Análise do gerenciamento de risco

12 mar Análise do gerenciamento de risco

Postado em 10:54h em Artigos por Victor Luiz Merlin 1 Comentário

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A análise do gerenciamento de risco de estruturas devido às descargas atmosféricas é um tema complexo e que muitas pessoas acabam cometendo erros. A norma regente ABNT NBR 5419-2015 apresenta uma metodologia de cálculo de difícil entendimento.

Este artigo tem por finalidade fornecer o procedimento para a avaliação de tais riscos, conforme a norma regente ABNT NBR 5419-2015, porém com uma sequência de cálculo mais didática, para que ninguém mais encontre problemas durante a execução dessa análise. Uma vez que o limite tolerável do risco for escolhido, o procedimento apresentado a seguir permite a escolha das medidas de proteção adequadas para manter o risco nos patamares legais.

A NBR 5419-2015 define como medidas de Proteção o Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas – SPDA – e as Medidas de Proteção contra Surto – MPS.

Esta norma, provê os requisitos para proteção de estrutras contra danos físicos por meio de um SPDA – Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas – e a proteção de seres vivos contra lesões causadas pelas tensões de toque e de passo nas vizinhanças do SPDA. Além da proteção dos sistemas elétricos e eletrônicos, visando uma diminuição na falha desses equipamentos após uma descarga elétrica

O risco, de acordo com a norma, é definido como a provável perda média anual em uma estrutura devido às descargas atmosféricas, que dependem de 3 principais fatores:

O número anual de descargas atmosféricas que influenciam na estrutura
A probabilidade de dano por uma descarga atmosférica
A quantidade média de perdas causadas.

As descargas atmosféricas podem ser dividas em:

Descargas diretas na estrutura
Descargas próximas a estrutura, direto nas linhas conectadas (linhas de energia ou de telecomunicações) ou próxima a essas linhas.

O sistema de proteção contra as descargas atmosféricas incluí os sistemas externos e internos a edificação e seus conteúdos, assim como as pessoas. Em geral é constituído por SPDA e MPS.

O SPDA é o sistema utilizado para reduzir danos físicos a estrutura devido as descargas atmosféricas. Já a MPS são medidas tomadas para proteger os sistemas internos, e seus conteúdos, contra os defeitos dos pulsos eletromagnéticos em virtude das descargas atmosféricas.

Para a definição das medidas a serem tomadas em relação a proteção contra descargas elétricas, é realizada a análise de risco, que deve ser realizada por profissionais capacitados e experientes.

Cada análise é única, mesmo em edificações semelhantes, haverá características distintas que influenciam para o gerencimaneto de risco, o que o torna sempre necessário.

Porém como realizar a análise de risco? Continue lendo que iremos detalhar os procedimentos e cálculos e também, ao final, teremos nossa calculadora para auxiliá-los nessas análises.

Gerenciamento de Risco

O primeiro passo para realizar uma análise de risco correta é efetuar um levantamento dos dados relevantes e características do local tais como:

Quantidade de pessoas que transita pela edificação
Densidade de descargas atmosféricas para a terra (1/km² /ano) [N_G]
Dimensões da estrutura (m) [L, W, H]
Nível do DPS na instalação (P_EB)
Conteúdo da edificação
Medidas de proteção contra descargas atmosféricas adotadas
Medidas de proteção contra surto
Linhas de potência ou de telecomunicações próximas
Medidas de prevenção e Combate a Incêndios existentes na edificação

Uma vez que tenhamos os dados da edificação, podemos iniciar nossa análise de risco seguindo os passos a seguir:

Etapa 1: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Risco de ferimento a seres vivos por tensão de passo e toque (RA)

Para o cálculo de risco devido às descargas na estrutura precisamos seguir os seguintes passos:

Determinar o comprimento (L) largura (W) e altura (H) da edificação e calcular a área de exposição equivalente de acordo com a expressão abaixo:

$A_{D}=L\times W+2\times (3\times H)\times (L+W)+\pi \times (3\times H)^{2}$

Definição do fator de localização da estrutura (C_D) conforme a tabela abaixo

Tabela 1 – Fator de localização da estrutura C_DFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Definir os valores de probabilidade P_TA de uma descarga a uma estrutura causar choque a seres vivos devido a tensões de toque e passo perigosas, conforme a tabela abaixo:

