Tipos de SPDA: Franklin, gaiola de Faraday e esfera rolante

Franklin, gaiola de Faraday e esfera rolante: como funciona cada método de captação do SPDA, onde se aplica e como o nível de proteção define a escolha.
Entre os tipos de SPDA, o sistema Franklin utiliza captores instalados no alto das edificações para proteção contra descargas atmosféricas.

Os tipos de SPDA mais citados são, na verdade, os três métodos de posicionar a captação: o ângulo de proteção (Franklin), as malhas (gaiola de Faraday) e a esfera rolante.

Todos estão previstos na ABNT NBR 5419-3 e podem ser combinados no mesmo projeto. A escolha depende do formato, da altura da edificação e do nível de proteção exigido.

Cada método possui aplicações e limitações próprias, que influenciam sua adequação às características da estrutura.

O Franklin atende melhor edificações de geometria simples, enquanto as malhas são utilizadas principalmente em coberturas extensas.

Já a esfera rolante permite avaliar pontos expostos em construções altas ou irregulares.

A definição cabe ao projetista, após a análise de risco, que estabelece o nível de proteção necessário.

O sistema completo, com descidas e aterramento, está explicado no guia sobre o que é SPDA.

Quais são os 3 tipos de SPDA?

Os três métodos são o ângulo de proteção (Franklin), as malhas (Faraday) e a esfera rolante, também chamada de método eletrogeométrico.

Todos servem para definir a posição dos captores, e a norma permite utilizar mais de um na mesma estrutura.

Segundo o material didático da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), sobre a NBR 5419-3, as malhas e a esfera rolante podem ser aplicadas em qualquer caso.

Já o ângulo de proteção possui limites de altura e atende melhor edificações de formato simples.

Por isso, um mesmo projeto pode utilizar o método Franklin em um reservatório e malhas na cobertura plana de um galpão.

Método Franklin: a proteção pelo ângulo do captor

No método Franklin, cada haste ou mastro protege um volume em forma de cone abaixo do captor.

O ângulo desse cone depende do nível de proteção e da altura da haste em relação à área protegida. Quanto maior a altura do captor, menor o ângulo de proteção.

O material da Udesc indica que, para captores com menos de 2 m de altura, o ângulo permanece constante.

Acima da altura máxima prevista em cada curva da norma, o método Franklin deixa de ser aplicável. Nesses casos, a captação deve ser definida por malhas ou pela esfera rolante.

O método atende bem casas, torres, caixas-d’água e coberturas pequenas, devido à simplicidade do projeto e da instalação.

No entanto, seus limites de altura dificultam a aplicação em prédios altos e coberturas extensas.

O mesmo material destaca que a NBR 5419 não reconhece recursos artificiais destinados a ampliar o raio de proteção dos captores. A restrição também vale para dispositivos que prometem impedir a queda de raios.

Por isso, captores “ativos” ou com alcance ampliado não reduzem a quantidade de captores exigida pelo projeto.

Desconfie de propostas que utilizem esse argumento para proteger áreas maiores com menos hastes.

Técnico com capacete e cinto de segurança preso a estrutura metálica junto à fachada de um sobrado
Técnico com equipamento de proteção para trabalho em altura durante instalação de captação. Imagens: EVL Para Raio.

Gaiola de Faraday: a proteção por malha de condutores

No método das malhas, conhecido como gaiola de Faraday, os condutores formam uma rede sobre a cobertura da edificação.

As quadrículas possuem dimensões máximas definidas pelo nível de proteção, sendo menores nos níveis mais exigentes.

Conforme o material da Udesc, os condutores devem passar pelas bordas da cobertura e seguir trajetos curtos e retilíneos. Também precisam estar conectados ao subsistema de descidas.

Em telhados com declividade superior a 1/10, a malha pode ser substituída por condutores paralelos.

Nesse caso, o espaçamento não deve ultrapassar a largura de malha exigida pelo nível de proteção.

O método é bastante utilizado em galpões, prédios com laje plana e edificações com coberturas extensas.

Sua vantagem é proteger grandes áreas com condutores baixos, sem a necessidade de mastros altos.

No entanto, a execução exige atenção às emendas, fixações e passagens por platibandas, para preservar a continuidade elétrica da malha.

Antes de contratar, peça o desenho da cobertura com as dimensões das quadrículas. Compare também o projeto com a descrição do sistema de SPDA prevista na proposta.

Esfera rolante: o método que serve a qualquer estrutura

No método da esfera rolante, o projetista considera uma esfera imaginária cujo raio depende do nível de proteção.

Essa esfera percorre a edificação e o terreno para identificar os pontos que podem receber descargas atmosféricas.

As partes da estrutura tocadas pela esfera precisam de captação, enquanto aquelas fora de seu alcance ficam protegidas.

