Dimensionamento do projeto de SPDA através do método Franklin

Durante a realização de um projeto de SPDA, é necessário lançar os elementos que formarão o subsistema de captação, o subsistema de descida e o subsistema de aterramento.

O subsistema de captação é a parte do SPDA externo que utiliza elementos metálicos que são projetados e posicionados para interceptar as descargas atmosféricas. A posição do subsistema de captação é considerada adequada se a estrutura a ser protegida, representada pelas áreas de exposição definidas nos croquis dos pavimentos, estiver situada totalmente dentro do volume de proteção provido pelo subsistema de captação.

Os métodos a serem utilizados no dimensionamento da rede SPDA são apresentados nos artigos:

Dimensionamento do projeto de SPDA através do método Franklin;
Dimensionamento do projeto de SPDA através do método Eletrogeométrico;
Dimensionamento do projeto de SPDA através do método das malhas (Gaiola de Faraday).

Observação: Ao processar o projeto de SPDA, o dimensionamento para os elementos constituintes do sistema de captação serão verificados para os 3 métodos simultaneamente. Caso o volume da edificação esteja protegido por um dos métodos, considera-se o sistema protegido, mesmo que não atendido pelos demais. Se desejar verificar a proteção por apenas um método recomendamos a leitura do artigo Como verificar a proteção por um método específico?

Método Franklin (ângulo de proteção)

O método de proteção por para-raios tipo Franklin consiste na utilização de um ou mais mastros com captores, de modo que todo volume da edificação a ser protegido fique dentro de uma zona espacial de proteção do sistema, no interior do cone de proteção criado pelo para-raio.

O dimensionamento por este método leva em consideração o nível de proteção e a altura da edificação para obter o ângulo de proteção dos captores em relação à posição da área de exposição analisada.

A norma NBR 5419:2015 estabelece os ângulos de proteção a serem utilizados na Figura 1 – Ângulo de proteção correspondente à classe de SPDA.

Observação: Os ângulos de proteção variam de acordo com a altura dentro de cada nível de proteção, sendo ainda limitados por um valor de altura máxima.

A norma NBR 5419:2005 , em concordância com o Corpo de bombeiros, estabelece os ângulos de proteção a serem utilizados na Tabela 1- Posicionamento de captores conforme o nível de proteção.

Em edificações com nível de proteção I, o sistema de proteção tipo Franklin somente será verificado para alturas até 20 metros (distância do captor à área de exposição). Para edificações com nível de proteção IV, pode ser utilizado para proteger até 60m de altura abaixo do captor.

Observação: Em edificações com altura superior ao limite indicado na norma recomenda-se utilizar os métodos eletromagnético ou gaiola de Faraday.

Verificando a proteção

No programa, a altura obtida para determinar o ângulo de proteção do captor em relação à posição da área de exposição a ser protegida, considera:

o nível de proteção;
a altura do captor (informado no Cadastro de peças, dado Altura);
a altura de lançamento do captor em relação ao pavimento;
a soma das alturas dos pavimentos abaixo do captor analisado (exceto a altura do próprio pavimento do captor) à área de exposição (distância do captor até a posição da área);
a altura de lançamento da área de exposição em relação ao pavimento.

Observação: O programa irá verificar a distância entre o captor e cada uma das áreas de exposição. Assim, ele verificará o ângulo que será usado individualmente para cada uma destas áreas criando o seu respectivo cone de proteção.

Com o ângulo de proteção e a distância do captor à área de exposição, obtém-se o raio de proteção do cone, no plano horizontal considerado. A área de exposição que estiver totalmente contida no cone de proteção, será considerada atendida a verificação para o método Franklin.

Observação: No projeto de SPDA, o elemento área de exposição é representado como uma área hachurada. Ao processar o projeto SPDA, as áreas protegidas pelos elementos constituintes do sistema de proteção tem suas hachuras removidas, mantendo hachuradas apenas as regiões não protegidas nas áreas de exposição.

Dado um exemplo de aplicação para o método Franklin, analisando apenas os pavimentos Cobertura (nível 12 metros) e Reservatório (nível 16 metros).

Considera-se lançado no pavimento Reservatório um captor Franklin, e no pavimento Cobertura 4 captores aéreos nas extremidades da edificação.

O resultado obtido após o processamento da estrutura seria algo similar ao apresentado abaixo, onde as áreas de exposição estão parcialmente protegidas.

Neste artigo foram apresentados os parâmetros utilizados na verificação de proteção de um projeto de SPDA utilizando o método Franklin.