Com a publicação da norma ABNT NBR 5419:2015, o projetista de instalações elétricas se deparou com uma norma muito mais complexa do que a edição de 2005, com duas grandes novidades: Parte 2 – Gerenciamento de risco e Parte 4 – Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura.
O sistema completo passou a se chamar Proteção contra Descargas Atmosféricas (PDA) que engloba o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA – Parte 3) e a Medida de proteção contra surtos (MPS – Parte 4), a serem adotados após o Gerenciamento de risco (Parte 2).
Neste artigo vamos tratar de edifícios residenciais, que usualmente não são os mais complexos, do ponto de vista de PDA.
Inicialmente vamos nos ater à Parte 2: Gerenciamento de Risco, para proteção contra danos físicos a estrutura e perigos à vida.
Conforme exemplo apresentado na edição atual, consideraremos duas zonas de proteção para o edifício, sendo, Z1 externa e Z2 interna.
Vamos elaborar a análise de risco, considerando para as duas zonas:
Tipos de danos:
D1: ferimentos aos seres vivos por choque elétrico e;
D2: danos físicos.
Tipos de perdas:
L1: Perda de vida humana, incluindo ferimento permanente.
Atentar que as perdas L2 e L3 não se aplicam a edifício residencial.
O dano D3 e a perda L4 são tratados na Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura, como fazendo parte das medidas de proteção contra surtos (MPS).
Para a elaboração da análise de risco há uma grande quantidade de variáveis a serem consideradas, porém optamos por “fixar” valores desfavoráveis / mais restritivos, para que os resultados englobem uma variedade maior de situações.
As considerações “fixas” poderão ser solicitadas através do e-mail no final deste artigo.
As considerações “variáveis” são apresentadas a seguir com algumas sugestões de valores:
• Dimensões do edifício;
• CD – Fator de localização:
o 0,5 – Estrutura cercada por objetos da mesma altura ou mais baixos;
o 1 – Estrutura isolada: nenhum outro objeto na vizinhança (condição mais restritiva, porém, no topo de uma colina seria mais restritiva ainda);
• CE – Fator ambiental:
o 0,1 – Urbano (mais restritivo, porém rural e suburbano seriam mais restritivos ainda);
o 0,01 – Urbano com edifícios mais altos que 20 m (menos restritivo, porém bastante usual em centros urbanos);
• rt – Fator de redução associado ao tipo de superfície do solo:
o 10-2 – Agricultura, concreto, para zona externa e interna (mais restritivo, porém considera que o piso, entregue em concreto, não venha a ter nenhum acabamento – pouco usual, principalmente para edifícios de médio padrão);
o 10-3 – Mármore, cerâmica, para zona interna (menos restritivo, porém ainda não é o menor – mas já considera algum tipo de acabamento).
• Estrutura adjacente (com as mesmas dimensões e características)
o Sim;
o Não;
• PB é escolhido conforme a Classe do SPDA (tabela B.2 da NBR 5419-2:2015);
• PSPD é escolhido conforme existência ou não de um sistema de DPS coordenado e nível de proteção (NP) escolhido (tabela B.3 da NBR 5419-2:2015);
• PEB é escolhido conforme a existência ou não de um sistema de DPS coordenado e nível de proteção (NP) escolhido – (tabela B.7 da NBR 5419-2:2015).
Obs: para PSPD e PEB , caso não seja previsto sistema de DPS coordenado, conforme os exemplos de 1 a 5 apresentados na tabela 1, independente do NP, esses valores se mantêm como 1.
Passamos agora a calcular a análise de risco para alguns exemplos de edifícios residenciais, e os resultados poderão ser utilizados como uma referência, tanto para projeto, como para execução.
Exemplo 1:
• L50/W50/H100 (dimensão bem exagerada);
• CD = 1;
• CE = 0,1;
• rt = 10-2 – interno e externo;
• Edificação não possui estrutura adjacente.
Apesar do exemplo apresentado na norma atual considerar que nenhuma pessoa deve estar fora da do edifício durante a tempestade, julgamos mais prudente considerar pelo menos 1 % das pessoas na zona externa.
Efetuando a análise de risco, verificamos que a estrutura estará protegida (em relação ao risco de perda de vida humana), para NP II do SPDA, onde R1 = 0,981 x 10-5 ≤ RT.
Neste caso, prever ou não uma MPS, seja através de um sistema coordenado de DPS, blindagem, interface isolante ou outros meios, passa a ser uma decisão meramente econômica.
Atentar para o fato de que essa decisão não isenta o projetista de incluir no projeto, DPS de acordo com a NBR 5410.
Vamos agora alterar algumas “variáveis” (identificadas em amarelo na tabela 1), para que com NP IV do SPDA a estrutura fique protegida (em relação ao risco de perda de vida humana) e MPS continue sendo uma decisão meramente econômica.
