Este trabalho apresenta alguns aspectos específicos sobre o tema “proteção de estruturas contra descargas atmosféricas”, principalmente no que se refere ao uso de partes estruturais das edificações como integrantes do sistema de proteção. São discutidos neste trabalho diversos pontos polêmicos referentes ao tema, tais como: captores especiais, o sistema dissipativo e o uso das ferragens das colunas de concreto armado como parte dos subsistemas de descida e de aterramento. São abordados, também, os principais danos que podem ocorrer nas edificações devido às descargas atmosféricas, principalmente quando a proteção utilizar partes naturais da estrutura, tais como: os telhados metálicos e as emendas das ferragens das colunas de concreto armado. Após uma verificação do estado da arte no assunto, onde são estudados diversos trabalhos, normas e livros sobre as características das descargas, sobre os danos oriundos das descargas, blindagens, medições de campos eletromagnéticos, distribuição de correntes e sobre a normalização e ensaios referentes à proteção de estruturas contra descargas atmosféricas, o assunto foi estudado em três partes que compõem os subsistemas do SPDA. No subsistema de captação, os danos em telhas metálicas e de concreto protendido foram estudados através de ensaios e verificações teóricas e, principalmente, experimentais. No subsistema de descida, o estudo experimental deu enfoque às emendas das ferragens e ao uso destas como descidas naturais. Finalmente, no subsistema de aterramento, as fundações das edificações foram estudadas através de verificações experimentais como parte do aterramento. Este trabalho acrescenta ao conhecimento atual sobre o assunto, diversas particularidades não contempladas nas normas e nas publicações mais recentes no que tange à proteção de estruturas contra as descargas atmosféricas utilizando partes naturais das edificações. / This work presents some specific aspects on the subject “lightning protection of structures“, mainly when the use of structural parts of the buildings as part of the protection systems is concerned. Several polemical issues are discussed, such as: special air-termination, the dissipation array system and the use of steel-reinforcing rods of the reinforced concrete columns as part of the down-conductor system and of the earth-termination system. Also treated is the main damage that can occur to the buildings due to lightning, mainly when the protection system uses the natural components of the structures, such as: the metallic rooftops and the joints of the steel-reinforcing rods of the reinforced concrete columns. After examining the state-of-the-art in the subject, which analyses several papers, standards and books about lightning characteristics, damage resulting from lightning, shieldings, measurements of electromagnetic fields, distribution of currents and about standardisation and tests related to the protection of structures against lightning, the subject was studied in the three parts that compose the lightning protection systems. In the air-termination system, the damage to metallic rooftops and to pre-stressed concrete rooftop tiles was studied by means of tests and theoretical and mainly experimental analyses. In the down-conductor system, the experimental study focused on the joints of the steel-reinforcing rods and on the use of these as natural down-conductors. Finally, in the earth-termination system, the foundations of the buildings were studied (as part of the grounding) through experimental analyses. This work adds to the current knowledge about the subject several particularities which are not observed in the standards or in the most recent publications concerning the lightning protection systems in buildings that use their natural components for this purpose.

Este trabalho apresenta alguns aspectos específicos sobre o tema “proteção de estruturas contra descargas atmosféricas", principalmente no que se refere ao uso de partes estruturais das edificações como integrantes do sistema de proteção. São discutidos neste trabalho diversos pontos polêmicos referentes ao tema, tais como: captores especiais, o sistema dissipativo e o uso das ferragens das colunas de concreto armado como parte dos subsistemas de descida e de aterramento. São abordados, também, os principais danos que podem ocorrer nas edificações devido às descargas atmosféricas, principalmente quando a proteção utilizar partes naturais da estrutura, tais como: os telhados metálicos e as emendas das ferragens das colunas de concreto armado. Após uma verificação do estado da arte no assunto, onde são estudados diversos trabalhos, normas e livros sobre as características das descargas, sobre os danos oriundos das descargas, blindagens, medições de campos eletromagnéticos, distribuição de correntes e sobre a normalização e ensaios referentes à proteção de estruturas contra descargas atmosféricas, o assunto foi estudado em três partes que compõem os subsistemas do SPDA. No subsistema de captação, os danos em telhas metálicas e de concreto protendido foram estudados através de ensaios e verificações teóricas e, principalmente, experimentais. No subsistema de descida, o estudo experimental deu enfoque às emendas das ferragens e ao uso destas como descidas naturais. Finalmente, no subsistema de aterramento, as fundações das edificações foram estudadas através de verificações experimentais como parte do aterramento. Este trabalho acrescenta ao conhecimento atual sobre o assunto, diversas particularidades não contempladas nas normas e nas publicações mais recentes no que tange à proteção de estruturas contra as descargas atmosféricas utilizando partes naturais das edificações. / This work presents some specific aspects on the subject “lightning protection of structures“, mainly