Tabela 2 – Valores de probabilidade P_TA
Fonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Definir a probabilidade P_B de uma descarga a uma estrutura causar danos físicos, de acordo com a tabela abaixo

Tabela 3 – Valores de probabilidade P_Bdependendo das medidas de proteção para reduzir danos físicosFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcular a probabilidade P_A de uma descarga à estrutura irá causar ferimentos a seres vivos por meio de choque elétrico, definida pela equação abaixo:

$P_{A}= P_{TA}\times P_{TB}$

Defina o número relativo médio típico de vítimas feridas por choque elétrico (D1) devido a um evento perigoso, conforme a tabela abaixo:

Tabela 4 – Valores do número relativo médio típico de vítimas feridas por choque elétricoFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o fator de redução da perda de vida humana dependendo do tipo do solo ou piso de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 5 – Fator de redução r_t em função do tipo da superfície do solo ou pisoFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o número de pessoas na zona (nz), número total de pessoas na estrutura (nt) e tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, em horas por ano (tz)
Calcule a perda relacionada aos ferimentos a seres vivos por choque elétrico de acordo com a equação a seguir:

$L_{A} = r_{t}\times\times L_{T}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

Defina a densidade de descargas atmosféricas por km² por ano (NG)
Calcule o número de eventos perigosos (ND) para a estrutura conforme a fórmula abaixo:

$N_{D} = N_{G}\times A_{D}\times C_{D}\times 10^{-6}$

Por fim, calcule a componente relacionada a ferimentos a seres vivos por choque elétrico de acordo com a expressão abaixo:

$R_{A} = N_{D}\times P_{A}\times L_{A}$

Etapa 2: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Componente relacionado a danos físicos (RB)

Para o cálculo de risco das descargas na estrutura, considerando os danos físicos, devemos seguir os seguintes passos:

Defina o número relativo médio típico de vítimas feridas por danos físicos, conforme a tabela abaixo (D2):

Tabela 6 – Valores do número relativo médio típico de vítimas feridas por choque elétricoFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o fator de redução da perda devido a danos físicos dependendo do risco de incêndio ou do risco de explosão da estrutura de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 7 – Fator de redução r_f em função do risco de incêndio ou explosão na estruturaFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o fator (r_p) de redução da perda devido a danos físicos dependendo das providências tomadas para reduzir as consequências do incêndio a partir da tabela a seguir:

Tabela 8 – Fator de redução r_p em função das providências tomadas para reduzir as consequências de um incêndioFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Obs: Para estruturas que possuem risco de explosão, considera-se r_p = 1 para todos os casos.

Defina o fator de aumento da perda (h_z) devido a danos físicos quando um perigo especial estiver presente, conforme a tabela abaixo:

Tabela 9 – Fator h_z aumentando a quantidade relativa de perda na presença de um perigo especialFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Uma vez definidos esses valores é possível calcular o a perda em uma estrutura relacionada a danos físicos L_B de acordo com a equação a seguir:

$L_{B} = r_{p}\times r_{f}\times h_{z}\times L_{F}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

Por fim é possível calcular a componente relacionada a danos físicos (R_B) de acordo com a ABNT – NBR 5419 (2015) da seguinte maneira

$R_{B} = N_{D}\times P_{B}\times L_{B}$

Etapa 3: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Componente relacionado à falha de sistemas internos (RC)

Para o cálculo de risco das descargas na estrutura, considerando as falhas dos sistemas internos, devemos seguir os seguintes passos

Defina o valor do P_SPD que depende do sistema coordenado de DPS e do nível de proteção contra descargas atmosféricas (NP) para o qual os DPS foram projetados. Tais valores estão dispostos na tabela abaixo.

Tabela 10 – Valores de probabilidade de P_SPD em função do NP para o qual os DPS foram projetadosFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

NOTA 1 – Os valores de P_SPDpodem ser reduzidos para os DPS que tenham características melhores de proteção (maior corrente nominal I_N, menor nível de proteção U_P etc.) comparados com os requisitos definidos para NP I nos locais relevantes da instalação.

