Encontre o tipo de SPDA ideal para sua instalação elétrica
Se você já experienciou operações industriais, agroindustriais ou comerciais, precisa saber de um fato incômodo: ter SPDA não garante continuidade operacional.
O Brasil registra cerca de 78 milhões de descargas atmosféricas por ano, segundo o ELAT/INPE, e mapas de densidade mostram que áreas do Norte e Nordeste podem superar 16 descargas por km²/ano. Consequentemente, mesmo sem impacto direto na sua estrutura, a probabilidade de surtos induzidos e perturbações no entorno é real e recorrente.
Entretanto, a maioria dos textos para por aí e repete “o para-raios leva o raio para a terra”. Só que, na prática, essa frase não explica o que faz você perder inversor, CLP, IHM e rede de comunicação em uma tempestade, nem por que algumas instalações “dentro da norma” ainda têm queima recorrente e paradas intermitentes.
Portanto, entender os tipos de SPDA e como escolhê-los de forma estratégica é o que separa quem vive apagando incêndio de quem domina o próprio destino operacional.
1. O Que É SPDA (E O Que Ele Não É)?
Instalação de SPDA em prédio.
Primeiramente, vale esclarecer: o SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas) é o conjunto de medidas para reduzir danos de descargas atmosféricas em estruturas, pessoas e sistemas elétricos. Ele não impede a formação do raio e não “acaba” com tempestades.
Em vez disso, quando bem projetado, ele oferece um caminho preferencial e controlado para a corrente da descarga, ao mesmo tempo em que reduz efeitos secundários, como centelhamentos internos e sobretensões.
A norma principal no Brasil é a ABNT NBR 5419 (Partes 1 a 4), que estabelece critérios de projeto, instalação, inspeção e manutenção. Além disso, a família internacional IEC 62305 serve como base conceitual para a abordagem integrada de proteção externa e interna.
2. Os Principais Tipos de SPDA
Na prática, quando se fala em “tipos de SPDA”, o mercado está se referindo sobretudo ao método de captação e à geometria de proteção externa. Entretanto, é fundamental entender que a escolha do tipo não é uma decisão isolada: ela precisa estar integrada ao projeto completo de descidas, aterramento, equipotencialização e proteção interna.
2.1. Sistema Franklin (Captor de Ponta)
O método Franklin, também conhecido como captor de ponta ou haste captora, é o mais tradicional e popular. Ele funciona concentrando o campo elétrico em pontos elevados, atraindo a descarga para um local controlado.
2.1.1. Como Funciona
Primeiramente, o captor Franklin é instalado no ponto mais alto da estrutura, criando uma zona de proteção em formato de cone. Em seguida, a corrente da descarga é conduzida por condutores de descida até o sistema de aterramento, onde é dissipada no solo.
2.1.2. Quando Usar
O sistema Franklin funciona bem em estruturas isoladas, torres, silos e edificações de altura moderada. Entretanto, sua eficácia depende do projeto completo, como posicionamento correto, descidas bem distribuídas, equipotencialização e aterramento adequado.
O erro mais comum é tratar o Franklin como somente instalar uma haste. Na realidade, em estruturas com áreas extensas, equipamentos sensíveis ou múltiplas edificações metálicas, o Franklin sozinho pode não oferecer proteção suficiente, especialmente nas bordas e extremidades.
2.1.3. Limitações Práticas
Além disso, o ângulo de proteção do Franklin varia conforme o nível de proteção exigido pela NBR 5419. Para níveis mais rigorosos (I e II), o ângulo de proteção é menor, exigindo mais captores ou métodos complementares.
Portanto, em galpões industriais extensos ou áreas com múltiplas estruturas, o Franklin pode não ser a solução mais eficiente.
2.2. Método das Malhas (Malha na Cobertura)
O método das malhas, também chamado de malha captora, consiste em distribuir condutores horizontais sobre a cobertura da edificação, formando uma rede de proteção.
2.2.1. Como Funciona
Primeiramente, condutores são instalados em formato de malha, com espaçamentos definidos pela NBR 5419 conforme o nível de proteção (tipicamente entre 5m x 5m e 20m x 20m). Em seguida, esses condutores são interligados a múltiplas descidas, distribuindo a corrente de forma mais homogênea.
