O que é tensão de passo?

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Seja muito bem-vindo ao nosso TELCast! Eu sou Nikolas Lemos e hoje falaremos sobre um importante efeito que afeta as proximidades do ponto de impacto de um raio: a tensão de passo.

Sempre que a corrente da descarga atmosférica é injetada no solo, ocorre um aumento significativo da tensão superficial nas áreas próximas ao seu ponto de penetração. Esse aumento na tensão superficial do solo pode alcançar vários metros, dependendo das condições de condutividade do local e, quanto maior a distância do ponto de impacto, teoricamente, menores serão seus valores. Isso pode acontecer nas proximidades das descidas do SPDA, pilares de estruturas metálicas, condutores metálicos enterrados, árvores ou até mesmo no ponto de impacto direto do raio com a terra.

Na teoria, a impedância do aterramento será constante em qualquer posição. Sendo assim, o comportamento das tensões superficiais são similares a círculos concêntricos ao ponto de impacto e, as correntes, são retas radiais divergindo deste ponto. Contudo, como na prática, o solo possui uma mistura de compostos orgânicos e minerais variados, não é possível representar de forma precisa qual será o caminho escolhido pelas correntes do raio.

No máximo, é possível determinar quais serão os valores de tensão resultantes para cada distância. Isso se dá em função da máxima corrente prevista e da impedância calculada de acordo com levantamentos feitos no local.

Quando a elevação de potencial ocorre entre 2 pontos do solo afastados em 1 m, recebe o nome de tensão de passo. Aplicando este conceito na prática, a tensão de passo pode afetar seres humanos caso exista diferenças de potenciais entre os pés, causando acidentes como paradas cardíacas, queimaduras ou mortes. Este efeito é bastante comum já que esta distância de 1 m representa a abertura aproximada das pernas durante uma caminhada, por exemplo.

Os riscos são ainda maiores em quadrúpedes de grande porte como bois, cavalos, etc., uma vez que suas patas possuem afastamento superior a 1 m e, consequentemente, maiores serão as diferenças de potenciais e correntes em seus corpos.

A melhor maneira de proporcionar uma proteção contra esse fenômeno é criando no solo uma malha metálica com reticulados reduzidos. Dessa forma, as diferenças de potencial são minimizadas a valores toleráveis. A redução dos potenciais no piso interno das edificações é uma das razões para a norma de SPDA recomendar a malha de aterramento sob a forma de anel contínuo.

Entretanto, existem edificações em que apenas a execução de uma malha em anel, não é suficiente para garantir a segurança contra tensão de passo perigosa. Isto pode acontecer devido a grande extensão do território ou pela fragilidade daqueles que permanecem em seu interior.

É o caso dos locais de confinamento de quadrúpedes, onde teremos uma grande quantidade de seres sensíveis às diferenças de potenciais; ou para malhas de aterramento em grandes usinas fotovoltaicas, que se forem construídas apenas com o condutor em anel, este será tão grande que no seu interior poderão ocorrer consideráveis diferenças de potencial.

Em ambos os casos, a alternativa técnica mais segura é optar por reduzir as dimensões da malha, transformando-a em um reticulado. Para as usinas, por exemplo, é recomendado que a malha tenha largura e comprimento inferiores a 40 m. Essa recomendação, entretanto, não pode ser aplicada aos locais de confinamento de animais, já que mesmo com estas dimensões, ainda proporcionaria riscos à vida. Nestes casos, é preciso optar por reticulados menores, como os de 5 x 5 m.

Outras medidas também podem ser tomadas para a proteção contra as tensões de passo, como o aumento da resistividade superficial do solo, através da aplicação de uma cobertura de material isolante, como 5 cm de asfalto ou 20 cm de brita. Estas recomendações podem ser verificadas na íntegra no item 8 da parte 3 da NBR 5419.

O uso de componentes normatizados também é essencial para a eficiência dessa proteção, uma vez que produtos fora de norma não possuem nenhuma garantia de qualidade e durabilidade, especialmente as hastes de baixa camada e os cabos ditos comerciais.

Na persistência de qualquer dúvida sobre este assunto, consulte a equipe técnica da Termotécnica Para-raios.