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.
Para saber mais, clique aqui 

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, possibilita 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

Tabela 7

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.

Quer saber mais? Entre em contato conosco, oferecemos a melhor solução para o seu projeto!

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

  1. Hamilton Mourão Junior says:

    Parabens pela Publicação.

    DUVIDA: outro dia indo a Riviera de São lourenço para tratar de um outro assunto, o Zelador de um Condomínio (antigo) ,me disse que tiraram as descidas externas (porque ficava feio) do edifício com cerca 10 a 12 andares. e conectaram a Captação, nas ferragens das colunas de construção do edifício . ou seja ferragens das colunas que não foram feitas para atender a norma alguma.
    Isso é cabível de ser feito/ em um outro comentário de vocês; li que isso não deve ocorrer.

    • Termotecnica says:

      Obrigada por participar conosco neste canal. Respondendo a sua pergunta, isso somente pode ser feito, caso previamente sejam feitos os testes de continuidade elétrica, prescritos na norma NBR 5419/2015 e que estes testes apresentem valores que possam ser validados pela norma. Se acontecer um acidente ou uma vistoria, essa será a primeira não conformidade do Sistema. Esperamos ter esclarecido a sua dúvida! Fique à vontade para entrar em contato com nosso suporte técnico caso tenha mais dúvidas!

  2. Nelson Antônio Prata says:

    Excelente iniciativa. Aterramento, para nosotros, engenheiros eletricistas, há algumas décadas, era tema tratável com mais profundidade nos “nods” da geração, transmissão e distribuição de energia. O consumidor residencial dispunha de aterramento precário, apenas nos pontos de entrada/medição. Mesmo em ambientes industriais o aterramento deixava a desejar nas interfaces da instalação elétrica propriamente dita, com as instalações eletrônicas e de telecomunicações. Minha geração de engenheiros foi pioneira na detecção desses problemas e encaminhar soluções, ainda que precariamente sistematizadas. Parabéns à Temotécnica, por ampliar tal divulgação de conhecimento, visto que os surtos atmosféricos (descargas), são o evento aleatório mais severo do nosso mister.

  3. Rosana says:

    OI

    Sobre o anel feito enterrado, quando não há possibilidade de faze-lo por impedimento físico de uma construção já existente, o que deve ser feito?

    • Termotecnica says:

      Agradecemos pela sua participação. Respondendo a sua pergunta, você pode fazer por dentro, mas no mínimo 80% desse cabo precisar estar em contato com o solo. Caso esta opção não seja possível, você pode tentar fazer os testes de continuidade nas fundações. Se não der positivo, você terá que trabalhar com o que a norma da ABNT NBR 5419/2015 recomenda. Esperamos ter esclarecido a sua dúvida! Fique à vontade para entrar em contato com nosso suporte técnico caso tenha mais dúvidas!

  4. Antônio Januário de Almeida says:

    A Termotécnica muito bem representada por seu diretor o Engº Normando, sempre contribuindo significativamente com excelentes artigos e informações técnicas em PDA. Parabéns a todos.

  5. Néfi Maciel do Nascimento says:

    Ótima sessão!

    Uma dúvida. Em relação a DECISÃO NORMATIVA Nº 070, DE 26 DE OUTUBRO DE 2001 abaixo, ainda é válida?

    Parágrafo único. Consideram-se habilitados a exercer as atividades de projeto, instalação e manutenção de SPDA, os profissionais relacionados nos itens I a VII e as atividades de laudo, perícia e parecer os profissionais dos itens I a VI:

    I – engenheiro eletricista;
    II – engenheiro de computação;
    III – engenheiro mecânico–eletricista;
    IV – engenheiro de produção, modalidade eletricista;
    V – engenheiros de operação, modalidade eletricista;
    VI – tecnólogo na área de engenharia elétrica, e
    VII – técnico industrial, modalidade eletrotécnica.

  6. José Fernando Alvares Rodrigues says:

    Bom dia!
    Ao se fazer o aterramento de um transformador de força, tensão 69 kV/13,8 kV dentro de uma subestação o correto será ligar primeiramente o cabo que vem da malha no transformador ou o contrário, ou seja, o cabo que vem do transformador na malha?

    • Termotécnica Para-raios says:

      Agradecemos pela sua participação. No caso dos cabos das descidas estarem aparentes, não há a necessidade de se realizar o teste de continuidade elétrica, pois a integridade dos cabos e seus pontos de conexões estão visíveis em toda a sua extensão.

  7. Oscar Claudino Filho says:

    Prezados senhores. Parabéns pela concessão do espaço.

    Indago: Qual o valor aceitável da resistência de uma malha de aterramento de uma SPDA externo tipo Gaiola de Faraday?

    • Termotécnica Para-raios says:

      Prezado, fique a vontade para entrar em contato conosco.
      Apreciamos a sua participação em nosso Espaço.

      A medição da resistência ôhmica do aterramento do SPDA, bem como o anterior valor sugerido de 10 ohms foram retirados da norma. Para avaliar se o SPDA está corretamente dimensionado, deve-se observar se a instalação está seguindo todas as exigências da norma NBR 5419/15, por exemplo, se o condutor de cobre utilizado no subsistema de aterramento possuí #50mm² de seção transversal e cada fio possuí o diâmetro mínimo de 3mm, conforme a tabela 7 da parte III da norma NBR 5419/15.