2.2.2. Quando Usar
O método de malhas é especialmente indicado para estruturas com cobertura ampla e plana, como galpões industriais, centros de distribuição, armazéns e plantas de processamento. Além disso, ele facilita a distribuição de corrente e reduz pontos críticos de concentração de energia.
Em operações com grande área coberta, o método de malhas costuma ser mais coerente do que depender de poucos pontos de captação. Consequentemente, ele reduz o risco de centelhamentos laterais e oferece proteção mais uniforme.
2.2.3. Vantagens Operacionais
Ademais, o método de malhas é mais robusto em ambientes com múltiplas estruturas metálicas, equipamentos elevados e instalações complexas. Portanto, para indústrias e agroindústrias com galpões extensos, essa abordagem tende a oferecer melhor relação custo-benefício e maior confiabilidade.
2.3. Método da Esfera Rolante (Ferramenta de Projeto)
O método da esfera rolante não é propriamente um “tipo” de SPDA, mas sim uma ferramenta de projeto que ajuda a definir onde os captores e condutores precisam estar.
2.3.1. Como Funciona
Primeiramente, imagina-se uma esfera de raio definido (20m, 30m, 45m ou 60m, conforme o nível de proteção) “rolando” sobre a estrutura. Em seguida, todos os pontos que a esfera toca são considerados vulneráveis e precisam de proteção.
Consequentemente, captores e condutores são posicionados de forma que a esfera nunca toque diretamente a estrutura, mas apenas os elementos de captação.
2.3.2. Quando Usar
Esse método é especialmente útil em estruturas complexas, com múltiplas alturas, equipamentos elevados, tanques, torres e geometrias irregulares. Além disso, ele permite visualizar zonas de sombra e pontos vulneráveis que outros métodos podem não cobrir adequadamente.
Para operação, o que importa é que esse método torna a discussão menos “achismo” e mais geometria definida por nível de proteção. Portanto, em projetos de alta responsabilidade, o método da esfera rolante oferece maior segurança técnica e jurídica.
3. Resistência de Aterramento Não Explica Seu Risco Real
Aqui está o ponto crítico que separa instalações que possuem SPDA de instalações que realmente funcionam durante tempestades.
3.1. Impedância vs. Resistência
Muita gente mede a resistência do aterramento com um terrômetro e conclui que “está tudo bem”. Contudo, em surtos impulsivos, a variável crítica passa a ser a impedância do caminho (componente resistivo + indutivo), e não apenas a resistência medida em baixa frequência.
Isso importa porque, em correntes rápidas, cada metro de condutor, cada curva fechada e cada loop mal roteado aumenta a indutância e eleva a tensão que aparece dentro do seu QGBT, CCM, painéis de automação e strings de solar.
Consequentemente, você pode ter um número “bonito” no terrômetro e, ainda assim, ver queimas repetidas, principalmente em equipamentos de eletrônica de potência.
3.2. Formas de Onda e Ensaios
Essa discussão é diretamente conectada às formas de onda de ensaio usadas em normas internacionais, como a 10/350 µs (associada a descargas de maior energia) e a 8/20 µs (muito usada para surtos), descritas no ecossistema da IEC 62305 e da família IEC 61643 (DPS).
Em outras palavras, um projeto que não trata geometria, equipotencialização e proteção interna tende a falhar de forma silenciosa, até o dia em que falha caro.
4. SPDA Interno: Por Que o "Para-Raios no Telhado" Não Protege Seus Equipamentos?
A ABNT NBR 5419-4 trata do que realmente protege a sua eletrônica: a proteção interna por conceito de zonas e medidas de equipotencialização, além da coordenação de DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos).
4.1. O Problema Real
Primeiramente, é preciso entender que surtos entram por múltiplos caminhos:
- Alimentação elétrica (rede da concessionária)
Linhas de dados e comunicação (Ethernet, RS-485, fibra com elementos metálicos); - Caminhos metálicos (tubulações, estruturas, cercas, malhas de aterramento compartilhadas);
- Interligações entre edificações;
Assim, se você não trata o caminho interno com barramentos de equipotencialização e DPS coordenados, o surto contorna o SPDA externo e encontra o seu ponto mais sensível, que costuma ser justamente o mais caro e difícil de repor.
