PROTEÇÃO DE PESSOAS CONTRA DESCARGAS … · • Risco anual tolerável pela norma brasileira 5419-2015 e IEC-2010: 1 em 100000 = 10-5 • Cálculo do risco em um ambiente qualquer:

PROTEÇÃO DE PESSOAS CONTRA

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM

AMBIENTES ABERTOS: IMPACTO NO

BRASIL DA NORMA IEC 62793

OBJETIVOS QUE NORTEARAM ESTA APRESENTAÇÃO

1 - APRESENTAR OS DESAFIOS E AS SOLUÇÕES PARA PROTEGER

PESSOAS DURANTE TEMPESTADES NA OCORRÊNCIA DAS

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS, EM AMBIENTES ABERTOS;

2 - ANALISAR AS ESTATÍSTICAS DE MORTES E FERIMENTOS POR

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NO BRASIL;

3 - ANALISAR OS ASPECTOS PRINCIPAIS DA NORMA IEC-62793 QUE

REGULAMENTA O FORNECIMENTO DE DISPOSITIVOS DE DETECÇÃO

ANTECIPADA DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS.

OBJETIVOS QUE NORTEARAM ESTA APRESENTAÇÃO

4- ABORDAR OS TIPOS DE DETECTORES MAIS INDICADOS PARA

AMBIENTES ABERTOS;

5 - PROMOVER UMA DISCUSSÃO A RESPEITO DA NORMATIZAÇÃO E

LEGISLAÇÃO APLICÁVEIS, E AS CONSEQUENCIAS DA EDIÇÃO DA

NORMA IEC 62793 NO BRASIL;

6 - APRESENTAR ALGUNS “CASES REAIS” DE ACIDENTES COM

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM AMBIENTES ABERTOS.

• Apenas a título de ilustração, a posição do Brasil frente a incidência de

descargas atmosféricas por ano em relação a outros países é a seguinte:

ESTATÍSTICAS MUNDIAIS

• O Brasil é atingido anualmente por quase 58 milhões de descargas

atmosféricas;

• Em média ocorrem em torno de 130 mortes e 500 feridos anualmente;

• 85% das mortes e ferimentos ocorrem em áreas abertas onde as

pessoas estão desenvolvendo atividades tais como:

Trabalhando, praticando esportes ou em outras atividades de lazer.

ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

EXEMPLOS DE LOCAIS DE ALTO RISCO

PRAIAS


CANTEIROS DE OBRAS


ATIVIDADES FLORESTAIS EM CAMPOS ABERTOS

DIFICULDADES DA PROTEÇÃO DE PESSOAS EM AMBIENTES ABERTOS

NO BRASIL – UM PAÍS DE DIMENSÕES CONTINENTAIS...

AVALIAÇÃO DO RISCO DEVIDO A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

EM AMBIENTES ABERTOS

58 milhões de descargas por ano no Brasil;

O país possui uma área de 8.515 milhões de km2;

=> Densidade de raios/km = 58 milhões de raios / 8.515 milhões de km2

=> 6,8 raios/ano/km2

AVALIAÇÃO DO RISCO DEVIDO A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS


CERTOS AMBIENTES ABERTOS SÃO REALMENTE

PERIGOSOS: POR ISTO REQUEREM UM EPC ESPECIAL...

SITUAÇÕES DE RISCOS

DEVIDOS A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM AMBIENTES ABERTOS:

DESCARGA DIRETATENSÃO DE TOQUE

(ÁRVORES E MASTROS DE PROTEÇÃO)

SITUAÇÕES DE RISCOS DEVIDOS A

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM AMBIENTES ABERTOS:

TENSÃO DE PASSO

CÁLCULO DO RISCO DEVIDO À DESCARGA ATMOSFÉRICA


• Risco anual tolerável pela norma brasileira 5419-2015 e IEC-2010:

1 em 100000 = 10-5

• Cálculo do risco em um ambiente qualquer:

Distância do ponto da queda do raio até a pessoa;

Densidade de descargas atmosféricas por km2 ano,

na área de avaliação;

Percentual de horas anuais de exposição da pessoa.

CÁLCULO DO RISCO DEVIDO À DESCARGA ATMOSFÉRICA

EM UM AMBIENTES ABERTOS

• Para dr = 20m => d= 0,020km

• = 6,8 raios por km2/ano (densidade média brasileira)

• Ft = 1/3 = 0,3333 (8 horas de trabalho durante 7 dias na semana)

• Rdat = 2.8 x 10-3 = 280 x 10-5

Verifica-se que o risco é 280 vezes maior do que o tolerável pela Norma

Brasileira, o que significa a necessidade absoluta da proteção de pessoas...