  8. Oliveira says:

    Prezados;

    Uma dúvida comum entre projetistas e instaladores é a situação em que existe uma malha de aterramento na subestação de energia de uma determinada empresa e posteriormente é implantado um SPDA com uma malha de aterramento em anel(por exemplo) neste caso devem ser interligadas as duas malhas de aterramento a fim de equipotencializar o sistema ? a garantia de que todos os quadros de distribuição, QDLs ..etc estão interligados pelo cabo de aterramento da subestação (que por sua vez está conectado a malha em anel) através do QGBT configura um sistema equipotencializado, não se fazendo necessária a utilização de barramentos de equipotencialização auxiliares para interligações dos quadros ao QGBT.

    desde já agradeço o espaço.

    • Termotécnica Para-raios says:

      Prezado, agradecemos pela sua participação.

      A equipotencialização em SPDA externo não isolado deve ser feita na base da estrutura ou próximo do nível do solo. Os condutores de ligação devem ser conectados a uma barra de ligação construída e instalada de modo a permitir fácil acesso para inspeção. O barramento de equipotencialização principal (BEP) deve ser ligado ao sistema de aterramento. Nos casos de estruturas extensas, com mais de 20m em qualquer direção (horizontal ou vertical). devem-se instalar quantas barras forem necessárias de equipotencialização local (BEL), desde que entre essas barras haja uma interligação proposital e delas ao BEP.

  9. Gil Leoni Moreira says:

    Boa tarde a todos!!!
    Existe a obrigatoriedade do aterramento ser em anel?
    E se escolher o sistema de captação com captores tipo franklin, posso zonstruir uma malha somente em um lado da edificação?

    • Termotécnica Para-raios says:

      Boa tarde, Gil. Agradecemos a sua participação!

      Segundo a parte III da NBR 5419/2015, o arranjo a ser utilizado no subsistema de aterramento deve, obrigatoriamente, consistir em condutor em anel, externo à estrutura a ser protegida e deve ser enterrado na profundidade de no mínimo 0,5m, posicionado à distância aproximada de 1m ao redor das paredes externas. Ademais, a malha deve circular toda a edificação, independente do método de captação utilizado.

      • Uesley says:

        Bom dia Termotécnica! No item 5.4.2 na NBR5419-3/2015 , além da opção do arranjo do aterramento em anel, tem-se também a seguinte colocação: “estes eletrodos de aterramento podem também ser do tipo MALHA DE ATERRAMENTO”. Entendi errado ou além do aterramento em anel também pode ser feito o aterramento por malha?

        • Termotécnica Para-raios says:

          Prezado Uesley,
          Agradecemos a sua participação!

          A norma NBR5419-3/2015 indica no item 5.4.2, que o subsistema de aterramento pode ser feito por meio de malha de aterramento. O uso da malha é recomendado em situações onde há maior risco a tensões superficiais perigosas.

  10. Jackson says:

    Boa Noite, tenho pesquisado muito sobre o assunto para poder me especializar, uma duvida que sempre me corre é a necessidade de medição de resistividade do solo parar dimensionamento e projeto de um SPDA, ha exigencia ou não desta medição na revisão de 2015?

    • tel says:

      Prezado Jackson, bom dia.
      Agradecemos a sua participação em nosso espaço!

      De acordo com o item 5.4.2 da parte III da norma NBR 5419/2015, o comprimento mínimo da malha de aterramento – para os níveis I e II de proteção – varia de acordo com a resistividade do solo ao qual ela será instalada. Portanto a medição de resistividade do solo é obrigatória quando forem adotados os níveis I ou II de proteção.

    • Termotécnica Para-raios says:

      Prezado Luiz, agradecemos pelo contato.

      A malha de aterramento deve ser feita seguindo as recomendações descritas no item 5.4 da norma NBR 5419-3/2015, enterrado na profundidade de no mínimo 0,5 m e ficar posicionado à distância aproximada de 1 m ao redor das paredes externas, o anel deve circular toda a edificação.

  11. Fabiana says:

    Boa noite

    Fizeram a instalação do para raios, passando o cabo no muro da minha cobertura, simplesmente entraram lá e fizeram a instalação!
    Como leiga no assunto, porém leio muito, acredito que esse cabo instalado no muro esteja errado, pois ele não está isolado.
    Tenho pavor de raios por isso leio sobre o assunto.
    Já conversei com o síndico sobre o ocorrido e gostaria de saber quais as medidas que posso tomar em relação a isso?

    • Termotécnica Para-raios says:

      Prezada Fabiana, agradecemos pelo contato.

      A norma NBR 5419/2015 que regulamenta as medidas de proteção contra descarga atmosféricas, não exige que os condutores sejam isolados eletricamente. O item 8.1 da norma NBR 5419-3/2015 cita algumas medidas de proteção contra tensões de toque. Este item da norma exige que os condutores isolados sejam providos de materiais que suportem uma tensão de ensaio de 100 kV, 1,2/50 µs, por exemplo, no mínimo uma camada de 3 mm de polietileno reticulado. Normalmente o uso de condutores isolados é a ultima alternativa utilizada no SPDA, devido ao seu alto custo e dificuldade de aquisição. A principal medida de proteção nestes casos seria reduzir a probabilidade da aproximação de pessoas, ou a duração da presença delas fora da estrutura e próximas aos condutores do SPDA.

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