Elétrica

O que é SPDA e qual o melhor tipo de proteção

Mardey Costa
Escrito por Mardey Costa em 20/10/2021
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Você sabe o que é SPDA e pra que ele serve?

Nesse artigo, você vai descobrir o que é SPDA, para que ele serve, como funciona e quais são os tipos mais recomendados para cada tipo de instalação elétrica.

Então, se você quer aprender mais sobre esse assunto, então continue lendo esse artigo.

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O que é SPDA

O SPDA é um sistema de proteção usado para proteger pessoas e edificações dos efeitos de descargas elétricas atmosféricas diretas e indiretas.

Segundo o relatório do INPE, o Brasil é o campeão mundial com aproximadamente 78 milhões de raios por ano.

Toda essa situação pode trazer problemas graves como acidentes fatais ocasionados por descargas elétricas, queimaduras e até parada cardíaca.

Mas para que serve o sistema SPDA na prática, é o que vamos entender agora.

Pra que serve o SPDA

Através da instalação de um sistema de SPDA, é possível direcionar toda essa grande descarga elétrica para a terra como um caminho mais seguro.

Assim é possível evitar futuros danos à estrutura da edificação e também a instalação elétrica.

Na imagem abaixo é possível visualizar um exemplo de uma instalação de SPDA, confira.

O que é SPDA na prática

Mas é importante destacar que o SPDA tem por objetivo evitar ou reduzir danos à estrutura e proteger seres humanos contra descargas elétricas.

Mas infelizmente não é possível impedir a incidência desses fenômenos naturais.

Ou seja, o sistema de SPDA apenas trabalha para evitar ou reduzir possíveis danos à estrutura, à instalação elétrica, e à proteção de seres humanos.

Mas então qual é a função básica de um sistema SPDA, é o que vamos explicar agora.

Qual a função do SPDA

Além de proteger pessoas e toda a edificação contra os efeitos gerados por descargas atmosféricas.

A função de um sistema de SPDA é evitar a incidência direta e indireta de raios na estrutura da edificação, seja ela comercial, industrial ou residencial.

Isso é muito importante, porque a ausência do SPDA pode gerar a queima de equipamentos elétricos e eletrônicos, danos estruturais e até incêndios e explosões.

Mas quando o SPDA deve ser usado e quais são as orientações importantes para este tipo de instalação, confira abaixo.

Quando usar o SPDA

É importante destacar que o SPDA deve passar por inspeções periódicas conforme regulamentado pela norma NBR 5419.

  • Inspeção a cada 5 anos para estruturas destinadas a fins residenciais, comerciais, administrativos, agrícolas ou industriais, excetuando-se áreas classificadas com risco de incêndio ou explosão;
  • Inspeção a cada 3 anos, para estruturas destinadas a grandes concentrações públicas (por exemplo: hospitais, escolas, teatros, cinemas, estádios de esporte, centros comerciais e pavilhões), indústrias contendo áreas com risco de explosão, conforme a NBR 9518, e depósitos de material inflamável;
  • Inspeção anual para estruturas contendo munição ou explosivos, ou em locais expostos à corrosão atmosférica severa (regiões litorâneas, ambientes industriais com atmosfera agressiva etc.)

Além disso, para instalações com potência elétrica instalada superior a 75KW, é necessário ter e manter o prontuário de instalações elétricas (PIE) conforme a NR10.

E junto dessa documentação, deve possuir também o relatório de inspeção que descrevemos acima do sistema de SPDA e aterramento elétrico.

Mas onde deve ser usado o SPDA, é o que vamos descobrira agora.

Onde usar o SPDA

O SPDA é um sistema obrigatório em edificações comerciais ou industriais com potência elétrica acima de 75 KW.

Além disso, de acordo com o Corpo de Bombeiros, a instalação do SPDA deve ser necessária nos locais abaixo como:

  • Edifícios com mais de 30 metros de altura;
  • Edificações que têm mais de 1.500 m², sendo que essa regra engloba o comércio e o setor industrial;
  • Edificações situadas em áreas com elevado índice de descarga atmosférica;
  • Estruturas isoladas que apresentam uma altura superior a 25 metros.
  • Fábricas de explosivos;
  • Prédios que se destacam pelo valor cultural e histórico;
  • E subestações de energia.

Neste caso, é importante notar que o sistema de SPDA é instalado em lugares mais elevados, confira abaixo.

Como instalar na prática

O sistema de SPDA é instalado em lugares mais elevados, como no alto dos edifícios e até em topos de antenas de transmissões de televisões e rádios.