4.2. Zonas de Proteção contra Raios (LPZ)
Além disso, a NBR 5419-4 trabalha com o conceito de Zonas de Proteção contra Raios (Lightning Protection Zones – LPZ), que dividem a instalação em áreas com diferentes níveis de exposição eletromagnética.
Consequentemente, equipamentos críticos devem estar em zonas internas, protegidos por múltiplas camadas de DPS e equipotencialização.
4.3. Coordenação de DPS
Finalmente, a coordenação de DPS é fundamental: dispositivos de Classe I (entrada da instalação), Classe II (quadros de distribuição) e Classe III (equipamentos finais) devem trabalhar em conjunto, com distâncias e impedâncias adequadas.
Portanto, instalar DPS “soltos” sem projeto de coordenação pode até piorar a situação, criando reflexões e sobretensões localizadas.
5. Como Escolher o Tipo de SPDA Correto?
A escolha madura não começa pelo “tipo de captor”, mas por três perguntas de risco:
5.1. Qual é o Impacto Real de Uma Parada?
Primeiramente, avalie o custo de uma parada por evento elétrico: produção perdida, logística comprometida, cadeia fria interrompida, contratos em risco, segurança de pessoas.
Em operações industriais e agroindustriais, de acordo com uma pesquisa realizada pela ABB, empresa internacional líder em tecnologias de eletrificação e automação, uma parada pode custar para a maioria das empresas cerca de R$712.500,00 por hora.
5.2. Quais Ativos São Mais Sensíveis a Surtos?
Em seguida, mapeie os ativos críticos: automação (CLPs, IHMs, drives), TI/OT (servidores, switches, roteadores), eletrônica de potência (inversores, retificadores, fontes), instrumentação (sensores, medidores, analisadores).
Esses equipamentos costumam ser os mais caros e os mais difíceis de repor, especialmente em regiões com logística desafiadora. Consequentemente, a proteção interna (DPS, equipotencialização, roteamento de cabos) deve receber atenção equivalente ou maior que a proteção externa.
5.3. O Projeto É Auditável e Sustentável?
Finalmente, verifique se o projeto considera o conjunto completo (externo + interno) e é auditável com laudo, registros e inspeções programadas.
É exatamente aqui que uma empresa especializada agrega valor, porque evita dois erros comuns: gastar em um SPDA “bonito” e esquecer a proteção interna, ou economizar na execução e criar um sistema impossível de manter e comprovar.
6. O Que Exigir de Um Projeto e de Um Laudo?
Para gestão, o critério não é “tem SPDA” e sim “o SPDA reduz risco mensurável e é auditável”. Isso significa ter rastreabilidade:
- Projeto executivo com memorial de cálculo (nível de proteção, método de captação, dimensionamento de descidas e aterramento);
- Lista de materiais especificados (bitolas, materiais, conexões, DPS);
- ART (Anotação de Responsabilidade Técnica) do engenheiro responsável;
- Relatório de medições de aterramento (com equipamento calibrado e método adequado);
- Registros fotográficos da instalação (captores, descidas, conexões, equipotencialização, DPS);
- Plano de inspeção e manutenção periódica;
Além disso, significa conseguir demonstrar que o sistema foi pensado como um conjunto, e não como peças isoladas.
7. Conclusão
Escolher entre Franklin, malhas ou Gaiola de Faraday e Esfera Rolante é importante, porém é apenas o primeiro degrau. O que decide se a sua operação continua rodando durante a estação de tempestades é a integração entre captação, descidas, aterramento, equipotencialização e proteção interna contra surtos.
Portanto, quando você enxerga SPDA e aterramento como um sistema único, você deixa de comprar “para-raios” e passa a comprar continuidade operacional. Ademais, você transforma um item de obra em um ativo estratégico, com documentação técnica que passa em auditoria e vistoria.
Se fizer sentido para sua operação, a Regulus Energia também pode atuar como segunda opinião técnica para validar projetos, checar coerência com normas e apontar riscos típicos que não aparecem em memorial descritivo, antes que virem parada e prejuízo.
