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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 comprimento 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!

Orientações para dimensionamento da malha de aterramento do SPDA

178 comentários em “Orientações para dimensionamento da malha de aterramento do SPDA

  1. Caso eu faça utilizando a estrutura das minhas fundações ( uma pequena residência) Eu tenho que sair com uma barra da minha fundação e fazer a ligação no meu BEP ou quadro ? Apenas uma barra seria suficiente?

    1. Olá Thais,

      Depende da continuidade elétrica das ferragens estruturais entre o ponto de conexão do BEP e o aterramento. Se esta existir, pode conectar o BEP diretamente nas ferragens. Caso contrário, será preciso levar um condutor para fazer esta conexão, que não necessariamente precisa ser uma barra. Existem dezenas maneiras de fazer a ligação equipotencial entre o BEP e o aterramento natural/estrutural.

      A mais comum delas é deixar um conector Aterrinsert no pilar (este conectado internamente no aterramento) e a partir dele realizar as conexões com o BEP, utilizando cordoalhas, fitas ou barras.

      Nos detalhes de CAD, que disponibilizamos gratuitamente aqui no site, você pode conferir os seguintes: J001, J002, J004,D047.

  2. Você teria algum vídeo que mostre como é feito um aterramento de uma residência e que mostre como é feito as conexões na armadura de concreto?

    1. Olá Damião,

      Infelizmente não tenho um vídeo prático dessas execuções, porém tenho vários detalhes de CAD que podem lhe auxiliar a ter uma compreensão melhor de como realizá-las. Além disso, nossos cursos são bem didáticos e contam com várias fotos para exemplificar tais situações. Caso tenha interesse, entre em contato com o nosso setor de eventos através do e-mail [email protected]

  3. Então pode-se utilizar o aço galvanizado a fogo em toda a estrutura da edificação? Da fundação até o topo do prédio, substituindo as barras galvanizadas em toda sua trajetória?

    1. Olá Santos,

      Sim! Apenas tenha cuidado caso precise fazer algum corte no material, pois será necessário recompor o acabamento. Também é preciso se atendar as mudanças de bitola entre o aterramento e as descidas.

    1. Olá Edvaldo,

      Não existe uma fórmula para instalação de caixas de inspeção. Estas normalmente somente serão instaladas caso existam no aterramento conectores mecânicos de pressão (soldas exotérmicas ou conectores de compressão dispensam seu uso).

      Uma dica que lhe dou é a seguinte: normalmente as conexões no aterramento ocorrem entre as descidas e a malha de aterramento, portanto o número de caixas de inspeção tende a ser igual ao número de descidas.

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