos testes de isolação elétrica realizados em equipamentos de proteção
individual e coletiva;
f) certificações dos equipamentos e materiais elétricos em áreas classificadas;
g) relatório técnico das inspeções (RTI) atualizadas com recomendações, cronogramas de
adequações, contemplando as alíneas de “a” a “f”.
56

CORPOSBOMBEIRO–PREOCUPAÇÃO- EXIGÊNCIAS
Instalações elétricas – Considerável Parte das Causa de Incêndios

Exigências Corpo Bombeiros
• IT 41 – Inspeção das Instalações Elétricas, IT 01 CBMESP –Anexo K
58

IT
01
anexo
K
e
41
CBMESP
–
Inspeção
Visual
das
Instalações
Elétricas
59

Softwares
Planilhas
Excel
Ferramentas
OnLine
NBR 5219
IEC 62305
Gerenciamento
De Risco
I II III IV
61

63
(N) Número de Eventos Perigoso
Densidade Descargas Atmosféricas
Área de Exposição equivalente
Fator de Localização da Estrutura
Altura das estruturas Vizinhas
(P) Probabilidade de Dano
Nível de PDA (SPDA+MPS)
(L) Perda Consequente
Risco Incêndio ou Explosão
Medidas de proteção contra incêndio
Dificuldade de Evacuação
Tempo e quantidade pessoas na Zona
Equipamento de Uso Vital

66
Prof. Marcos Fergütz - https://www.udesc.br/ Setembro/2016

68

69

A densidade de descargas atmosféricas para a terra (Ng) Joenville SC:
9 Descargas/km²/ano Coordenadas -26.6,-49.3
Google maps

71

72

73

74

75

76

77

78

79
IT 14 CPMBESP

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

Gerenciamento de Risco
• http://psm.ucy.ac.cy/protection-against-lightning-online-risk-assessment-tool/ 98

110
Figura - Apostila Dhen
Definições PDA

SPDA
Sistema
Proteção
contra
Descargas
Atmosféricas
Captação
Descida
Aterramento
112

114
O SPDA natural, também chamado de SPDA estrutural,
foi introduzido no Brasil na norma NBR 5419 de 1993.
Este sistema já era implantado há mais de 30 anos em
outras normas, como a norma Alemã, Sul Africana,
Inglesa, etc.
Com a introdução oficial desta opção, a construção civil se
deparou com uma nova realidade que consiste
basicamente em preparar a estrutura do prédio para
realizar pequenos detalhes de amarração e continuidade
para que esta possa ser usada como elemento natural de
descida e aterramento.
São processos executivos muito fáceis de serem realizados, com custos baixíssimos, porém com um resultado fantástico
seja a nível de custos, estética e eficiência de proteção.
Hoje existem milhares de prédios com este sistema instalado, sem problemas técnicos ou estruturais.

115
O SPDA NATURAL para novas construções e construções existentes PODE
SER USADO EM 2 SITUAÇÕES :
• Quando a estrutura da edificação é em estrutura metálica (pilares, vigas, etc)
• Quando a estrutura da edificação é em concreto armado ainda vai ser construída
ou já está pronta, mesmo que não preparada para tal (sob ensaio)

116
Utilização das armaduras
metálicas do concreto armado
SPDA Estrutural

Captação
e
Descida
natural
122

126
Para evitar esses danos à estrutura, o ideal é que durante a construção da edificação sejam
instalados ATERRINSERT em pontos estratégicos, onde os testes de continuidade serão realizados e
também onde serão feitas interligações das ferragens com demais partes do sistema, evitando
assim a quebra de pilares e vigas, geração de entulho, barulho, poeira e outros transtornos.
Esses ATERRINSERTs também poderão ser colocados aonde serão instalados os BEPs e BELs,
minimizando os trabalhos de rompimento e restauração da alvenaria.
Além de facilitar muito para os testes de continuidade, o uso de ATERRINSERTs pode ser um facilitar
no futuro, com eventuais ensaios que venham a ser prescritos pela norma.