Defina os valores dos fatores que dependem da blindagem, aterramento e condições de isolação da linha para descargas atmosféricas na linha (C_LD) ou próximas a linha (C_LI), conforme a tabela a seguir.

Tabela 11 – Valores dos fatores C_LD e C_LI dependendo das condições de blindagem, aterramento e isolamentoFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcule a probabilidade (P_C) de falhas em sistemas. O cálculo de PC deve ser realizado levando em consideração o nível de proteção contra descargas atmosféricas para qual os DPS, da linha de energia e de telecom, foram projetados, dessa forma:

$P_{C/E} = P_{SPD/E}\times C_{LD/E}$

$P_{C/T} = P_{SPDT}\times C_{LD/T}$

$P_{C} = 1-(1- P_{C/E})\times (1- P_{C/T})$

Defina o valor do número (L_O) relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento perigoso

Tabela 12 – Valores do número relativo médio típico de vítimas feridas por falha de sistemas internosFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

A partir dos dados dos passos anteriores é possível o cálculo da perda relacionada à falha dos sistemas internos (L_C) devido a descargas na estrutura de acordo com a equação abaixo:

$L_{C} = L_{O}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

Onde:

L_O = Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento perigoso

n_z = Número de pessoas na zona

n_t = Número total de pessoas na estrutura

t_z = Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, expresso em horas por ano

Por fim calcula-se a componente de risco relacionado à falha de sistemas internos devido a descargas na estrutura de acordo com a expressão abaixo:

$R_{C} = N_{D}\times P_{C}\times L_{C}$

Onde:

N_D = Número de eventos perigosos para a estrutura

P_C= Probabilidade de falhas em sistemas

L_C= Perda relacionada a falha de sistemas internos

Etapa 4: Análise dos componentes de risco devido às descargas próximas da estrutura – Componente relacionado à falha de sistemas internos (RM)

A análise da componente de risco de falha nos sistemas internos devido às descargas próximas da estrutura é separada em duas análises. A primeira é em relação a linha de energia (RM/P) a segunda leva em consideração a linha de telecomunicações (RM/T).

Para o cálculo da componente de risco das descargas próximas da estrutura, considerando a componente relacionada as falhas dos sistemas internos, devemos seguir os seguintes passos

Calcule o valor do P_MS conforme a expressão a seguir:

$P_{MS} = (K_{S1}\times K_{S2}\times K_{S3}\times K_{S4})^{2}$

Onde:

K_S1 = Leva em consideração a eficiência da blindagem por malha da estrutura, SPDA ou outra blindagem na interface da zona de proteção

K_S2 = Leva em consideração a eficiência da blindagem por malha de blindagem interna a estrutura na interface da zona de proteção

K_S3 = Leva em consideração as características da fiação interna

K_S4 = Leva em consideração a tensão suportável de impulso do sistema a ser protegido.

Dentro de uma zona de proteção, em uma distância de segurança do limite da malha, no mínimo igual à largura da malha w_m, os fatores K_S1 e K_S2 para o SPDA ou blindagem tipo malha espacial, podem ser definidos como:

$K_{S1} = 0,12\times w_{m1}$

$K_{S2} = 0,12\times w_{m2}$

Onde:

w_m1e w_m2são as larguras da blindagem em forma de grade, ou dos condutores de descidas do SPDA tipo malha ou o espaçamento entre as colunas metálicas da estrutura, ou o espaçamento entre as estruturas de concreto armada atuando como um SPDA natural.

Obs: Os valore de K_S1 e K_S2são limitados a 1. Para uma análise mais conservadora utiliza-se K_S1 e K_S2 igual a um.

Para definir o valor do fator K_S3 utiliza-se a tabela abaixo:

Tabela 13 – Valores do fator K_S3 dependendo da fiação internaFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

O fator K_S4 é definido como:

$K_{S4} = \frac{1}{ U_{W} }$

Onde:

U_W= Tensão suportável nominal de impulso do sistema a ser protegido, expressa em quilovolts (kV)

Obs: Usualmente utiliza-se o valor de tensão suportável nominal do cabo de energia igual a 2,5 kV e o de Telecom igual a 1,5 kV. O valor máximo de K_S4 é limitado a 1.