Isso acontece porque o raio tende a atingir o ponto mais alto de uma determinada área, evitando assim possíveis danos causados por raios.

Mas o objetivo de instalar o sistema de SPDA em um ponto mais alto não está relacionado a atrair os raios para si.

O único objetivo é apenas oferecer um caminho para que essa descarga elétrica possa atravessar e produzir menos danos à instalação elétrica.

Mas então quanto custa a instalação de um sistema de SPDA na prática, é o que vamos explicar agora.

Quanto custa para as edificações

A instalação do sistema de SPDA para edificações residenciais, comerciais e industriais é essencial para uma instalação elétrica mais segura e evitar descargas elétricas.

Para realizar uma instalação segura, é recomendável um engenheiro eletricista e a realização de um projeto de SPDA.

Para realizar o projeto de SPDA da maneira correta, um engenheiro eletricista deve ser chamado ao local para fazer o levantamento e o preço pode variar conforme cada tipo de instalação.

Este tipo de profissional é habilitado e deverá seguir todos os critérios estabelecidos pelas normas vigentes, como é o caso da norma NBR5419, que indica os procedimentos técnicos ideais para cada tipo de instalação de para raios ou SPDA.

Como funciona o SPDA

O para raio foi inventado por Benjamin Franklin em 1752 para proteger a estrutura de construções como casas e edifícios contra as descargas elétricas atmosféricas.

Benjamin Franklin usou uma pipa de papel e um fio de metal para empinar a pipa e observou que a carga elétrica dos raio descia pelo dispositivo.

E foi com esse experimento perigoso, ele conseguiu provar que quando uma haste de metal entra em contato com a superfície pode servir como condutor elétrico.

Quais os componentes mais usados

Na prática o sistema de SPDA é composto pelo subsistema de captação, e o subsistema de descida.

Em seguida, tem também o subsistema de aterramento e o subsistema de equipotencialização e definições de distâncias de segurança.

Vamos falar agora sobre cada um desses componentes do SPDA e como eles são importantes, confira.

Captores

No subsistema de captação, temos os captores do sistema de SPDA são as hastes que ficam localizadas nos topos das edificações.

Essas hastes são responsáveis pelo primeiro contato com os raios e geralmente são constituídos por uma ponta metálica de um objeto pontiagudo.

Esses componentes também podem ser por exemplo o mastro e o captor franklin, o mini captor ou terminal áereo de inserção, chapa de alumínio, cabo de cobre nú, dentre outros.

Mas já é possível encontrar captores mais modernos no mercado, e dotados de sensores eletrônicos especiais, como os para-raios ionizantes.

Condutores de descida

O subsistema de descida é responsável por conduzir a corrente elétrica de descarga até o subsistema de aterramento para que seja realizada a descarga para a terra.

Ou seja, depois que o raio é “capturado”, os condutores servem para conduzir a corrente elétrica da descarga atmosférica para uma “malha de aterramento” que está instalada no solo.

Geralmente esses condutores de descida usados para o projeto de SPDA são feitos de cobre ou alumínio, e a trajetória do condutor deve ser sempre menor e mais retilínea possível.

E em alguns casos, dependendo da edificação, é possível usar o que chamamos de SPDA estrutural.

Neste caso, a própria viga de concreto através da própria armação metálica dos pilares poderia ser utilizada como condutores, conforme orientado no projeto.

Malha de aterramento

O subsistema de aterramento ou malha de aterramento é responsável por realizar a dispersão da corrente elétrica de descarga para o solo.

Mas para realizar essa malha de aterramento é necessário o estudo e a qualidade do solo para que possa ser verificado alguns critérios importantes como a resistividade do solo, umidade, compactação e até a salinidade.

E caso o solo não seja adequado devido a alta resistência à passagem da corrente elétrica, será necessário realizar um tratamento com eletrólitos para que possa ser elevada a condutividade.

E para realizar qualquer procedimento em SPDA, a recomendação é sempre verificar a norma NBR 5419 que é regulamentada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

Mas é importante destacar que existem vários tipos de SPDA, confira abaixo.

Tipos de SPDA

Existem vários tipos de SPDA para as diversas necessidades, mas como escolher o método de proteção mais adequado para cada local e instalação.

Para facilitar o nosso entendimento, separamos os 4 tipos de SPDA disponíveis no mercado, confira.

SPDA com para raio ionizante

O SPDA com para raio ionizante ou para raio com dispositivo de ionização – PDI é um tipo de tecnologia mais moderna e surgiu na França a partir de 1986.

