Um portal industrial ainda responde, mas as câmaras desapareceram da rede. No edifício vizinho, a produção continua mesmo que o sistema de monitorização já não esteja a receber informação dos autómatos. Após uma tempestade, este cenário pode levar à procura da falha no local errado: no software em vez das ligações físicas.
Na Europa, no Norte de África e na América do Sul, as instalações com múltiplos edifícios partilham frequentemente uma vulnerabilidade comum: as suas trocas de dados atravessam espaços exteriores. No entanto, proteger o fornecimento de energia de um único edifício não é suficiente para lidar com todos os caminhos pelos quais uma perturbação pode atingir os seus equipamentos.
Assim, a pergunta correta não é simplesmente "que descarregador sobretensões devo instalar?", mas sim "que ligações interligam os meus edifícios e como estão integradas no sistema de proteção contra raios?". Este artigo explica os mecanismos úteis para compreender o risco, as limitações do cobre e da fibra ótica, e a informação a recolher antes de realizar um estudo.
O objetivo é construir uma arquitetura coerente, sem transformar uma recomendação geral numa prescrição universal.
Um raio pode danificar uma rede sem atingir o edifício?
Sim: as perturbações causadas por raios podem afetar os equipamentos através das suas fontes de alimentação ou ligações condutoras, mesmo quando o edifício não é atingido diretamente. Além disso, o campo eletromagnético associado à descarga pode induzir tensões nos circuitos. Por conseguinte, a proteção deve considerar todas as interfaces do local, e não apenas o telhado.
Três mecanismos para distinguir
Uma sobretensão transitória é um breve aumento de tensão que pode exceder a capacidade de um equipamento. A indução eletromagnética é o mecanismo pelo qual um campo magnético variável produz uma tensão num circuito; isto explica porque o trajeto dos cabos também é importante.
Além disso, uma elevação do potencial de terra é um aumento do potencial elétrico local devido a uma corrente que flui através do solo e dos pontos de ligação à terra. Dois equipamentos distantes, ligados por um cabo condutor, podem então experimentar diferenças de potencial que tensionam as suas interfaces.
- Uma perturbação pode propagar-se ao longo de um condutor que entra no edifício.
- Uma tensão pode ser induzida num circuito formado por estes elementos.
- Uma diferença de potencial pode surgir entre equipamentos interligados.
O Serviço Meteorológico Nacional dos EUA recorda-nos que os surtos de energia causados por raios podem danificar os equipamentos eletrónicos a uma certa distância do ponto de impacto (NWS, segurança em ambientes interiores). No entanto, esta observação não permite estabelecer uma distância de segurança universal em torno de um edifício.
Mapeie as ligações antes de escolher uma proteção
Um cabo Ethernet é uma ligação utilizada para transmitir dados numa rede local; algumas instalações também utilizam os seus condutores para alimentar equipamentos. Assim sendo, a ligação de uma câmara pode servir tanto para comunicação como para alimentação, o que deve ser identificado durante a fase de diagnóstico.
Considere os equipamentos periféricos
Em termos práticos, o mapeamento inicial deve começar pelas aplicações: controlo de acessos, videovigilância, automação, telecomunicações e monitorização. Uma pequena caixa exterior pode ser essencial para o funcionamento, mesmo que o seu preço de compra pareça baixo.
Para cada ligação, anote pelo menos:
- os edifícios e equipamentos que liga;
- o seu suporte físico, o seu trajeto e as suas partes externas;
- o tipo de sinal transmitido (Ethernet com ou sem alimentação PoE, barramento RS485, telefonia, ligação coaxial);
- as fontes de alimentação associadas aos equipamentos localizados nas extremidades;
- a blindagem, os elementos metálicos e as proteções já presentes;
- O serviço será interrompido caso a ligação fique indisponível.
De seguida, diferencie o plano teórico do processo efetivamente implementado. Uma extensão adicionada após a entrega do website pode ignorar as interfaces inicialmente planeadas; justifica-se, portanto, uma verificação específica da documentação.
Por exemplo, uma ligação instalada temporariamente para um projeto de construção pode tornar-se permanente sem ser incluída na documentação. Este exemplo é ilustrativo e não um estudo de caso atribuído a um cliente da LPS: demonstra porque é que o inventário deve também abranger pequenas modificações.
Cobre ou fibra: o que muda realmente o meio?
A fibra ótica é um meio de transmissão que transporta informação sob a forma de luz. Uma ligação ótica totalmente dielétrica não fornece um caminho condutor de eletricidade para o sinal entre as suas extremidades; no entanto, isto não torna automaticamente toda a instalação à prova de raios.
Não confunda isolamento de sinal com proteção completa
De facto, os conversores, switches e câmaras permanecem alimentados eletricamente. Além disso, alguns cabos de fibra ótica contêm elementos metálicos: a sua presença deve ser verificada nas especificações técnicas, em vez de se presumir a sua ausência.
A comparação deve, por isso, basear-se em vários critérios:
- A existência ou não de um caminho condutor associado ao suporte.
- Requisitos de energia dos dispositivos nas extremidades.
- As restrições de caudal, distância e ambiente do projeto.
- A integração de elementos metálicos no projeto elétrico.
- Os procedimentos para substituir e solucionar problemas de ligação.
O descarregador sobretensões para linhas de comunicação
Para uma ligação em cobre, o dispositivo apropriado é um descarregador sobretensões para linhas de comunicação, instalado no ponto de entrada de cada ligação num edifício. Deve ser escolhido de acordo com o tipo de sinal transmitido: Ethernet com ou sem alimentação PoE, RS485, telefonia ou cabo coaxial.