Segundo a Udesc, o método também se aplica a prédios altos, nos quais a esfera pode tocar as fachadas.

Nesses casos, a análise pode indicar a necessidade de captação lateral, conectada ao subsistema de descidas.

A esfera rolante é especialmente útil em edificações com formatos irregulares, torres e estruturas industriais com diferentes volumes.

Também atende construções com elementos salientes, que podem ficar expostos às descargas.

Sua principal vantagem é identificar pontos que o método do ângulo de proteção pode não revelar.

Em contrapartida, o projeto exige desenhos mais detalhados, feitos em cortes ou modelos tridimensionais.

Para edificações complexas, peça que o projeto apresente os cortes com a esfera representada, para facilitar a conferência das áreas protegidas.

O nível de proteção define a malha, a esfera e as descidas

Os três métodos usam parâmetros que mudam com o nível de proteção, de I (o mais exigente) a IV.

A tabela abaixo traz os valores da edição de 2015 da NBR 5419-3, conforme o material da Udesc, para mostrar a ordem de grandeza.

Confirme os valores no texto da edição de 2026, que, segundo análises da revisão, tornou alguns critérios mais rigorosos:

Nível de proteção Raio da esfera rolante Malha máxima Distância entre descidas
I 20 m 5 m × 5 m 10 m
II 30 m 10 m × 10 m 10 m
III 45 m 15 m × 15 m 15 m
IV 60 m 20 m × 20 m 20 m

O nível de proteção é definido pela análise de risco da Parte 2 da norma, e não pelo preço do sistema.

As alterações da edição mais recente estão explicadas no artigo sobre a NBR 5419:2026.

Com o nível definido, peça aos fornecedores de SPDA que informem o método adotado, a quantidade de captores e o número de descidas.

Qual a diferença entre SPDA isolado e não isolado?

No SPDA isolado, os captores e condutores de descida ficam afastados da estrutura protegida.

Essa separação evita que a corrente do raio percorra diretamente os elementos da edificação.

Já no SPDA não isolado, os condutores ficam fixados à construção, configuração utilizada na maioria das edificações.

O material da Udesc orienta considerar o sistema isolado quando os efeitos térmicos ou de explosão no ponto de impacto oferecem riscos.

Isso inclui coberturas inflamáveis e instalações com possibilidade de explosão, como depósitos de combustível.

Nessas condições, a captação pode utilizar mastros ou cabos suspensos, instalados a uma distância adequada da estrutura.

O sistema isolado costuma ter custo maior, devido à necessidade de afastamento e aos elementos adicionais de instalação.

Já o não isolado apresenta execução mais simples e atende à maior parte das indústrias, comércios e condomínios.

SPDA estrutural: quando a armadura do prédio vira descida

O SPDA estrutural utiliza a armadura de aço dos pilares e das fundações como descida e aterramento.

Dessa forma, substitui parte dos condutores externos por elementos existentes na própria construção.

A norma identifica essas partes como componentes naturais, desde que atendam aos requisitos de continuidade elétrica.

De acordo com a Udesc, a armadura é considerada eletricamente contínua quando ao menos 50% das ligações entre barras estão bem conectadas. Essa condição se aplica às conexões entre barras horizontais e verticais.

Entre barras verticais, o material indica traspasse mínimo equivalente a 20 vezes o diâmetro.

Em edificações existentes, a continuidade deve ser comprovada por ensaio com instrumento de quatro fios. Trechos semelhantes precisam apresentar resistência inferior a 1 Ω.

Já a verificação final, da captação ao aterramento, deve apresentar resistência máxima de 0,2 Ω.

A principal vantagem está na estética e na durabilidade, pois as descidas ficam protegidas dentro do concreto. Entretanto, essa solução precisa ser definida no momento adequado da obra.

Em construções novas, o SPDA estrutural deve ser previsto antes da concretagem, para permitir a execução e a verificação das conexões.

A plataforma Soluções Industriais reúne prestadores de projeto de SPDA para essa etapa.

Como pedir o orçamento do método certo

Reúna as dimensões, a altura e o formato da cobertura, além do uso da edificação. Se houver uma análise de risco, inclua o documento no pedido.

Peça que a proposta informe o nível de proteção, o método de captação adotado em cada área e o número de descidas.

Confirme também se o SPDA será isolado ou não isolado e se utilizará componentes naturais.

Para coberturas simples, o Soluções Industriais reúne fornecedores de para-raio e instalação de para-raio.

Entre as empresas da categoria está a EVL Para Raio, que executa novas instalações e recupera sistemas existentes.

A empresa também realiza adequações conforme a norma, como apresenta sua página de obras de SPDA e aterramento industrial.

Outra referência para conferir os serviços previstos na proposta é a página sobre SPDA com para-raio.

Com as especificações definidas, compare empresas de SPDA no Soluções Industriais e solicite propostas com o mesmo escopo.

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