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.
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 normas, 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
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.
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.
Como é o spda para edificação feita por conjunto de 6 conteineres marítimos HC40 dispostos em 2 pavimentos? Estão assentados sobre sapatas de concreto armado em área rural.
Oi Miguel,
Normalmente os containers metálicos podem ser utilizados como componentes naturais do SPDA para captação e descidas, desde que as espessuras de suas chapas superem os valores mínimos descritos em Tabela 3 da NBR 5419-3:2015. Nesta situação basta-se apenas realizar o devido aterramento dos mesmos, através do condutor enterrado sob a forma de anel a 50 cm de profundidade (se as sapatas forem contínuas eletricamente poderão ser utilizadas como parte deste subsistema) e suas devidas ligações equipotenciais.
Quando a espessura da chapa for inferior ao mínimo indicado em tabela 3 deverão ser instalados subsistemas de captação e descidas nestes containers, seguindo as recomendações da parte 3 da NBR 5419.
Boa tarde!!
No caso de container metálico, seja ele sozinho ou associado a outros, é necessário realizar a malha de aterramento em anel e interligar o(s) container (es) nessa malha, correto? Ou pode ser feito igual antigamente, cravando um haste e pronto? rsrs E se faz necessário o sistema de captação e de descida para esse tipo de estrutura ou apenas a malha em anel atende? Não consegui ver isso na norma.
Outra pergunta, caso o container esteja próximo de estruturas ou entre 2 estruturas mais altas que eles e que já tenham seu anel de aterramento, se faz necessário a construção da malha em anel mesmo assim ou posso apenas interligar o container na malha das estruturas existentes?
Obrigado e parabéns pelo conteúdo do artigo.
Oi Marcos,
A NBR 5419 não traz recomendações específicas para estruturas em containers e, portanto, eles deverão seguir as mesmas recomendações adotadas para outras estruturas. Sendo assim, é necessária a confecção da malha de aterramento em anel ao redor do container, com o número de interligações deste com a malha equivalente ao número de descidas (idem para o espaçamento entre elas). O sistema de captação e descidas externas podem ser evitados se a estrutura metálica tiver espessura mínima conforme recomendações da Tabela 3 da parte 3 da norma.
Caso o container esteja entre duas estruturas mais altas a confecção do SPDA dependerá do gerenciamento de risco. Se este não exigir proteção bastará fazer a ligação equipotencial desta com as malhas de aterramento próximas.
Bom dia Nikolas!
No caso da interligação com malhas próximas, qual seria a distância limite? Por exemplo, a interligação deve ser realizada entre malhas até 20 metros de distância uma da outra. Acima de 20 metros, não se faz necessário a interligação.
Obrigado!!
Oi Marcos,
Não existe uma regra formal quanto a isso mas, se tratando de descargas atmosféricas, via de regra as distâncias superiores a 20 m causam uma impedância no condutor equivalente a impedância do solo, ou seja, as ligações entre malhas tornam-se irrelevantes.
Esse assunto foi tema do nosso TelCast, no episódio 39. Vou deixar o link aqui caso queira conferir! https://tel.com.br/podcast/interligar-malhas-proximas/
Bom dia! Preciso dimensionar um aterramento utilizando os componentes da fundação mas o tipo de fundação é Radier e, segundo o proprietário, esta fundação é praticamente isolada da terra por mantas plásticas e areia, sem brocas, sapatas, isto tudo para manter a isolação à umidade. Neste caso será melhor a forma de anel enterrado em 0,5m a 1 metro do perímetro do Radier? Grato.
Olá João Miguel,
O Radier em condições normais é um excelente condutor de aterramento natural. Mesmo existindo a manta impermeabilizante e areia abaixo dele, esses materiais não possuem características suficientes para impedir a passagem das correntes da descarga atmosférica. Porém, no seu caso específico, a passagem da corrente do raio pela manta impermeabilizante poderá danificá-la, causando a oxidação do Radier que obviamente não queremos.