No entanto, copiar uma referência escolhida para outra interface pode interromper o funcionamento da rede ou deixar uma necessidade de proteção sem resposta. Assim sendo, a escolha deve ser feita link a link, tendo em conta as características de transmissão e alimentação de energia de cada um.
Além disso, as blindagens, proteções e partes metálicas dos cabos, incluindo a armadura de alguns cabos de fibra ótica, estão ligadas à ligação equipotencial no ponto de entrada do edifício. De acordo com o estudo, as ligações de terra dos edifícios interligados também beneficiam desta interligação.
Portanto, a escolha entre cobre e fibra não se resume a opor "perigoso" e "invulnerável". Trata-se de uma decisão arquitectónica, a ser tomada em consulta com especialistas em redes e electricidade, para satisfazer as necessidades da restante infra-estrutura.
IEC 62305: Trate as interfaces, não apenas os dispositivos
A Comissão Eletrotécnica Internacional, designada pela sigla IEC, publica a série IEC 62305 dedicada à proteção contra descargas atmosféricas. A Parte 4 trata dos sistemas elétricos e eletrónicos nas estruturas e das medidas destinadas a reduzir o risco de falhas permanentes devido aos efeitos eletromagnéticos das descargas atmosféricas.
A terceira edição, IEC 62305-4:2024, foi publicada a 12 de setembro de 2024 (IEC, registo oficial). No entanto, citar esta edição não dispensa a necessidade de identificar os documentos aplicáveis ao país, ao contrato e à instalação em estudo.
A análise de risco inicial, baseada na norma IEC 62305-2:2024, serve de ponto de partida para a seleção das medidas. É esta análise que relaciona as salvaguardas escolhidas com as potenciais consequências de uma interrupção do serviço.
Um projeto coordenado
A ligação equipotencial é uma abordagem que liga partes condutoras de acordo com um projeto definido, de forma a limitar as suas diferenças de potencial. Não consiste em adicionar arbitrariamente uma ligação a um equipamento: a sua integração requer um estudo de todo o sistema envolvido.
Para se preparar para este estudo, organize as questões por esta ordem:
- Que serviços devem permanecer disponíveis e quais seriam as consequências da sua perda?
- Que linhas entram nos edifícios ou ligam áreas distintas?
- Onde estão as interfaces de proteção e as ligações de equipotencialização?
- Como são controladas as calhas de cabos e os circuitos elétricos?
- Que evidências serão utilizadas para verificar as escolhas e a sua implementação?
Assim sendo, um para-raios não substitui a proteção das interfaces eletrónicas. Por outro lado, um descarregador sobretensões instalado numa ligação de rede não constitui, por si só, um sistema completo de proteção contra raios para o edifício.
Crie um ficheiro útil para as equipas de operações
A resiliência é a capacidade de uma organização manter ou restaurar as suas funções essenciais após uma interrupção. Para uma rede industrial, combina, portanto, a proteção técnica, o conhecimento da arquitetura e os procedimentos de diagnóstico.
Separar a proteção, a observação e as provas
Após um evento, a coincidência temporal entre uma tempestade e uma falha de energia não comprova automaticamente a causa elétrica exata. No entanto, a informação com registo de data e hora facilita a análise quando comparada com os registos dos equipamentos e as observações efetuadas por pessoal autorizado.
Um ficheiro utilizável inclui, em particular:
- o plano de ligação e a versão correspondente ao terreno;
- as referências dos equipamentos e seus descarregador sobretensões ;
- os relatórios de projeto e de aceitação disponíveis;
- Os incidentes observados e as ações efetivamente tomadas;
- As responsabilidades incluem o diagnóstico e o regresso ao serviço.
Antes de voltar a ligar o equipamento, verifique o estado dos descarregador sobretensões após cada tempestade significativa. Um descarregador sobretensões sem luz indicadora de falha não está necessariamente a funcionar corretamente.
Neste contexto, LPS Manager, aplicação LPS France, centraliza o estado dos Paraton@irdos contadores de impacto Compt@ir e Alert@ir XT. Agrupa falhas reportadas, impactos registados e rastreio de garantia, com um histórico de data e hora para cada instalação.
Além disso, o Strike Radar permite a verificação retrospectiva de descargas atmosféricas registadas em torno de um local numa determinada data, fornecendo relatórios ceraunicos e certificados de descargas atmosféricas. Estes documentos baseiam-se em dados de deteção que LPS France não utiliza; não substituem uma investigação elétrica da avaria.
Por fim, cada dispositivo mantém a sua função: o contact@ir ® system permite o teste e monitorização remotos dos Paraton@irgateway Rout@ir ou via rede celular com o Contact@ir MD. No entanto, não protege as portas de rede dos edifícios.
Contacte LPS France e apresente a planta do seu local para definir os requisitos antes de selecionar uma solução.
Em síntese, as ligações entre edifícios encontram-se dentro do perímetro de proteção contra descargas atmosféricas, mesmo quando transportam apenas dados. O meio escolhido, as fontes de alimentação, descarregador sobretensões e a equipotencialização devem ser estudados em conjunto, com base na análise de riscos. Assim, um mapeamento preciso prepara o terreno para um projeto coerente de acordo com a norma IEC 62305-4:2024. O ficheiro de monitorização permite, então, justificar as escolhas e implementar ações metódicas, sem prometer a ausência total de falhas.
