Método da esfera rolante: como funciona e o raio de cada classe
A esfera rolante é o método de captação que serve para qualquer forma de edificação: uma esfera imaginária rola sobre o prédio, e todo ponto que ela toca pode receber a descarga. Aqui estão o raio de cada classe, o que a esfera mostra num telhado real e como o Fase Delta faz a verificação na planta e nos cortes.
O Fase Delta faz a análise de risco, a captação, as descidas, o aterramento, os memoriais e as pranchas do SPDA pela NBR 5419:2026. Módulo em Beta: já dá para usar, e ainda vai mudar com o que os projetistas nos contarem.
O princípio
Antes de a descarga chegar ao chão, o líder descendente se aproxima até uma certa distância de um objeto, e é aí que o salto final acontece. Essa distância cresce com a corrente da descarga. A esfera rolante representa isso: o raio da esfera é a distância de salto para a menor corrente que a classe de proteção quer interceptar. Uma classe mais exigente usa uma esfera menor, que entra em mais lugares e pede mais captores.
Na prática, imagine a esfera rolando em todas as direções sobre a edificação, apoiada no chão, nos captores e nos próprios elementos do prédio. Os pontos que ela toca estão expostos. Os que ficam por baixo da esfera, sem contato, estão protegidos.
O raio da esfera de cada classe
| Classe | Raio da esfera | Corrente de pico máxima |
|---|---|---|
| Classe I | 20 m | 200 kA |
| Classe II | 30 m | 150 kA |
| Classe III | 45 m | 100 kA |
| Classe IV | 60 m | 100 kA |
Valores das tabelas da NBR 5419:2026 como implementadas no Fase Delta (Partes 1 e 3).
A classe sai da análise de risco: o estudo de medidas diz qual classe basta para levar o risco ao tolerável.
O que a esfera mostra num telhado real
O galpão de exemplo do Fase Delta tem 40 × 25 m, telhado de duas águas com cumeeira a 9 m e um escritório anexo com caixa d'água e condensadora. Sem nenhuma captação, a esfera da classe II, de 30 m, encosta em quase todo o telhado.
Na planta, a área exposta soma 1.074 m² em 4 região(ões). As partes do escritório que ficam livres são as que os elementos do telhado e a parede do galpão, mais alta, já sombreiam. No corte transversal, o telhado de duas águas fica todo exposto: a esfera apoia no chão, encosta no beiral e rola por cima, tocando 15,3 m de telhado no corte.
Com a captação que o Fase Delta sugere para a classe II, uma malha com condutores no beiral e na cumeeira e hastes nos elementos salientes, a esfera passa a apoiar nos condutores. O resultado está no guia do método da malha.
A flecha entre dois captores
Entre dois captores, a esfera afunda um pouco. Essa flecha é pura geometria: com captores a uma distância d, ela vale r menos a raiz de r² menos (d/2)². O ponto mais baixo da esfera precisa ficar acima de tudo o que está entre os captores, inclusive do próprio telhado.
flecha = r − √(r² − (d/2)²)
| Classe | d = 5 m | d = 10 m | d = 20 m |
|---|---|---|---|
| Classe I | 0,16 m | 0,64 m | 2,68 m |
| Classe II | 0,1 m | 0,42 m | 1,72 m |
| Classe III | 0,07 m | 0,28 m | 1,13 m |
| Classe IV | 0,05 m | 0,21 m | 0,84 m |
É por isso que hastes curtas muito afastadas não protegem um telhado plano: a esfera afunda entre elas e encosta na laje. Ou as hastes ficam mais altas, ou mais próximas, ou a laje recebe uma malha.
Estruturas altas e descargas laterais
Uma esfera rolando junto a uma fachada alta também encosta na parede. Acima de 60 m, a norma pede captação lateral na parte de cima da fachada, nos 20% mais altos da estrutura: anéis, condutores verticais ou as próprias partes metálicas da fachada, ligados às descidas.
Como o Fase Delta verifica
- Na planta: a edificação vira um mapa de alturas, com volumes, telhados, platibandas e elementos salientes, e a esfera rola sobre ele; as regiões expostas aparecem em vermelho.
- Nos cortes: em cada corte traçado na planta, a esfera rola sobre o perfil, e o desenho mostra o limite do volume protegido e os pontos onde ela encosta.
- Na vista 3D: o telhado com a esfera, para conferir de qualquer ângulo.
- Junto com a malha e o ângulo: um ponto conta como protegido se qualquer método escolhido no projeto o protege.
No galpão de exemplo com a captação projetada, a área exposta cai para zero. Veja o módulo de SPDA completo.
Perguntas frequentes
Qual o raio da esfera rolante?
Depende da classe do SPDA: 20 m na classe I, 30 m na classe II, 45 m na classe III, 60 m na classe IV.
Quando usar a esfera rolante em vez do ângulo de proteção?
A esfera vale para qualquer forma e qualquer altura. O ângulo de proteção só vale até a altura igual ao raio da esfera, e é mais prático para hastes isoladas em estruturas simples.
A esfera rolante dispensa a malha?
Não necessariamente. Num telhado plano, a esfera afunda entre condutores e hastes afastados; a malha é o método próprio para superfícies planas, e os dois podem ser usados juntos.
Como saber onde a esfera toca o telhado?
Rolando a esfera sobre o modelo da edificação. O Fase Delta faz isso num mapa de alturas do telhado e nos cortes, e marca as regiões expostas na planta.
A esfera rolante no seu telhado
Desenhe os volumes e os elementos do telhado, escolha a classe e veja as regiões expostas na planta, nos cortes e na vista 3D. A malha e as hastes que o Fase Delta sugere já saem verificadas.