MAPA “ONS” DAS DENSIDADES DE

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NO BRASIL

Mapa de densidades de

descargas atmosféricas no

Brasil

Média de

6,8 descargas / Km2 / ano

Densidade de descargas(descarga / Km2 / ano)

A QUESTÃO É A SEGUINTE: EXISTEM TECNOLOGIAS QUE PODEM ATUAR NO

CONTROLE DO RISCO NESTAS SITUAÇÕES ?

Felizmente, a resposta é SIM !

Ó Santa Bárbara,

que sois mais forte

que as torres das

fortalezas e a

violência dos

furacões, fazei que

os raios não me

atinjam, os trovões

não me assustem....

Oh Santa Bárbara,

rogai por nós. Amém.

O DESAFIO DE PROTEGER PESSOAS EM

AMBIENTES ABERTOS

NÃO É VIÁVEL A CONSTRUÇÃO DE SPDA’s

PARA PROTEÇÃO DE PESSOAS EM GRANDES

AMBIENTES ABERTOS !

ESTADO DA ARTE NA PROTEÇÃO DE PESSOAS EM AMBIENTES ABERTOS

• SISTEMAS DE PROTEÇÃO PREVENTIVOS DE ALERTA TAMBÉM CHAMADOS

TWS (THUNDERSTORM WARNING SYSTEMS)

• OS “TWS” PODEM SER DIVIDIDOS EM 2 TIPOS BÁSICOS:

1 – SISTEMA GLOBAL DE ALERTA QUE UTILIZA SATÉLITES, RADARES

METEREOLÓGICOS EM TERRA E UM CENTRO DE PROCESSAMENTO DE

DADOS. (INPE, CLIMATEMPO E OUTROS.)

2 – SISTEMA CUJO EQUIPAMENTO DE DETECÇÃO ESTÁ NO LOCAL A SER

MONITORADO.

CARACTERÍSTICAS DOS “TWS” REMOTOS

• São localizados geralmente longe do alvo monitorado;

• O aviso é enviado para o local monitorado através de telefone, celular ou e-mail;

• A precisão das informações depende da quantidade e qualidade dos dados

coletados;

• A precisão da informação para pequenos alvos é crítica (áreas menores que 10 X

10 km, ou seja, 100km2);

• Os consumidores pagam pelo serviço mensalmente.

“TWS” POR MONITORAMENTO LOCAL

• O equipamento de detecção é instalado no próprio local a ser monitorado;

• Pode ser comprado pelo usuário ou temporariamente alugado;

• Pode ser eventualmente instalado em veículo móvel para deslocamento

do mesmo;

• Deve atender à recente norma Norma IEC-62793 Ed.1, publicada em maio

de 2016, com o título: “Protection Against Lightning – Thunderstorm

WARNING Systems” , que foi derivada, com pequenas modificações, da

norma EN:50536:2011 de mesmo título.

BASES PARA O ENTENDIMENTO DA NORMA IEC 62793:

CARACTERIZAÇÃO DE UMA DESCARGA ATMOSFÉRICA

• A chamada “descarga atmosférica” nada mais é do que

uma descarga elétrica de grande intensidade que ocorre

na atmosfera, geralmente durante uma tempestade,

sendo a mais importante delas a “descarga nuvem-solo”.

• Em geral, por um processo eletrostático no interior da

nuvem, sua base fica com excesso de cargas negativas

e o seu topo com cargas positivas.

• A nuvem pode possuir até cerca de 10 km da sua base

para seu topo.

• Nas condições acima, forma-se na atmosfera entre a

base da nuvem e o solo, um campo elétrico que cresce

gradualmente com o carregamento das nuvens e chega

a atingir dezenas de kilovolts;

• Quando o campo elétrico é suficientemente intenso, a nuvem começa a

descarregar à terra. O caminho que esta descarga percorre pode ser

explicado resumidamente da seguinte forma:

Formação de um

líder descendente

Formação de um líder

ascendente e distância

de atração (d)

Corrente de

retorno (I)





Estágio 0Tempo normal

(céu limpo)

Estágio 1Carregamento das nuvens

Estágio 2Ocorrências da

1º descarga (geralmente intra-núvem)

Estágio 3Maturidade das

descargas

Estágio 4 Dissipação da tempestade

FASES DDE UMA TROVOADA


1 – Classificação dos detectores locais de descargas

atmosféricas

FSM: Field strength measurements;MDF: Magnetic direction finder; TOA: Time of arrival;

RFI: Interferometry; RF: Radio frequency signal strength measurements.