Após calculado o valor de P_MSe calculado o valor de P_SPDna etapa anterior, calcula-se a probabilidade de falhas em sistemas (P_M) de acordo com a equação abaixo:O cálculo de PM deve ser realizado levando em consideração o nível de proteção contra descargas atmosféricas para qual os DPS, da linha de energia e de telecom, foram projetados, dessa forma:

$P_{M/E} = P_{SPD/E}\times P_{MS/E}$

$P_{M/T} = P_{SPD/T}\times P_{MS/T}$

$P_{M} = 1-(1- P_{M/E})\times (1- P_{M/T})$

Calcule a área de exposição equivalente de descargas que atingem perto da estrutura, expressa em metro quadrado (m²) .A área de exposição equivalente (A_M) que se estende a uma linha localizada a uma distância de 500 m do perímetro da estrutura é definida por:

$A_{M}=2\times 500\times (L+W)+\pi \times (500)^{2}$

Onde:

L = Comprimento da edificação (m)

W = Largura da edificação (m)

Calcule a avaliação do número médio anual de eventos perigosos (N_M) devido a descargas perto da estrutura conforme a expressão abaixo:

$N_{M}= N_{G}\times A_{M} \times (10)^{-6}$

Onde:

N_G = Densidade de descargas atmosféricas para a terra (1/km²/ano)

A_M = Área de exposição equivalente de descargas que atingem perto da estrutura, expressa em metro quadrado (m²).

Por fim, a componente de risco relacionado à falha dos sistemas internos devido a descargas próximas a estrutura (RM) será:

$R_{M}= N_{M}\times P_{M} \times L_{M}$

Etapa 5: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a ferimentos a seres vivos por choque elétrico (RU)

A análise da componente relacionada a ferimentos a seres vivos por choque elétrico é dividida em duas abordagens, a primeira leva em conta a linha de energia (RU/P) e a segunda leva em consideração a linha de telecomunicação (RU/T).

Para o cálculo da componente relacionada a ferimentos a seres vivos por choque elétrico, devemos seguir os seguintes passos:

Defina o fator (C_I) de instalação da linha de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 14 – Fator de instalação da linha C_IFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o fator tipo de linha (C_T) conforme com a tabela abaixo:

Tabela 15 – Fator tipo de linha C_TFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o fator ambiental (C_E) acordo com a tabela abaixo:

Tabela 16 – Fator ambiental da linha C_EFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcule a área de exposição equivalente de descargas (A_L) que atingem a linha, expressa em metro quadrado (m²), conforme a expressão abaixo:

$A_{L}= 40\times L_{L}$

Onde:

L_L = comprimento da linha em metros (m). Caso o comprimento seja desconhecido, considere L_L igual a mil metros.

Calcule o número médio anual de eventos perigosos (N_L) devido a descargas na linha, de acordo com a equação a seguir:

$N_{L} = N_{G}\times A_{L} \times C_{I}\times C_{E}\times C_{T}\times 10^{-6}$

Onde:

N_G = Densidade de descargas atmosféricas para a terra (1/km²/ano)

A_L = Área de exposição equivalente de descargas que atingem a linha

C_I = Fator de instalação da linha

C_E = Fator ambiental da linha

C_T = Fator de tipo da linha

Calcule a área de exposição equivalente da estrutura adjacente (A_DJ) de acordo com a expressão a seguir:

$A_{DJ}=L_{J}\times W_{J}+2\times (3\times H_{J})\times (L_{J}+W_{J})+\pi \times (3\times H_{J})^{2}$

Onde:

L_J = Comprimento da estrutura adjacente

W_J = Largura da estrutura adjacente

H_J = Altura da estrutura adjacente

Defina, a partir da tabela abaixo, qual o fator de localização (C_DJ) da estrutura adjacente

Tabela 17 – Fator de localização da estrutura C_DJFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcule o número de eventos perigosos para a estrutura adjacente de acordo com a equação abaixo:

$N_{DJ} = N_{G}\times A_{DJ} \times C_{DJ}\times C_{T}\times 10^{-6}$

Onde:

N_G = Densidade de descargas atmosféricas para a terra (1/km² x ano)

A_DJ = Área de exposição equivalente da estrutura adjacente

C_DJ = Fator de localização da estrutura adjacente

C_T = Fator de tipo da linha

Defina o valor da probabilidade (P_TU) de uma descarga em uma linha que adentre a estrutura causar choque a seres vivos devido a tensões de toque perigosas, de acordo com a tabela a seguir:

Tabela 18 – Valores da probabilidade P_TUde uma descarga em uma linha adentre a estrutura causar choque a seres vivos devido a tensões de toque perigosasFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina o valor da probabilidade (P_EB) em função do nível de proteção contra descargas atmosféricas (NP) para o qual os DPS foram projetados, de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 19 – Valores de probabilidade de P_EB em função do NP para o qual os DPS foram projetadosFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Defina os valores da probabilidade (P_LD) dependendo da resistência (R_S) da blindagem do cabo e da tensão suportável de impulso (U_W) do equipamento, de acordo com a tabela a seguir:

Tabela 20 – Valores da probabilidade P_LD dependendo da resistência R_S da blindagem do cabo e da tensão suportável de impulso U_W do equipamentoFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcule a probabilidade (P_U) de ferimentos de seres vivos por choque elétrico devido a descargas perto da linha conectada. O valor de P_U é dado pelo produto:

$P_{U} = P_{TU}\times P_{EB} \times P_{LD}\times C_{LD}$

Onde:

P_TU = Probabilidade de uma descarga em uma linha adentrar na estrutura e causar choques a seres vivos por tensões de toque e passo

P_EB = Probabilidade em função do nível de proteção para o qual os DPS foram projetados

P_LD = Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga na linha conectada

C_LD = Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação da linha. Ver Tabela 11

Calcule a perda relacionada a ferimentos de seres vivos por choque elétrico (L_U), devido a descargas na linha, de acordo com a expressão abaixo

$L_{U} = r_{t}\times L_{Z}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

L_T = Número relativo médio típico de vítimas por choque elétrico. Ver Tabela 4

n_z = Número de pessoas na zona

n_t = Número total de pessoas na estrutura

t_z = Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, expresso em horas por ano

r_t = Fator de redução da perda de vida humana dependendo do tipo do solo ou piso. Ver Tabela 5

Essa análise deve ser feita para a linha de energia e também para a linha de telecomunicação. Calcule os componentes de risco relacionado a ferimentos a seres vivos devido a descargas na linha de energia (R_U/P) e na linha de telecomunicação (R_U/T) de acordo com as expressões abaixo:

$R_{U/P}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{U} \times L_{U}$

$R_{U/T}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{U} \times L_{U}$

Por fim, a componente de risco relacionado a ferimentos a seres vivos devido a descargas na linha será a soma da componente da linha de energia com a de telecomunicações, portanto:

$R_{U}= R_{U/P} + R_{U/T}$

Etapa 6: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a danos físicos (RV)

A análise da componente relacionada a ferimentos a danos físicos devido a descargas na linha é dividida em duas abordagens, a primeira leva em conta a linha de energia (RV/P) e a segunda leva em consideração a linha de telecomunicação (RV/T).

Para o cálculo da componente relacionada a danos físicos, devemos seguir os passos a seguir:

Calcule a probabilidade (P_V) de danos físicos à estrutura causados por descargas na linha, de acordo com a expressão abaixo:

$P_{V} = P_{EB}\times P_{LD} \times C_{LD}$

Onde:

P_EB = Probabilidade em função do nível de proteção para o qual os DPS foram projetados. Ver Tabela 19

P_LD = Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga na linha conectada. Ver Tabela 20

C_LD = Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação da linha. Ver Tabela 11

Calcule a perda (L_V) em uma estrutura devido a danos físicos causados por uma descarga na linha conectada, de acordo com a equação a seguir:

$L_{V} = r_{p}\times r_{f}\times h_{z}\times L_{F}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

Onde:

r_p = Fator de redução da perda devido a danos físicos dependendo das providências tomadas para reduzir as consequências do incêndio. Ver Tabela 8

r_f = Fator de redução da perda devido a danos físicos dependendo do risco de incêndio ou do risco de explosão da estrutura. Ver Tabela 7

h_z = Fator de aumento da perda devido a danos físicos quando um perigo especial estiver presente. Ver Tabela 9

L_F = Número relativo médio típico de vítimas por danos físicos. Ver Tabela 6

n_z = Número de pessoas na zona

n_t = Número total de pessoas na estrutura

t_z = Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, expresso em horas por ano