when the use of structural parts of the buildings as part of the protection systems is concerned. Several polemical issues are discussed, such as: special air-termination, the dissipation array system and the use of steel-reinforcing rods of the reinforced concrete columns as part of the down-conductor system and of the earth-termination system. Also treated is the main damage that can occur to the buildings due to lightning, mainly when the protection system uses the natural components of the structures, such as: the metallic rooftops and the joints of the steel-reinforcing rods of the reinforced concrete columns. After examining the state-of-the-art in the subject, which analyses several papers, standards and books about lightning characteristics, damage resulting from lightning, shieldings, measurements of electromagnetic fields, distribution of currents and about standardisation and tests related to the protection of structures against lightning, the subject was studied in the three parts that compose the lightning protection systems. In the air-termination system, the damage to metallic rooftops and to pre-stressed concrete rooftop tiles was studied by means of tests and theoretical and mainly experimental analyses. In the down-conductor system, the experimental study focused on the joints of the steel-reinforcing rods and on the use of these as natural down-conductors. Finally, in the earth-termination system, the foundations of the buildings were studied (as part of the grounding) through experimental analyses. This work adds to the current knowledge about the subject several particularities which are not observed in the standards or in the most recent publications concerning the lightning protection systems in buildings that use their natural components for this purpose.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-19T16:48:56Z No. of bitstreams: 1 CAMILA MADEIROS ALCANTARA PIMENTA.pdf: 4765494 bytes, checksum: dac59f354329911b1dfcb8422a61af1b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-19T16:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAMILA MADEIROS ALCANTARA PIMENTA.pdf: 4765494 bytes, checksum: dac59f354329911b1dfcb8422a61af1b (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / Electrical grounding is part of the Atmospheric Discharge Protection System (ADPS), whose functions are to provide a path for the circulation of electric current in the ground and to enable the detection of a possible fault between the energized conductors and the earth. For grounding to be efficient, some characteristics must be taken into account, such as soil type and resistivity. In this sense, measurements of resistivity and soil stratification are important for a correct sizing of the grounding system. Soils with high water concentration (low resistivity) are better current conductors than dry soils, for example. Soils with high resistivity can cause a return current. Thus, some decisions aimed at strengthening the grounding system should be taken when there are soils with inadequate grounding characteristics. Therefore, this work aims to evaluate the influence of soil electrical resistivity and enveloping types using concrete types in the substation electrical grounding system through software simulations, taking into account soil resistivity characteristics. In the analysis of types of envelopment, it was possible to observe that the concretes with greater amount of water in their composition have a lower electrical resistivity. The use of concrete enveloping is feasible for soils with high resistivity, as in the case of the land located in the city of Campinas, and it was possible to verify that for soils with low resistivity its use may be impractical since other options such as inclusion of more cables and installation of the rods in the layers with less resistivity are sufficient and more economical. / O aterramento el?trico faz parte do Sistema de Prote??o Contra Descargas Atmosf?ricas (SPDA), cujas fun??es s?o fornecer um caminho para a circula??o de corrente el?trica na terra, escoamento para a terra de cargas induzidas nas carca?as dos equipamentos el?tricos e, em conjunto com os dispositivos diferenciais-residuais, possibilitar a detec??o de uma poss?vel falha entre os condutores energizados e a terra. Para que o aterramento seja eficiente, algumas caracter?sticas devem ser levadas em considera??o, tais como o tipo e a resistividade do solo. Neste sentido, medi??es da resistividade e a estratifica??o do solo s?o importantes para um dimensionamento correto do sistema de aterramento. Solos com alta concentra??o de ?gua (baixa resistividade) s?o melhores condutores de corrente do que um solo seco, por exemplo. Solos com alta resistividade podem ocasionar uma corrente de retorno. Assim, algumas decis?es visando o refor?o do sistema de aterramento devem ser tomadas quando se tem solos com caracter?sticas inadequadas ao aterramento. Portanto, esse trabalho teve como objetivo avaliar a influ?ncia da resistividade el?trica do solo e de tipos de envelopamento utilizando tipos de concreto no sistema de aterramento el?trico de subesta??es atrav?s de simula??es em software, levando em conta as caracter?sticas de resistividade do solo. Nas an?lises de tipos de envelopamento, foi poss?vel observar que os concretos com maior quantidade de ?gua em sua composi??o possuem uma resistividade el?trica mais baixa. A utiliza??o do envelopamento de concreto ? vi?vel para solos com alta resistividade, como ? o caso do terreno localizado na cidade de Campinas, e foi poss?vel verificar que para solos com resistividade baixa sua utiliza??o pode ser invi?vel j? que outras op??es como inclus?o de mais cabos e instala??o das hastes nas camadas com menor resistividade s?o suficientes e mais econ?micas.