Orientações para dimensionamento da malha de aterramento do SPDA

Dimensionamento da malha de aterramento

O Aterramento é um dos subsistemas do PDA mais polêmicos e que gera bastante discussão entre Engenheiros e Projetistas, já que cada projeto possui uma especificação que depende muito da localização, concentração de pessoas e do tipo da estrutura. A utilização deste subsistema pode ser necessária para o SPDA, subestações, linhas de transmissão e distribuição, segurança pessoal, drenagem de estática e outras.

Sua principal função no sistema de proteção é canalizar as cargas elétricas recebidas na edificação e dissipá-las no solo. A descarga atmosférica acarreta um impulso de corrente da ordem de dezenas a centenas de kA (KiloAmpères), por milionésimos de segundos, podendo causar sérios danos caso não seja conduzida de forma segura para o solo, além das tensões de passo e toque. Para um bom dimensionamento da malha de aterramento (classes I e II), é imprescindível a execução prévia de uma prospecção da resistividade de solo por meio de aparelhos tipo Terrômetros. Esta prospecção – para as classes I e II – ​tem como objetivo estratificar o solo em camadas e permitir o correto dimensionamento do eletrodo de aterramento.

Figura 1 – Solo real (a) e solo estratificado (b)

Para que o aterramento cumpra a sua função com propriedade, precisa ser ​corretamente dimensionado para que não ocorra prejuízos irreversíveis em função das descargas diretas ou indiretas recebidas na edificação​​. É por considerar muitos fatores em seu dimensionamento que diversos cuidados devem ser tomados para atingir o objetivo do projeto com eficiência e segurança. De um modo geral, em relação ao projeto, execução e fiscalização destacamos algumas orientações a seguir:

  • Projeto – Precisa ser realizado por com uma empresa idônea, especializada e que possui o devido conhecimento da norma da ABNT NBR 5419/2015 para projetar a melhor solução de proteção e aterramento em função da disponibilidade física e dos recursos disponíveis, otimizando assim os custos de implantação.
  • Execução – Deve ser realizada por empresa especializada, utilizando sempre os materiais indicados no projeto em conformidade com ​as ​norma​s​, extinguindo de suas instalações cabos comerciais, hastes de baixa camada, conexões mal feitas e etc.
  • Fiscalização – Esta é a parte em que será possível avaliar ​a compatibilidade do projeto com a instalação, garantir que os materiais usados são normalizados e se estão de acordo com a especificação do projeto, garantindo assim o sucesso da instalação.
O setor de Engenharia da Termotécnica Para-raios oferece todos estes serviços.
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Tipos de Aterramento

Aterramento

No sistema estrutural, o aterramento pode ser formado por sapatas, colunas, baldrames, estruturas de aço contidas nas fundações e ainda, pode ser considerado no projeto, a utilização de Re-bars e Aterrinserts® como métodos de acesso ao concreto armado da edificação, possibilitando ensaios de continuidade elétrica, aterramento de massas metálicas e interligação com os barramentos de equipotencialização.

Na impossibilidade do aproveitamento das armaduras das fundações, o arranjo consiste em utilizar o condutor em anel, externo a estrutura a ser protegida, em contato com o solo por pelo menos 80% do seu cumprimento total, ou elemento condutor interligando as armaduras descontínuas das fundações (sapatas). Embora 20% do eletrodo convencional possa não estar em contato direto com o solo, a continuidade elétrica do anel deve ser garantida ao longo de todo o seu comprimento.

Componentes

Nos casos de aterramento externo, é recomendado a haste de alta camada, com 254µ de cobertura de cobre, sobre uma barra redonda de aço (NBR 13571), as quais deverão ser cravadas ao solo propiciando o aumento do comprimento do eletrodo de aterramento e reduzindo riscos pessoais. Estes eletrodos de aterramento, ​tipo haste, ​podem ser introduzidos na posição vertical ou inclinado.

Um adendo importante, é que a utilização de hastes de alta camada (254µ) prolongam a vida útil do SPDA. O mesmo não acontece com a haste de baixa camada onde a cobertura de cobre não atende à medida dos 254µ. Para saber se a Haste é alta camada, basta observar se a mesma possui a gravação 254µ NBR 13571 em baixo relevo.

Além das hastes de alta camada, também são utilizadas nesse processo, os cabos de cobre nu de no mínimo 50mm². Este tipo de cabo por exemplo deve possuir 7 fios com 3,00mm de diâmetro cada fio, além das soldas exotérmicas que possuem variados modelos de conexão, e quando bem executados, possibilitam a perfeita ligação dos eletrodos de aterramento.

