O projetista e a ABNT NBR 5419:2015*

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. A análise de risco será elaborada, considerando 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;
• C_D – Fator de localização:
  • 0,5 – Estrutura cercada por objetos da mesma altura ou mais baixos;
  • 1 – Estrutura isolada: nenhum outro objeto na vizinhança (condição mais restritiva, porém, no topo de uma colina seria mais restritiva ainda);
• C_E  – Fator ambiental:
  • 0,1 – Urbano (mais restritivo, porém rural e suburbano seriam mais restritivos ainda);
  • 0,01 – Urbano com edifícios mais altos que 20 m (menos restritivo, porém bastante usual em centros urbanos);
• r_t – Fator de redução associado ao tipo de superfície do solo:
  • 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);
  • 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)
  • Sim;
  • Não;
• P_B é escolhido conforme a Classe do SPDA  (tabela B.2 da ABNT NBR 5419-2:2015);
• P_SPD é escolhido conforme existência ou não de um sistema de DPS coordenado e nível de proteção (NP) escolhido (tabela B.3 da ABNT NBR 5419-2:2015);
• P_EB é escolhido conforme a existência ou não de um sistema de DPS coordenado e nível de proteção (NP) escolhido – (tabela B.7 da ABNT NBR 5419-2:2015).

Obs: para P_SPD e P_EB , 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. Os resultados poderão ser utilizados como uma referência, tanto para projeto, como para execução.

Exemplo 1:

• L50/W50/H100 (dimensão bem exagerada);
• C_D = 1;
• C_E = 0,1;
• r_t = 10^-2 – interno e externo;
• Edificação não possui estrutura adjacente.

Apesar de o exemplo apresentado na norma atual considerar que nenhuma pessoa deve estar fora 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, em que R₁ = 0,981 x 10^-5 ≤ R_T.

Neste caso, prever ou não uma MPS, seja por meio de um sistema coordenado de DPS, blindagem, interface isolante ou outros meios, passa a ser uma decisão meramente econômica. Deve-se atentar para o fato de que essa decisão não isenta o projetista de incluir no projeto DPS de acordo com a ABNT 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.

Após a etapa anterior, iremos elaborar um cálculo, levando em conta uma análise econômica.

Na sequência, 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 L_o = 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 ≤ R_T.

 

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 indicadas a seguir:

• 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 ABNT NBR 5419:2015 e considerando i = 14%; a = 5% e m = 1%, no exemplo 6, 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.

Dessa 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, são apresentados mais alguns exemplos na Tabela 3, com estrutura adjacente e considerando um sistema coordenado de DPS como compulsório para a proteção.

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, envie um e-mail para nbr5419@feprojetos.com.br, com nome completo, empresa na qual trabalha, cargo / profissão e telefone celular.

*Artigo assinado por Victor E Fischmann e Eduardo S Martins, com colaboração da equipe FE Projetos e do Grupo de Elétrica da Abrasip/Secovi.