A proteção contra descargas atmosféricas é essencial em projetos de engenharia elétrica, sobretudo para a integridade de instalações críticas, sistemas eletrônicos sensíveis e a segurança operacional de edificações. A intensidade dos fenômenos atmosféricos, associada à crescente densidade tecnológica dos ambientes, torna indispensável a adoção de critérios rigorosos para mitigação dos riscos associados a raios. A segmentação dos espaços em zonas de proteção visa controlar o impacto do ambiente eletromagnético gerado pelas descargas e conduzir o projeto a padrões elevados de robustez e conformidade normativa.
Neste artigo, detalham-se as definições, a lógica de segmentação e as orientações para o uso das zonas de proteção contra raios, baseando-se nas normas técnicas da engenharia elétrica. O objetivo é propiciar uma compreensão abrangente do conceito e sua correta aplicação em projetos, desde a análise de risco até a implementação de medidas de proteção eletromagnética e aterramento.
Confira!
Definição Técnica das Zonas de Proteção Contra Raios
Zona de proteção contra descarga atmosférica, ou ZPR (Lightning Protection Zone – LPZ), é o conceito empregado para delimitar e caracterizar regiões em que o ambiente eletromagnético causado pelo raio está definido. Segundo a normalização pertinente, o limite de uma ZPR não corresponde obrigatoriamente a barreiras físicas como paredes ou tetos; pode ser estabelecido com base em critérios funcionais, eletromagnéticos ou construtivos.
A divisão do ambiente em zonas permite quantificar e mitigar os riscos, estabelecendo, para cada zona, as medidas adequadas de proteção, aterramento e blindagem contra surtos causados por descargas atmosféricas (LEMP – Lightning Electromagnetic Pulse).
Classificação das Zonas: Segmentação Interna e Externa
A segmentação das zonas de proteção contra descargas atmosféricas divide-se em zonas externas (expostas ao ambiente) e zonas internas (protegidas por elementos construtivos e/ou sistemas de proteção). Cada categoria possui subdivisões e características particulares:
Zonas Externas
- ZPR 0: Zona em que não há atenuação do campo eletromagnético da descarga atmosférica. Os sistemas internos podem estar sujeitos à totalidade ou à parcela significativa das correntes de surto. É subdividida em:
- ZPR 0A: Região onde há ameaça direta tanto pela descarga atmosférica quanto pelo campo eletromagnético por ela gerado. Sistemas internos nesta zona podem estar sujeitos à totalidade da corrente de surto.
- ZPR 0B: Área protegida contra descargas atmosféricas diretas, mas que ainda está sujeita à totalidade do campo eletromagnético da descarga. Correntes de surto parciais podem afetar os sistemas nesta zona.
Zonas Internas
- Zonas protegidas contra descargas atmosféricas diretas: São ambientes internos em que o impacto dos campos eletromagnéticos e das correntes de surto foi substancialmente reduzido por blindagens, aterramentos, barreiras físicas, dispositivos de proteção e outras medidas construtivas.
A transição entre zonas ocorre de acordo com o nível de exposição residual ao campo induzido pelo raio e a funcionalidade dos elementos de proteção implantados.
Critérios de Delimitação e Usos das Zonas de Proteção
A determinação das zonas de proteção segue análise técnica fundamentada em:
- Risco calculado de incidência de descargas atmosféricas sobre o local;
- Topologia da edificação e segmentação das áreas em relação a sistemas e infraestruturas críticas;
- Caracterização dos sistemas internos quanto à sensibilidade a surtos e perturbações eletromagnéticas;
- Densidade de blindagem arquitetônica e eficácia das barreiras artificialmente estabelecidas;
- Efetividade do sistema de aterramento e das ligações equipotenciais em cada zona.
O uso adequado da segmentação por zonas destaca-se por permitir a aplicação seletiva e otimizada de dispositivos de proteção contra surtos, blindagens e medidas de equipotencialização, ajustando o investimento e o nível de proteção de acordo com o grau de risco e a criticidade de cada ambiente ou sistema protegido.
Blindagem, Equipotencialização e Medidas Complementares por Zona
Para cada ZPR definida, são recomendadas soluções técnicas específicas que colaboram para mitigar os efeitos da descarga em sistemas internos:
- Blindagem espacial: Pode ser realizada por malhas metálicas em elementos estruturais tais como barras de concreto armado, molduras e suportes metálicos. Essa blindagem reduz o campo eletromagnético acoplado a áreas internas.
- Subsistema de aterramento: Fundamenta-se na condução e dispersão eficaz da corrente das descargas ao solo, prevenindo acúmulo de potencial perigoso.
- Ligações equipotenciais: Interconectam elementos condutores, promovendo uniformidade do potencial elétrico e reduzindo o gradiente de tensão perigosa.
- Dispositivos de proteção contra surtos (DPS): Devem ser instalados estrategicamente na transição entre zonas, protegendo circuitos e equipamentos de fenômenos transitórios.
A gradação das barreiras e a redundância das medidas são determinadas pelo nível de exposição e sensibilidade do ambiente ou equipamento em proteção.
Integração das Zonas com Sistemas de Proteção e Gerenciamento de Riscos
A correta definição das zonas de proteção deve ser integrada com o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) externo, assim como ao gerenciamento de riscos e políticas de manutenção. As zonas determinam a necessidade de:
- Adoção de medidas progressivas de proteção conforme os ambientes são internalizados;
- Implementação de sistemas de monitoramento contínuo da integridade das barreiras e das ligações equipotenciais;
- Atualização periódica da análise de risco na presença de modificações estruturais, tecnológicas ou de layout;
- Capacitação dos responsáveis pela manutenção quanto à importância das zonas para a segurança global da instalação.
Este processo sistêmico garante uma resposta robusta a incidentes e sustenta a funcionalidade dos sistemas críticos mesmo sob perturbações extremas.
A segmentação de ambientes em zonas de proteção contra raios constitui elemento essencial em projetos que buscam elevar a resiliência operacional, integridade estrutural e conformidade normativa das instalações. O correto entendimento dos limites eletricamente definidos, a aplicação sistemática de medidas de blindagem, aterramento e proteção por DPS e a constante revisão das fronteiras de zona conforme evolução do risco são medidas mandatórias para ambientes críticos. Em síntese, o uso disciplinado e tecnicamente fundamentado da lógica de zonas permite que o patrimônio, os sistemas eletrônicos e as pessoas estejam efetivamente resguardadas diante dos efeitos das descargas atmosféricas, consolidando as boas práticas em engenharia elétrica e proteção de infraestruturas sensíveis.