CONSIDERAÇÕES SOBRE O TWS LOCAL

Baseia-se na medição do :

Campo eletromagnético originado pelo raio;

ou

Campo elétrico gerado no local e proximidades.


• TWS local baseado apenas no campo eletromagnético, detectando a

presença da descarga atmosférica apenas após sua ocorrência;

• Fornece informação da distância de ocorrência do raio;

• Não é capaz de detectar as etapas iniciais da descarga atmosférica;

• Não é recomendado como ferramenta única de prevenção da descarga,

uma vez que a tempestade pode se formar diretamente sobre o local

monitorado.


Por outro lado:

• O TWS baseado na medição de campo elétrico local mede todas as

fases da evolução da tempestade;

• Fornece informações antecipadas a respeito da queda da descarga

atmosféricas;

• Pode ser usado como tomada de decisões antecipadas para retirada de

pessoas dos ambientes de risco.

TWS LOCAL:

TIPOS DE EQUIPAMENTOS QUE MEDEM CONTINUAMENTE

O CAMPO ELÉTRICO ATMOSFÉRICO

1 – MOINHOS DE CAMPO

Utiliza uma tecnologia antiga que mede o campo elétrico utilizando

equipamento rotativo (motor elétrico de corrente continua, escovas,

mancais, rolamentos etc);

A desvantagem desta tecnologia decorre da sua natureza mecânica, que

requerer manutenções frequentes para prevenir e corrigir falhas.

TWS LOCAL:



DETECTORES ELETROMECÂNICOS

2 – MEDIDOR DE CAMPO ELÉTRICO TOTALMENTE ELETRÔNICO

Equipamento completamente eletrônico sem partes móveis.

Trata-se, portanto, de uma tecnologia inovadora e maior confiabilidade.

TWS LOCAL:



TWS LOCAL:



SISTEMA COM DETECTORES TOTALMENTE ELETRÔNICOS

DESEMPENHO REQUERIDO PELOS DETECTORES

COM MEDIDOR DE CAMPO ELÉTRICO ATMOSFÉRICO

O DETECTOR DEVE:

- Disponibilizar informações antecipadas que permitam tomadas de decisão

antes da ocorrência de descargas atmosféricas na área monitorada;

- Auxiliar nas tomadas de decisões em situações que envolvam pessoas em

áreas abertas;

- Evitar importantes perdas materiais e danos nos seres vivos;

- Prevenir perdas de continuidade em operações e processos industriais;

- Funcionar como complemento às instalações de SPDA.



O DETECTOR DEVE:

• Permitir a detecção local na área de prevenção em um raio de 20 km em todos

os estágios da tempestade e ainda permitir uma margem de dezenas de minutos

para tomada de ações preventivas;

• Permitir a configuração dos seguintes níveis de alarme (valores recomendados

para aplicação inicial em qualquer instalação), que podem ser ajustados em

função da necessidade do usuário ou local de instalação:

Nível de AlarmeValor do Campo

ElétricoDescrição

Nível 0 < 3 kV/m Sem alerta

Nível 1 3 a 4 kV/m Alerta

Nível 2 4 a 7 kV/m Emergência

Tempestade > 7 kV/m Risco Máximo



O DETECTOR DEVE:

- Permitir a programação de ações automáticas quando da detecção de

riscos:

Enviar mensagens SMS;

Acionar alarme sonoro e/ou visual;

Ligar geradores;

Desligar equipamentos sensíveis.

- Possuir módulo eletrônico com saídas a relé de contato livre, as quais

possam ser utilizadas para acionar sistemas de alarmes sonoros e indicação

de falha de comunicação.