Esse tipo de SPDA surgiu após a proibição dos modelos de para raios radioativos e com o desenvolvimento e fabricação de modelos para raios Prevectron®.

Nesse tipo de SPDA com para raio ionizante, tem como principal característica a emissão antecipada de um traçador ascendente.

Isso significa que o captor se conecta com o raio antes de qualquer outro objeto que esteja dentro do seu diâmetro de proteção.

O traçador cria um canal ionizado que modela o percurso do raio até o solo, graças à detecção dinâmica da variação do campo elétrico presente na emissão do raio.

Dessa forma, ele entrega um maior raio de proteção cobrindo até mesmo as áreas abertas, o que é ótimo para grandes estruturas, como indústrias e condomínios residenciais.

Por essas características, o SPDA moderno com para raios ionizantes acaba oferecendo o melhor custo-benefício para esse tipo de edificação e disposição de terreno.

Agora vamos conhecer o tipo de SPDA de Franklin, confira.

SPDA de Franklin

O para raio de Franklin é considerado o mais simples e usado na maioria dos casos.

Na prática, ele é composto de três hastes metálicas pontiagudas em sua extremidade e ligadas a um fio condutor que está conectado ao solo.

No para raio de Franklin diz que a ponta do para raio vai proteger o volume de um cone abaixo dele, formando um ângulo α com a vertical, como pode ser visto na imagem abaixo.

Método de Proteção do Tipo Franklin

No Brasil, segundo a norma NBR 5419 usada para sistema de proteção contra descargas atmosféricas, este ângulo pode variar conforme a altura do para raio e o nível de proteção.

O para raio de Franklin é recomendado para edificações de uma altura não muito elevada e que não possuem uma área horizontal muito grande.

Ou seja, podemos dizer que esse tipo de para raio seria recomendável para edifícios residenciais que possuem até 20 andares em média.

Agora vamos conhecer o tipo de SPDA de Melsens, confira.

SPDA de Melsens

O para raio de Melsens foi inspirado nos conceitos apresentados pelo físico Michael Faraday.

Ele acreditava que o para raio poderia ser como uma gaiola de Faraday, envolvendo as construções com uma malha de fios dotada de hastes metálicas e aterrada ao chão.

Para instalar esse tipo de projeto de para raio, é necessário cobrir todo o perímetro da edificação com cabos ou fitas metálicas.

Assim serão formados vários quadrículos no telhado, vários condutores de descida e aterramentos, e interligados por um anel de aterramento enterrado ao redor da edificação.

Como o para raio de Franklin não conseguiria proteger este tipo de edificação com apenas um captor, essa seria uma alternativa mais viável.

Dessa forma, essa metodologia costuma ser mais onerosa em relação a de Franklin, porém também confere uma maior proteção.

O para raio de Melsens é recomendado para edificações que possuam uma grande área horizontal, como por exemplo galpões e depósitos.

Agora vamos conhecer o tipo de SPDA de esfera rolante, confira.

SPDA de esfera rolante

O método eletrogeométrico ou para raio de esfera rolante foi desenvolvido na década de 80 para ser usado em situações onde o método de Franklin não era tão eficiente.

Em estruturas muito elevadas, ou de geometria irregular ou complexa, apenas um captor de Franklin no topo não consegue proteger muito bem as laterais da edificação.

Neste caso, foram traçados vários raios de proteção a partir do raio principal e formando uma esfera.

Mas se esta esfera tiver alguma intersecção com a estrutura, ainda é necessário à alocação de outro para raio, que assim protegerá eficientemente a estrutura.

Este tipo de para raio de esfera rolante é recomendado para edificações muito altas como edifícios residenciais ou comerciais de mais de 20 andares.

Outro aspecto fundamental para o uso deste para raio de esfera rolante é para ser usado em construções que apresentem uma geometria particular ou arquiteturas muito salientes e reentrâncias.

Nós chegamos ao final desse artigo sobre SPDA, e se você gostou desse conteúdo deixe o seu comentário sobre o que achou mais interessante.

Mas antes de finalizar este artigo que explicar o que é SPDA, leia as nossas recomendações abaixo.

Mais informações sobre SPDA

No artigo acima, nós explicamos o que é SPDA, pra que ele serve, quais são os tipos e como funciona na prática.

Mas é importante destacar que nós já fizemos outros artigos que explicam também sobre os para raios.

Por isso, se você tiver interesse, então acesse o artigo acima para saber mais.