Dados estes motivos, a melhor alternativa será a instalação do condutor de aterramento em anel externo, afastado a 1m das paredes externas e enterrado a pelo menos 50 cm de profundidade. Essa malha também deverá ser interligada ao Radier, a cada 3~5 m. Essas ações vão garantir uma menor impedância do sistema, evitando danos a estrutura, ocupantes e também a manta impermeabilizante do Radier.
om dia Termotécnica,
estou com a seguinte situação. Uma transportadora de dimensões 110m de comprimento por 60 metros de largura.
O nível de proteção conforme Avaliação de Risco é IV. Será utilizada Método das malhas na cobertura para proteção (20×20) com barras chata de alumínio e mini-captores.
No perímetro é impossível realizar descidas retas do nível da cobertura até o solo por causa das DOCAS de descarga onde não há pilares e parede somente cobertura em balanço.
Posso utilizar os pilares metálicos de aço que estão uns 10 metros para dentro do perímetro como descida natural obedecendo os espaçamentos máximos? E então conectá-los há uma malha de aterramento que envolverá todo perímetro da edificação? Além de equipotencializar todas as massas metálicas da estrutura.
Minha dúvida é se as descidas devem estar obrigatoriamente no perímetro da edificação. Nesse caso os pilares de descida estariam para dentro do perímetro (uns 10 metros para dentro do perímetro onde tem parede e pilar). Não tem a mínima possibilidade de fazer descidas no perímetro porque ali tem carga e descarga dos caminhões (somente cobertura e balanço). E minha malha pode ficar no perímetro interno próximos as paredes internas.
poderia me dar uma luz.
att
Olá Thiago,
Nesse caso você pode sim fazer as descidas acompanhando os pilares mais externos, sendo preciso interligar a cobertura em balanço ao sistema, caso ela seja metálica. A norma recomenda as descidas no perímetro externo para abranger uma maior área de proteção com o menor custo possível mas, no seu caso, é algo intangível.
Tenha cuidado com relação as tensões de toque e passo, já que terá circulação e permanência de pessoas nas proximidades das descidas durante tempestades. O condutor CUI TEL-830208 é uma boa alternativa para esse problema. Recomendo que você projete a malha de aterramento tomando como base o maior perímetro da edificação, dessa forma minimizará os riscos aos ocupantes.
Olá Nikolas,
obrigado pela resposta.
No caso serão utilizados os pilares metálicos mais internos, visto que que para Classe IV de SPDA são necessários 20 metros de afastamento máximo (com 20% de margem), terei mais pilares como descida (10 em 10 metros).
Para minimizar Tensões de Toque e Passo serão instalados as Placas de advertência (para manter afastamento de 3m em casos de chuvas e tempestades) e terá mais de 10 descidas naturais, logo os riscos são reduzidos a níveis toleráveis conforme a Norma.
Em relação ao Eletrodo de aterramento é um problema. O ideal seria utilizar o baldrame (mas não tem os projetos estruturais), teria que ser validado com medição. Enterrar 400 metros de cobre nú no perímetro todo pavimentado e piso é complicado.
Em relação à captação, são telhas Galvalume que não atendem o mínimo de espessura intercaladas com telhas translúcidas. Vai ter que ter malha em Barra chata de alumínio 20×20 (mash).
Boa tarde,
estou trabalhando em um projeto de SPDA onde o solo onde a edificação foi construída é rochoso, e é impossível a implantação de hastes de aterramento no anel do sistema de aterramento. Existem alguns pontos de terra a alguns metros da edificação como devo preceder nesses casos ?
Olá Ezequiel,
Nem sempre as hastes de aterramento serão obrigatórias, especialmente para edificações com nível III ou IV do SPDA.
Uma alternativa a elas é adotar a utilização do cabo da malha no sentido horizontal, esticado com o dobro do comprimento da haste e enterrado a 50 cm de profundidade. Embora não seja tão comum quanto as hastes, essa alternativa terá a mesma funcionalidade.