O DETECTOR DEVE:

Possuir software próprio que permita:

- Acessar os dados do console através da ethernet;

- Modificar a frequência de armazenamento de dados;

- Avisar falhas de comunicação entre sensor e terminal ou terminal e PC;

- Registrar dados históricos do campo elétrico;

- Analisar, a longo prazo, a evolução do campo elétricos e incidência de raios na

região;

- Comprovar a ativação do alarme para campos elétricos mantidos durante um

tempo suficiente

Zona Livre

Zona de Alerta

Zona Risco Intensa

Cam

po

Elé

tric

o

Zona de Alerta

Zona Risco Intensa

20:29 23:19

REGISTRO COMPARATIVO ENTRE DETECTOR LOCAL E SISTEMA GLOBAL

-10000

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

19:0

0:1

3

19:0

9:0

0

19:1

0:5

9

19:1

6:2

6

19:1

8:2

5

19:2

1:4

7

19:2

7:5

9

19:3

5:4

7

19:4

5:1

9

19:5

4:5

2

20:0

2:2

8

20:0

9:4

1

20:1

9:4

2

20:2

9:4

3

20:3

9:4

4

20:4

9:4

4

20:5

9:4

5

21:0

9:4

6

21:1

9:4

7

21:2

9:4

8

21:3

9:4

8

21:4

9:4

9

21:5

9:5

0

22:0

9:5

1

22:1

9:5

2

22:2

9:5

2

22:3

9:5

3

22:4

9:5

4

22:5

9:5

5

23:0

9:5

6

23:1

9:5

7

19:30

Zona Risco Moderada

Zona Risco Moderada

23:19

Alerta do Sistema global

Alerta do detector local19:00

19:00

20:20

RESULTADO DE MEDIÇÕES LOCAIS

• Os riscos oferecidos aos trabalhadores pelas descargas atmosféricas são

considerados como riscos elétricos e, portanto, regidos pela NR-10.

LEGISLAÇÃO APLICÁVEL AO CONTROLE DOS RISCOS

DEVIDOS A DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

• Prova disto é que, para o controle destes riscos, deve ser incluso no Prontuário

das Instalações Elétricas, conforme indicado no item 10.2.4, sub-item “b”,

“documentação das inspeções e medições do sistema de proteção contra

descargas atmosféricas e aterramentos elétricos.”


DEVIDOS À DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Por outro lado a NR-10, no seu item 10.1.2, afirma que a sua aplicação deve ser feita

“observando-se as Normas Técnicas Oficiais estabelecidas pelos Órgãos

Competentes e, na ausência ou omissão destas,

as Normas Internacionais cabíveis”.


DEVIDOS À DESCARGAS ATMOSFÉRICAS:

A Norma Regulamentadora NR 31 (que rege a segurança nas

atividades de agricultura, silvicultura, exploração florestal e

aquicultura), define as condições de trabalho e, entre elas, alguns

requisitos relacionados à queda de raios.) .Senão vejamos:



a) O empregador deverá interromper as atividades na ocorrência de condições

climáticas que comprometam a segurança do trabalhador (NR.31.31.15.1);

b) Deverá orientar aos seus empregados quanto aos procedimentos a serem

adotados na ocorrência de condições climáticas adversas (NR.31.31.19.1);

c) Deverá promover melhorias aos ambientes e as condições de trabalho, de forma

preservar o nível de segurança e saúde (NR.31.13.3.3).



Verifica-se, pois, que existem bases legais para aplicação imediata da

Norma Internacional IEC 62793 Ed.1

“Protection Against Lightning – Thunderstorm Detection Systems”,

recentemente publicada, para atender a proteção de pessoas contra descargas

atmosféricas em grandes ambientes abertos onde a instalação de SPDA”s seja

inviável economicamente ou impossível.

QUESTÕES JURÍDICAS

Vara de Origem 2ª Vara do Trabalho de Governador Valadares

Recorrido ARACRUZ CELULOSE SA

PLANTAR SA

Recorrente MARIA HELENA ANASTÁCIO E OUTRO

Responsabilidade

CivilDano Moral

Fato Aracruz e Plantar argüiram CASO FORTUITO

TRT não acatou a tese de CASO FORTUITO

.

.. restou comprovado que o autor, trabalhando em céu aberto, não foi orientado pela empresa

sobre técnicas de segurança na presença de intempéries. Assim, ao tentar se abrigar da

forte chuva, carregou a sua foice apoiada ao ombro, vindo a ser colhido, em razão deste

fato, por uma descarga elétrica atmosférica que ocasionou a sua morte. Desta forma, não

se há falar em caso fortuito como excludente de culpabilidade da empresa, eis que o acidente

poderia ter sido evitado se a empresa tivesse cuidado de repassar aos seus empregados regras

simples de segurança no trabalho

Resultado Arbitrou o dano moral em 80 salários mínimos para cada um (ARACRUZ E PLANTAR) e a

pensão mensal em favor da primeira reclamante (mãe do de cujus) no valor

correspondente a 58% do salário mínimo, acrescida do abano anual, devida a partir da

data do acidente, de forma vitalícia.