Todos os componentes do SPDA devem suportar os efeitos eletromagnéticos da corrente de descarga atmosférica e esforços acidentais previsíveis sem serem danificados. Devem ser fabricados com os materiais listados na tabela 5 da NBR 5419/2015 ou com outros tipos de materiais com características de comportamento mecânico, elétrico e químico (relacionado à corrosão) equivalente. A NBR 5419/2015 parte 3, tabela 5, apresenta de forma detalhada os materiais para SPDA e condições de utilização, e na tabela 7 da mesma parte, as dimensões mínimas de eletrodo de aterramento.

Tabela 5

Instalação dos eletrodos de aterramento

O eletrodo de aterramento em anel deve ser enterrado na profundidade de no mínimo (05,m) e ficar posicionado à distância preferencialmente de 1m afastada das paredes externas da estrutura de maneira a permitir sua inspeção durante a construção. A profundidade de enterramento e o tipo de eletrodo de aterramento devem ser constituídos de forma a minimizar os efeitos da corrosão, e os efeitos causados pelo ressecamento do solo e assim, estabilizar a qualidade e a efetividade do conjunto.

Em relação a execução das soldas exotérmicas, o ponto de atenção principal é com relação ao vazamento do material que pode provocar perdas do componente, aumentando o risco de acidentes. Esse tipo de problema pode ocorrer com mais frequência quando é utilizado cabos e/ou as hastes não normalizados, aumentando assim, a chance do material vazar pela folga provocada pelos elementos fora de norma.

Com todos estes esclarecimentos, é importante mencionar que todo e qualquer serviço contratado, seja de instalação, projeto ou vistoria precisa ser realizado por profissionais com alto grau de entendimento das recomendações das normas, para que sejam evitados retrabalhos e reembolsos. A Termotécnica Para-raios oferece aos seus clientes um suporte gratuito e também serviços de Elaboração de projetos, Análise de risco, Acompanhamento de Instalações, Medições e Inspeções, além de um catálogo completo de materiais em conformidade com a norma da ABNT NBR5419/2015.

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132 Comentarios em “Orientações para dimensionamento da malha de aterramento do SPDA

  1. Daniel Oliveira says:

    Olá bom dia
    Tenho algumas dúvidas básicas em relação a um projeto de SPDA de uma indústria em que estava olhando:
    1) Em um SPDA de uma indústria, onde existem vários galpões industriais, que possuem SPDA estruturais, este galpões devem ser interligados entre si? Vi um projeto antigo (2007) onde haveria uma interligação entre cada galpão, com cabo de 50mm², porém, fisicamente isto não existe. Só existem as descidas de cada galpão, com cabos de 35mm².
    2) Em relação aos barramentos de equipotencialização. É necessário se colocar um barramento de equipotencialização para cada galpão industrial ou deve haver apenas um BEP?
    3) Existe algum lugar na NBR mais nova onde diz a quantos metros deve-se colocar as caixas de inspeção?
    Muito obrigado.

  2. valdeir oliveira miranda says:

    olá boa noite, tenho duvidas na profundidade exata que o cabo de terra precisa ficar, já ouvi falar 0,5 m, se é esta profundidade porque?

    • Nikolas Lemos says:

      Valdeir,

      O condutor da malha de aterramento deve ser instalado a uma profundidade MÍNIMA de 0,5 m.

      Essa profundidade visa reduzir os efeitos das tensões de passo na superfície do solo ao mesmo tempo em que protege os condutores contra os efeitos mecânicos do solo, decorrentes das movimentações na superfície.

  3. Alexander says:

    Bom dia, um tanque de água metálico de aproximadamente 15m, como seria a maneira correta de aterrar o mesmo e se se teria a necessidade de instalar algum captor no topo desse tanque?

    • Nikolas Lemos says:

      Alexander,

      São vários aspectos a serem analisados sobre esse tanque. Se esse tanque não possuir nenhum equipamento elétrico (como bombas, por exemplo), ele for todo metálico e com espessura maior que 4 mm, bastaria apenas aterrá-lo junto a malhas de aterramento próximas ou fazer uma malha com pelo menos 5 metros de eletrodo enterrado, sem se preocupar com o uso de captores. Se for uma condição diferente dessa, será preciso analisar.

      De um modo geral, tanques metálicos de água geralmente são captores naturais que apenas precisam ser aterrados junto a nossa malha do SPDA.

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