Obs: O valor de L_V é igual ao valor de L_B

Essa análise deve ser feita para a linha de energia e também para a linha de telecomunicação. Calcule os componentes de risco relacionado a danos físicos devido a descargas na linha de energia (R_V/P) e na linha de telecomunicação (R_V/T) de acordo com as expressões abaixo:

$R_{V/P}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{V} \times L_{V}$

$R_{V/T}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{V} \times L_{V}$

Onde:

N_L = Número médio anual de eventos perigosos devido a descarga na linha

N_DJ = Número de eventos perigosos para a estrutura adjacente

P_V = Probabilidade de danos físicos à estrutura causados por descargas na linha

L_V = Perda em uma estrutura devido a danos físicos causados por uma descarga na linha conectada

Por fim, a componente de risco relacionado a danos físicos devido a descargas na linha será a soma da componente da linha de energia com a de telecomunicações, portanto:

$R_{V}= R_{V/P} + R_{V/T}$

Etapa 7: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a falha em sistemas internos (RW)

A análise da componente relacionada a falha em sistemas internos devido a descargas na linha é dividida em duas abordagens, a primeira leva em conta a linha de energia (RW/P) e a segunda leva em consideração a linha de telecomunicação (RW/T).

Para o cálculo da componente relacionada a falhas em sistemas internos, devemos seguir os passos a seguir:

Calcule a probabilidade (P_W) de falha de sistemas internos causados por descargas na linha, de acordo com a expressão abaixo:

$P_{W} = P_{SPD}\times P_{LD} \times C_{LD}$

Onde:

P_SPD = Probabilidade de reduzir P_C, P_M, P_W e P_Z, quando um sistema coordenado de DPS está instalado. Ver Tabela 10

P_LD = Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga na linha conectada. Ver Tabela 20

C_LD = Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação da linha. Ver Tabela 11

Calcule a perda (L_W) devido à falha de sistemas internos causada por descargas na linha, de acordo com a equação a seguir:

$L_{W} = L_{O}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

L_o = Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento perigoso. Ver Tabela 12

n_z = Número de pessoas na zona

n_t = Número total de pessoas na estrutura

t_z = Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, expresso em horas por ano

Obs: O valor de L_W é igual ao valor de L_C

Essa análise deve ser feita para a linha de energia e também para a linha de telecomunicação. Calcule os componentes de risco relacionado a falha dos sistemas internos devido a descargas na linha de energia (R_W/P) e na linha de telecomunicação (R_W/T) de acordo com as expressões abaixo:

$R_{W/P}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{W} \times L_{W}$

$R_{W/T}= (N_{L} + N_{DJ})\times P_{W} \times L_{W}$

Onde:

N_L = Número médio anual de eventos perigosos devido a descarga na linha

N_DJ = Número de eventos perigosos para a estrutura adjacente

P_W = Probabilidade de falha de sistemas internos causados por descargas na linha

L_W = Perda devido à falha de sistemas internos causados por uma descarga na linha conectada

Por fim, a componente de risco relacionado a falha dos sistemas internos devido a descargas na linha será a soma da componente da linha de energia com a de telecomunicações, portanto:

$R_{W}= R_{W/P} + R_{W/T}$

Etapa 8: Análise dos componentes de risco devido às descargas perto da linha – Componente relacionado a falha em sistemas internos (RZ)

A análise da componente relacionada a falha em sistemas internos devido a descargas próximas a linha é dividida em duas abordagens, a primeira leva em conta a linha de energia (RZ/P) e a segunda leva em consideração a linha de telecomunicação (RZ/T).

Para o cálculo da componente relacionada a falhas em sistemas internos, devemos seguir os passos a seguir:

Defina o valor da probabilidade (P_LI) de falha de sistemas internos devido a uma descarga perto da linha conectada dependendo das características da linha e dos equipamentos, de acordo com a tabela abaixo:

Tabela 21 – Valores da probabilidade P_LI dependendo do tipo da linha e da tensão suportável de impulso U_W dos equipamentosFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Calcule a probabilidade (P_Z) de falha de sistemas internos causados por descargas próximas a linha, de acordo com a expressão abaixo:

$P_{Z} = P_{SPD}\times P_{LI} \times C_{LI}$

Onde:

P_SPD = Probabilidade de reduzir P_C, P_M, P_W e P_Z, quando um sistema coordenado de DPS está instalado. Ver Tabela 10

P_LI = Probabilidade de falha de sistemas internos devido a uma descarga perto linha conectada.

