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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 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 (0,5m) 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, além de um catálogo completo de materiais em conformidade com a norma da ABNT NBR5419/2015.

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

  1. 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.

    1. 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. Bom dia!

      Primeiramente parabenizo a equipe Termotécnica, pelo excelente canal de dúvidas e questionamentos sobre o tema de SPDA.

      Aproveito a oportunidade para o questionamento que seque:

      Em relação as classe I e II do SPDA, quando o re não atende o comprimento maior ou/e igual de l1 . Deve-se adotar a compensação Lr ( horizontal) e Lv (vertical), é preciso atender as duas condicionantes ou apenas uma delas (cabo horizontal) ou o eletrodo cravado (haste)?

      Considerando que possa ser utilizado apenas uma das duas condicionantes:

      – lr , poderá ser utilizado apenas o cabo adicionando seu comprimento resultante da equação( lr = l1-re), sendo derivando de uma haste aterrada existente ?

      – Lv, poderá ser acrescido eletrodo cravado (haste), diretamente na malha de aterramento já prevista no entorno da edificação ou deve ser acrescida ampliação da malha para novas hastes a serem aterradas?

      Agradeço desde já pela atenção.

      1. Quando o raio médio (RE) não atende o comprimento de maior ou igual a L1, deve-se adotar uma das duas alternativas: compensação LR (horizontal) ou LV (vertical).

        Ao adotar a primeira alternativa (LR) – seria acrescentar a diferença entre L1 e RE em eletrodo de aterramento na forma de cabos, pois se trata de condutores na horizontal. Já a segunda (LV), é a mesma ideia porém em forma de haste (eletrodo complementar de aterramento na vertical).

        Por fim, é importante destacar que o anel de aterramento é de grande importância para garantir a eficiência de seu SPDA e para proteger as pessoas que estão dentro da estrutura. Sendo assim, estão em não conformidade as edificações que não apresentarem o mesmo e para seu caso, essa compensação deve estar interligada ao anel.

  2. Muito bom o material de vocês, devem citar também que existe norma ABNT para medição e estratificação solo NBR 15749 e NBR 7117

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