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.

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

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

  1. Eduardo Godoy says:

    Normando o cara do SPDA, tenho uma Dúvida?
    Em um galpão onde tem os pilares não conectados pela fundação ( ou não é possível verificar se é conectado) pode ser conectado através de fitas de alumínio (ou cabos de cobre) no nível do solo, sem estar enterrado (como se fosse um anel inferior)?

  2. Gilmar Carvalho says:

    Boa noite.
    Primeiramente, achei o conteúdo do site muito rico em informações, parabéns.

    Na NBR5419-3, item 5.4.3 menciona a instalação do eletrodo em anel a 1m ao redor da parede da edificação, no meu caso, em uma das laterais da minha empresa, tenho um tanque de água e um sistema de bombas e tubulações que ocupam uma área de 3mx3m com altura de 5m encostado na lateral do prédio, sendo que o telhado do prédio tem h=11m. O entorno desta estrutura é todo concretado.
    O que seria correto neste caso?, posso contornar esta estrutura do sistema de bombas ou devo manter a distância de 1m da parede da edificação?
    Outra dúvida, sendo mais de 50% do entorno do prédio, pavimentado com asfalto e/ou concreto, a única forma seria romper o pavimento e inserir o eletrodo?

    Desde já obrigado.

  3. Sergio Carneiro says:

    A empresa que fez a instalação do para raio do meu prédio, fez o aterramento em uma tubulação de gás. A concessionária de gás quando viu, nos informou que tal prática não é prrmitida, no que eu concordo. Já a empresa que fez a instalação disse que não nada de errado. Poderiam me esclarecer esta situação? Obr.

  4. Jose alberto says:

    Bom dia,
    Em relação ao SPDA estrutural, qual a profundidade mínima que deve ter o eletrodo na estrutura? Por exemplo uma estaca com 18m de profundidade possui uma armação metálica de 10m. A rebar deve ir até a profundidade de 18m ou 10m já atenderia?

  5. Fernando Castro says:

    Boa tarde.
    Tenho a seguinte duvida :Se tratando de edificações que possuem um spda isolado (ou seja a malha e descidas são totalmente externas),em relação as inspeções periódicas conforme a NBR 5419-3 item 7.3.2.d ) ,a mesma tem que ser submetida ao teste de continuidade com o uso do micro-ohmímetro ? se a resposta for sim…eu devo seguir as mesmas orientações (e os mesmos valores de resistências ) do anexo “F” da NBR 5410-3 que trata de ensaio de continuidade de armaduras de concreto armado?

    • normando says:

      A resposta é NÃO. Quando se determina em fazer os testes de continuidade a ideia é usar as proprias ferrans estruutrais para garantir que as corrnetes cheguem no solo o mais rapido possiveel e isso é um SPDA não isolado (natural) , então se vc pretende fazer um SPDA isolado, não faz sentido fazer os testes de continuidade da edificação.

      • Fernando Castro says:

        Obrigado por me responder.
        A minha duvida na verdade nasceu pelo fato que tenho aqui nas áreas da empresa ,existem várias edificações e subestações abrigadas e todas possuem um sistema de SPDA,contendo captação ,descidas e malha de aterramento.
        E neste momento estamos atualizando os planos de manutenção anual das preventivas e adequando conforme as normas vigentes.
        E se tratando da NBR 5419-3 Item 7.3.2,onde destaca-se os itens a se inspecionar.
        Dentre estes itens ,destaca a verificação da integridade física dos condutores(por ensaio de continuidade elétrica dos condutores, item 7.5.1.d),onde orienta quando ao uso do micro-ohmímetro para essa finalidade.
        Ao mesmo tempo a norma não descreve com clareza se o procedimento de verificação anual de continuidade de condutores ,é aplicável para spda isolado e não isolado? E se uma vez atestado a continuidade das armaduras…no ano seguinte deverá realizar novas medições?….

  6. Gilberto Pinto says:

    Para o projeto do SPDA de uma casa com fundação em radier, o anel de cordoalha de 50mm2, pode ficar embutido no perímetro externo da armadura do radier ou será melhor fazer externamente a 1 m de afastamento, circundando a construção. Vocês poderiam fornecer barras de aço para interligar este anel no térreo com o anel superior da gaiola de faraday?

  7. Gabriella says:

    Boa tarde,
    Preciso aterrar conteiners metálicos? qual item da norma pede isso?

    Eles estão num pátio expostos a raios, alguns são estruturas fixas.

    • normando says:

      Gabriela, se não falha a memoria a norma não aborda o assunto de forma especifica, mas containers metalicos devem ser aterrados em suas extremidades opostas, a minha sugestão é uma interligação do container com a malha de aterramento a cada 10 m.
      Caso existaam muitas pessoas nesses conteiners talvez seja uma boa ideia alem desse aterramento tentar um sistema isolado com postes metalios de modo a reduzir os riscos para as pessoas.

  8. Elias Luiz santos says:

    temos uma duvida quanto a instalação de ponto de medição em descidas utilizando barra chata de aluminio. ha no mercado um produto para tal? como é feito?

    • normando says:

      Elias, existem 2 possivebilidades, voce usa um conector de compressão de cobre estanhado e liga o cabo de cobre com a barra chata de Aluminio sem formar par galvanico. A outra saida é usar um conector de pressão mecanica, por exemplo o TEL-5420 que é de Latão estanhado e faz a mesma coisa que a outra opção. Nos detalhes de CAD da Termotecnica (disponivel para download no site) voce tem esses 2 detalhes em cad.

  9. Lamarck Alves says:

    Bom dia!
    Com relação à caixas de inspeção, vi que a norma cita que elas podem ser usadas, mas não especifica a quantidade ou local.
    Todos os projetos que vi até agora, as caixas são instaladas na conexão da descida com a malha de aterramento, porém eu não entendo o critério para tal.
    Tem algum critério que se deve levar em consideração para instalar essas caixas?

  10. Tihales Araujo says:

    Boa tarde!
    No texto acima fala que o anel deve ser instalado preferencialmente a 1m da edificação para possibilitar manutenções/inspeções.
    Não encontrei na NBR-5419 se existe uma distância máxima na qual o condutor do anel de aterramento tem de estar da edificação protegida. Sabem me informar sobre isto?

  11. Gilberto Rodrigues says:

    Parabens pelo site. Já estou me informando sobre o curso de SPDA aqui em Curitiba.

    No caso de um galpão as descidas são embutidas nos pilares, porem alguns pontos não estão interligado a malha de aterramento e sim isoladamente com estacas. Deve se conectar todos os pontos de descidas a malha?
    Um abraço

    • Termotécnica Para-raios says:

      Olá Gilberto, a NBR 5419:2015 diz que todas as descidas devem estar ligadas ao eletrodo de aterramento. Descidas isoladas próximas a um eletrodo de aterramento poderão gerar diferenças de potencial em caso de descargas atmosféricas.

      Aguardamos você no nosso curso em Curitiba!

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