C_LI = Fator que depende da blindagem, do aterramento e das condições da isolação da linha. Ver Tabela 11

Calcule a perda (L_Z) devido à falha de sistemas internos causada por descargas perto da linha, de acordo com a equação a seguir:

$L_{Z} = L_{O}\times \frac{n_{z}}{n_{t}} \times \frac{t_{z}}{8760}$

L_o = Número relativo médio típico de vítimas por falha de sistemas internos devido a um evento perigoso. Ver Tabela 12

n_z = Número de pessoas na zona

n_t = Número total de pessoas na estrutura

t_z = Tempo, durante o qual as pessoas estão presentes na zona, expresso em horas por ano

Obs: O valor de L_Z é igual ao valor de L_C

Calcule a área de exposição (A_I) equivalente de descargas para a terra perto da linha, expressa em metro quadrado (m²) e definida por:

$A_{I} = 4000\times L_{L}$

Onde:

L_L = Comprimento da seção da linha, expresso em metros (m).

Calcule o número (N_I) de sobretensões de amplitude não inferior a 1 kV(1/ano) na seção da linha, conforme a expressão a seguir:

$N_{I} = N_{G}\times A_{I} \times C_{I}\times C_{E}\times C_{T} \times 10^{-6}$

Onde:

N_G = Densidade de descargas atmosféricas para a terra (1/km²/ ano)

A_I = Área de exposição equivalente de descargas próximas a linha

C_I = Fator de instalação da linha. Ver Tabela 14

C_E = Fator ambiental da linha. Ver Tabela 16

C_T = Fator de tipo da linha. Ver Tabela 15

Essa análise deve ser feita para a linha de energia e também para a linha de telecomunicação. Calcule os componentes de risco relacionado a falha dos sistemas internos devido a descargas perto da linha de energia (R_Z/P) e na linha de telecomunicação (R_Z/T) de acordo com as expressões abaixo:

$R_{Z/P} = N_{I}\times P_{Z} \times L_{Z}$

$R_{Z/T} = N_{I}\times P_{Z} \times L_{Z}$

Onde:

N_I = Número de sobretensões de amplitude não inferior a 1 kV(1/ano) na seção da linha

P_Z = Probabilidade de falha de sistemas internos causados por descargas perto da linha

L_Z = Perda devido à falha de sistemas internos causados por uma descarga perto da linha conectada

Por fim, a componente de risco relacionado a falha dos sistemas internos devido a descargas perto da linha será a soma da componente da linha de energia com a de telecomunicações, portanto:

$R_{Z}= R_{Z/P} + R_{Z/T}$

Etapa 9: Cálculo das perdas econômica (L4)

O valor de perda para cada zona pode ser determinado de acordo com a Tabela 22 abaixo, considerando que:

Perda de valores econômicos é afetada pelas características da zona. Estas levam em consideração os fatores de redução (r_t, r_p, r_f);
O valor máximo da perda devido a danos na zona deve ser reduzido pela relação entre o valor relevante na zona versus o valor total (c_t) da estrutura completa (animais, edificação, conteúdo e sistemas internos incluindo suas atividades). O valor relevante da zona depende do tipo de dano:

– D1 (ferimentos de animais devido a choque): c_a + c_b + c_s (total de todos os valores);

– D2 (danos físicos): c_a + c_b + c_c + c_s (total de todos valores);

– D3 (falha de sistemas internos): c_s (valor dos sistemas internos e suas atividades).