EX Dimensões CD CE rt Estrutura Adjacente NP PB PSPD PEB R1 Estrutura Protegida MPS
interno
1 L 50 /
W 50 /
H 100 1 0,1 10^-2 NÃO II 0,05 1 1 0,981 x 10^-5 SIM Decisão econômica
2 L 30 /
W 30 /
H 70 1 0,1 10^-2 NÃO IV 0,2 1 1 1 x 10^-5 SIM Decisão econômica
3 L 50 /
W 50 /
H 100 0,5 0,01 10^-2 NÃO IV 0,2 1 1 0,137 x 10^-5 SIM Decisão econômica
4 L 50 /
W 50 /
H 100 1 0,1 10^-3 NÃO IV 0,2 1 1 0,187 x 10^-5 SIM Decisão econômica
5 L 30 /
W 30 /
H 45 0,5 0,01 10^-3 SIM IV 0,2 1 1 0,992 x 10^-5 SIM Decisão econômica
TABELA 1 – Exemplos 1 a 5
Após a etapa acima, iremos elaborar um cálculo, levando em conta uma análise econômica.
Na sequencia, será introduzido um sistema coordenado de DPS onde passaremos a considerar o dano D3: Falhas nos sistemas eletroeletrônicos, e o risco L4: Perda econômica. Para determinação da perda econômica, consideraremos Lo = 10-4.
No exemplo 6 apresentado na tabela 2, considerando as mesmas variáveis do exemplo 1, com um sistema coordenado de DPS, a estrutura estará protegida (em relação ao risco de perda de vida humana), mesmo para NP IV do SPDA, onde R1 = 0,131 x 10-5 ≤ RT.
EX Dimensões CD CE rt Estrutura Adjacente NP PB PSPD PEB R1 Estrutura Protegida MPS
interno
6 L 50 /
W 50 /
H 100 1 0,1 10^-2 NÃO IV 0,2 0,05 0,05 0,131 x 10^-5 SIM Sistema coordenado DPS
TABELA 2 – Exemplo 6
Na decisão econômica, para definir se o custo benefício minimiza ou não as perdas, é necessário fazer uma avaliação dos custos das perdas e verificar se a proteção se justifica, ou não.
As variáveis com influência significativa para esta definição são as abaixo indicadas:
• CS (R$) – Valor dos sistemas internos incluídos suas atividades na zona;
• CP (R$) – Custo das medidas de proteção;
• i (%) -Taxa de juros anual;
• a (%) – Taxa de amortização;
• m (%) – Taxa de manutenção anual.
De acordo com a NBR 5419:2015, e considerando i = 14%; a = 5% e m = 1%, no exemplo 6 acima, o custo de uma medida de proteção (CP) justificada representa 0,45% do valor dos sistemas elétricos e eletrônicos (CS).
Ou seja, considerando o valor dos sistemas elétricos e eletrônicos de uma edificação em torno de R$ 500.000,00, é justificada a adoção de uma medida de proteção contra surtos (MPS) de até R$ 2.250,00!
Usualmente, na fase de projeto, não se conhece o valor dos sistemas elétricos e eletrônicos de uma edificação / apartamento, que em grande parte depende do usuário final.
Desta forma, temos adotado a previsão de espaços em quadros para eventual implementação de um sistema coordenado de DPS, a cargo do usuário.
Com um projeto específico, o usuário poderá tomar a decisão do investimento para definição da adoção de uma MPS, quando a decisão for econômica.
Para finalizar, e também servir como referência, faremos mais alguns exemplos, apresentados na tabela 3, com estrutura adjacente e considerando um sistema coordenado de DPS como compulsório para a proteção.
EX Dimensões CD CE rt Estrutura Adjacente NP PB PSPD PEB R1 Estrutura Protegida MPS
interno
7 L 50 /
W 50 /
H 100 1 0,1 10^-2 SIM I 0,02 0,01 0,01 0,846 x 10^-5 SIM Sistema coordenado DPS
8 L 50 /
W 50 /
H 100 0,5 0,01 10^-2 SIM II 0,05 0,02 0,02 0,841 x 10^-5 SIM Sistema coordenado DPS
9 L 50 /
W 50 /
H 100 1 0,1 10^-3 SIM IV 0,2 1 1 0,540 x 10^-5 SIM Sistema coordenado DPS
TABELA 3 – Exemplos 6 a 9
De acordo com os exemplos apresentados, observamos que em muitas situações um nível de proteção escolhido como NP IV do SPDA, protege a estrutura (em relação ao risco de perda de vida humana) e a implementação de uma MPS é uma decisão apenas econômica.
Em edificações de maior porte e com estrutura adjacente, uma MPS passa a ser necessária para a proteção.
Para solicitar as considerações “fixas”, alguns exemplos com variáveis menos restritivas, bem como críticas ou sugestões, pode ser enviado e-mail para nbr5419@feprojetos.com.br, contendo nome completo, empresa na qual trabalha, cargo / profissão e telefone celular.
Victor E Fischmann
Eduardo S Martins
Com colaboração:
Equipe FE Projetos
Grupo de elétrica ABRASIP / SECOVI.
Artigo em PDF para melhor visualização de gráficos e tabelas