132
Cuidados com Danos estruturais
causados por escarificações indevidas,
ter o engenheiro estrutural responsável
Escarificação para acesso ás ferragens,
Com fins de medição de continuidade
Das armaduras do concreto
Escarificação suficiente para bom
contato da garra com o vergalhão de
aço, fazer limpeza para não ter
problemas de medição por mau contato

133
Mili Ohmimetro 1 A
com cabos longos (100metros)

134
Vantagens do SPDA Estrutural

138
Propostas de Melhorias para o projeto, com correções

139
Propostas de Melhorias
para o projeto.

144
Figura - Apostila Dhen –
Definições PDA

145
1 - É uma Simplificação, presente na norma para facilitar aplicação.
3 - Não condiz com modelos físicos/matemáticos
3 – Para o Alto está super estimado
4 – Para baixo está subdimensionado

153
Figura - Apostila Dhen – Definições PDA

Um Mastro com sua área de proteção gera uma figura plana (Verde),
equivalente á área de proteção contra descargas diretas

A figura plana referente á proteção do mastro
deve virar um volume 3D (Sólido de revolução)

Utilização do SpartaLightning Software
165

166

167

168

187
Risco de Quedas
Risco de Quebrar telhas
Risco de Alta tensão próxima
Risco de escorregamento em dias húmidos
Risco de ser atingido por um raio

188
Materiais para Descidas e Captação - Para os condutores de descida podem ser usados materiais diversos, desde que obedecidas as tabelas 5 e 6
da parte 3 da NBR 5419:2015,relacionadas aos materiais e também as suas condições de utilização, como restrições para evitar corrosão.

192
PROTEÇÃO CONTRA TENSÃO DE TOQUE E PASSO
Os riscos sao toleráveis para uma das condicoes:
a) A aproximacao, ou a duracao da presenca
fora da estrutura e proximo a descida, for
pequena;
b) Minimo de 10 descidas naturais continuas
(aco das armaduras, pilares de aco etc.);
c) Resistividade do piso, ate 3m da descida, for
≥ 100 kΩ.m (5cm de asfalto, ou 20 cm de
cascalho ou brita).

195
L = 0,8 + 0,2 + 0,8 = 1,8
S = (0,08 / 0,5) * 0,44 * 1,8 = 0,13
13 cm de laje de concreto seriam suficientes
para evitar centelhamento

196
S = (0,04/ 1) * 0,44 * 6 = 0,45
45 cm de afastamento seriam suficientes
para evitar centelhamento
L = 6

197
Proteção contra toque, por isolação elétrica

201
CONCLUSÃO :
As descidas devem prover o caminho mais curto, retilineo e
seguro, desde o subsistema de captacao ate o subsistema de
aterramento. Sempre que possivel fazer uso de elementos
naturais, desde que a continuidade eletrica seja garantida
entre todas as partes do SPDA.

209
PASSOS PARA VALIDAÇÃO DO ATERRAMENTO
- Checar se todos os itens ja apresentados estao sendo
atendidos.
- Verificar a interligacao de todas as descidas, inclusive naturais,
como por exemplo: cada pilar metalico estrutural existente.
- Certificar que todo condutor de interligacao com o
aterramento (que
entre em contato com o solo) atenda a tabela 7.
- Validar a condicao re ≥ l1 , para verificar o atendimento do
comprimento minimo de eletrodo enterrado, onde:
re: e o raio do circulo com area equivalente a area abrangida
pelo anel
de aterramento;
l1: e um dado obtido na figura 3 da NBR 5419-3:2015, que varia
em funcao do nivel de protecao para todas as classes do SPDA
e resistividade do solo somente para SPDA classes I e II.

215
A descarga Atinge, por
Exemplo:
- Uma Grade
- Uma Cerca
- Um Mastro
- Elemento metálico
que a pessoa esteja em
contato
A descarga Atinge, por Exemplo:
- Um Campo de Futebol
- Uma Área Aberta em uma festa Popular
- Uma Reunião de público ao ar livre
Que a pessoa esteja em contato com o Solo

•Aéreo
•Subterrâneo
Tipo de Instalação
da Linha
•Sinal
•Baixa tensão / Alta Tensão
Tipo de Linha
•Blindada
•Não Blindada
Blindagem da
Linha
•Área de exposição á uma
possível descarga
Distância da Linha
•Subestação
•Alimentação energia
Estrutura
Adjacente 222
Misticismo Impulso
Surto

Medidas
de
proteção
contra
surtos

245
Fluxograma – Relatório Técnico

251
Avaliação:
Produzir um Projeto e Relatório Técnico
Edificação Predial – Supermercado – J4

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