Tabela 22 – Tipo de perda L4: valores de perda de cada zonaFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Onde:

L_T = é o valor relativo médio típica de todos valores danificados por choque elétrico devido a um evento perigoso. Ver Tabela 23

L_F = é o valor relativo médio típico de todos os valores atingidos pelos da pelos danos físicos devido a um evento perigoso. Ver Tabela 23

L_O = é o valor relativo médio típico de todos os valores danificados pela falha de sistemas internos devido a um evento perigoso. Ver Tabela 23

r_t = ´um fator de redução da perda de animais dependendo do tipo do solo ou piso.

r_p = é um fator de redução da perda devido a dano físicos dependendo das providências tomadas para reduzir as consequências de incêndio. Ver Tabela 8

r_f = é um fator de redução da perda devido a danos físicos dependendo do risco de incêndio ou do risco de explosão na estrutura. Ver tabela 7

c_a = é o valor dos animais na zona

c_b = é o valor da edificação relevante à zona

c_c = é o valor do conteúdo da zona

c_s = é o valor dos sistemas internos incluindo suas atividades na zona

c_t = é o valor total da estrutura (soma de todas as zonas para animais, edificação, conteúdo e sistemas internos incluindo suas atividades).

Caso não possua os valores econômicos nas zonas, as relações ca/ct, (ca+cb+cc+cs)/ct e cs/ct, presentes na Tabela 22, devem ser consideradas unitárias.

Tabela 23 – Tipo de perda L4: valores médios típicos de L_T, L_F e L_OFonte: ABNT – NBR 5419 (2015)

Etapa 10: Cálculo das componentes de risco

Para o cálculo das componentes de risco a serem considerados para cada tipo de perda na estrutura, segue-se os passos a seguir:

Calcule o risco (R₁) de perda de vida humana da seguinte forma:

$R_{1} = R_{A}+ R_{B}+ R_{C}+ R_{M}+ R_{U}+ R_{V}+ R_{W}+ R_{Z}$

Obs: Para estruturas sem riscos de explosão, hospitais ou outras estruturas que as falhas dos sistemas internos possam pôr em perigo a vida humana, os índices R_C, R_M, R_W e R_Z são nulos.

Calcule o risco (R₂) de perdas de serviço público a partir da expressão a seguir:

$R_{2} = R_{B}+ R_{C}+ R_{M}+ R_{V}+ R_{W}+ R_{Z}$

Calcule o risco (R₃) de perdas de serviço de patrimônio cultural, definido pela equação a seguir:

$R_{3} = R_{B}+R_{V}$

Calcule o risco (R₄) de perdas de valor econômico a partir da expressão abaixo:

O cálculo das perdas LA, LB, LC, LM, LU, LV, LW e LZ devem ser calculados de acordo com as fórmulas presentes na Tabela 22

$R_{4} = R_{A}+ R_{B}+ R_{C}+ R_{M}+ R_{U}+ R_{V}+ R_{W}+ R_{Z}$

Obs: Para propriedades onde não há risco de perdas de animais, os índices R_A e R_U são iguais a zero.

Compare o valor dos riscos calculados acima com o risco tolerável (R_T) da tabela abaixo:

Tabela 24 – Valores típicos de risco tolerável R_TFonte: ABNT – NBR 5419 (2015) – Adaptado

Se o risco calculado for igual ou inferior ao risco tolerável (R ≤ R_T), a proteção contra descarga atmosférica não é necessária

Caso o risco calculado for superior ao risco tolerável (R>R_T), medidas de proteção devem ser adotadas no sentido de reduzir todos os riscos aos quais a estrutura está sujeito de modo que a condição (R ≤ R_T) seja satisfeita.

12 mar Análise do gerenciamento de risco

Gerenciamento de Risco

Etapa 1: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Risco de ferimento a seres vivos por tensão de passo e toque (RA)

Etapa 2: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Componente relacionado a danos físicos (RB)

Etapa 3: Análise dos componentes de risco devido às descargas na estrutura – Componente relacionado à falha de sistemas internos (RC)

Etapa 4: Análise dos componentes de risco devido às descargas próximas da estrutura – Componente relacionado à falha de sistemas internos (RM)

Etapa 5: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a ferimentos a seres vivos por choque elétrico (RU)

Etapa 6: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a danos físicos (RV)

Etapa 7: Análise dos componentes de risco devido às descargas na linha – Componente relacionado a falha em sistemas internos (RW)

Etapa 8: Análise dos componentes de risco devido às descargas perto da linha – Componente relacionado a falha em sistemas internos (RZ)

Etapa 9: Cálculo das perdas econômica (L4)

Etapa 10: Cálculo das componentes de risco

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