ALGUNS “CASES” ONDE A AUSÊNCIA DA DETECÇÃO ANTECIPADA

DE DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EM ÁREAS ABERTAS

RESULTOU EM TRAGÉDIAS

16 RESES MORRERAM APÓS SEREM ATINGIDAS POR UMA DESCARGA

ATMOSFÉRICA NO DISTRITO DE IBIAPORÃ, MUNICÍPIO DE NOVO MUNDO,

A 304 KM DE SALVADOR - BA

EM UMA PROPRIEDADE RURAL NO SUDOESTE DO ESTADO DO PARANÁ UMA

DESCARGA ATMOSFÉRICA DIZIMOU UM REBANHO COM CERCA DE 30 RESES

FUNCIONÁRIO DE UMA CONCESSIONÁRIA DE ÔNIBUS FOI ATINGIDO POR UMA

DESCARGA ATMOSFÉRICA NO PÁTIO DA GARAGEM DA EMPRESA ONDE

TRABALHAVA NA ZONA LESTE DE SÃO PAULO.

EMBORA TENHA SIDO SOCORRIDO, CHEGOU AO HOSPITAL JÁ SEM VIDA.

PRAIA DE ANGRA, RIO DE JANEIRO, DIA 01/02/2016:

UM BANHISTA FALECEU E MAIS 5 PESSOAS FICARAM FERIDAS

VITIMADAS POR UMA DESCARGA ATMOSFÉRICA

PRAIA DA ENSEADA, LITORAL DO ESTADO DE SÃO PAULO:

UMA TURISTA FOI ATINGIDA PELA QUEDA DE UM RAIO,

VINDO A FALECER INSTANTANEAMENTE.

VEJAM NESTA SEQUENCIA DE IMAGENS A EVOLUÇÃO DO OCORRIDO:

A TURISTA SE ENCAMINHA EM DIREÇÃO AO MAR.

OBSERVEM TODA SUA VITALIDADE E ALEGRIA...

ESTA FOTO FOI FEITA LOGO EM SEGUIDA, EXATAMENTE NO INSTANTE

EM QUE OCORRIA UMA DESCARGA ATMOSFÉRICA...

JÁ SEM VIDA, A VÍTIMA É REMOVIDA DO LOCAL...

DURANTE UMA RAVE REALIZADA NA CIDADE DE SÃO TOMÉ DAS LETRAS - MG,

UM UNIVERSITÁRIO FOI ATINGIDO FATALMENTE POR UMA DESCARGA

ATMOSFÉRICA QUANDO PERMANECIA NO INTERIOR DE SUA BARRACA.

QUATRO OUTRAS PESSOAS FICARAM FERIDAS.

VEJAM NESTA SEQUENCIA DE IMAGENS A EVOLUÇÃO DO OCORRIDO:

PARTICIPANTES CHEGAM AO ACAMPAMENTO...

ORGANIZAÇÃO DO ACAMPAMENTO...

ORGANIZAÇÃO DO ACAMPAMENTO...

UMA TEMPESTADE SE APROXIMA DO LOCAL...

A TEMPESTADE ATINGE GRANDES NÍVEIS DE INTENSIDADE...

SEGUE-SE A OCORRÊNCIA DE INÚMERAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS...

FATALMENTE, UMA DESCARGA ATMOSFÉRICA LEVA AO O ÓBITO UM DOS

PARTICIPANTES NO INTERIOR DA SUA TENDA ...

OS PARTICIPANTES EM FUGA APÓS A TRÁGICA OCORRÊNCIA...

“Não há dispositivos ou métodos capazes de modificar

os fenômenos climáticos naturais a ponto de se

prevenir a ocorrência de descargas atmosféricas. As

descargas ... são perigosas às pessoas. Portanto,

medidas de segurança contra descargas atmosféricas

devem ser consideradas”

Introdução à NBR 5419-1

A SENIOR ENGENHARIA agradece à

APLICACIONES TECNOLOGICAS o apoio por ela dado

para a realização deste evento.

MUITO OBRIGADO A TODOS!

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PROTEÇÃO DE PESSOAS CONTRA DESCARGAS … · • Risco anual tolerável pela norma brasileira 5419-2015 e IEC-2010: 1 em 100000 = 10-5 • Cálculo do risco em um ambiente qualquer: