Eletrodo de aterramento PDA – parte 3

• O arranjo B (em anel)

a) Este arranjo consiste num anel circundado a edificação com cabo de cobre 50 mm2, afastado de um 1 m da projeção da edificação, a 50 cm de profundidade.

b) Para as edificações de nível III e nível IV, este anel circundando a edificação é suficiente conforme figura 3 da parte 3.

c) Como vemos na figura 3, o comprimento mínimo para nível III e nível IV é de 5 m, o que é facilmente atendido em quase todas as edificações desses níveis de proteção, uma vez que o comprimento mínimo do eletrodo não varia com a resistividade do solo.

d) Para o nível e nível II de proteção é necessário fazer a prospecção do solo “In loco”, estratificar este em camadas (NBR7117), identificar a resistividade da camada onde o eletrodo de aterramento será instalado, entrar na figura 3 e descobrir no “eixo y” qual o comprimento mínimo do eletrodo de aterramento (l₁) deverá estar enterrado.

e) O próximo passo consiste em calcular o R_e (raio equivalente), que é o raio de uma circunferência que tenha a mesma área do seu anel de aterramento, e verificar se o r_e ≥ l Se esta condição for atendida, então o comprimento mínimo do eletrodo de aterramento atende à exigência da Norma. Caso contrário, o comprimento do eletrodo terá de ser aumentado até que a condição seja atendida.

f) Como vemos na figura 3, caso a resistividade do solo extrapole os 3.000 Ω.m, a Norma dá duas fórmulas para calcular o l₁ em função do nível de proteção, que são respectivamente, l_r= 0,03.r – 10 (Classe I) e l_r= 0,02.r – 11 (Classe II). Nos 2 casos, é necessário fazer a prospecção e estratificação do solo em camadas para poder determinar a resistividade (r) da camada onde o eletrodo de aterramento será instalado.

g) Para aumentar o comprimento do eletrodo de aterramento, quando a resistividade do solo é inferior a 3.000 Ω.m , a Norma fornece 2 opções. Para o eletrodo de aterramento com eletrodos horizontais (cabos ou fitas), a formula é l_r= l₁-r_e , e para eletrodos verticais (hastes verticais ou inclinadas ou buracos verticais com cabos) a fórmula é l_v= (l₁-r_e)/2.

NOTA 1 – O anel de aterramento deverá estar no mínimo 80% enterrado, aceitando-se em casos de extrema necessidade, como por exemplo caso de interferências com outras instalações que no máximo 20% do eletrodo possa estar a uma profundidade menor. Nesta situação, é altamente recomendável que seja justificado o motivo desta atitude.

NOTA 2– Aquele anel que a Norma antiga aceitava até 4 m acima do solo não é mais permitido. A regra agora é a nota 1 acima.

NOTA 3 – No caso de impossibilidade de executar esse anel na periferia externa da edificação, a Norma permite que esse anel seja executado dentro a edificação. Nestes casos, é altamente recomendável que seja justificado no relatório técnico do projeto essa medida. Uma dica para este caso é que o anel interno à edificação seja instalado o mais externo possível para reduzir o risco de alguém que esteja no subsolo possa estar fora do anel no instante em que um raio atinja a edificação e esta possa estar em situação de risco, submetida a tensões de passo e/ou toque acima do desejável.

E cadê os 10 OHMS ?

a) A Norma anterior à Norma de 1993 exigia uma resistência máxima de 10 ohms em qualquer época do ano. Esse jargão constava em todos os projetos e documentos técnicos que falassem sobre o aterramento do SPDA. Veja de onde veio esse texto.

NBR5419/1977

“3.4.5.1.- O número de eletrodos de terra depende da característica do solo; a resistência de terra não deve ser superior a 10 ohms, em qualquer época do ano, medida por aparelhos e métodos adequados.”

b) O primeiro erro é que a garantia desse valor de aterramento é do projetista, através da execução da prospecção do solo e estratificação em camadas (NBR 7117/2012). Lançando a malha de aterramento nessa estratificação, usando um aplicativo de estratificação, ele já te daria um valor de aterramento estimado para essa malha, e desta forma o projetista poderia ampliar a malha com eletrodos verticais ou horizontais até chegar num valor que ele considerasse aceitável para esse tipo de solo.

c) Como a maioria dos projetistas de SPDA não faziam o seu trabalho corretamente, passavam a responsabilidade para a empresa instaladora que, no final da obra, após a medição de resistência (NBR15749/2009) de aterramento, na maioria dos casos mal feita, dentro da área de influência do aterramento, via de regra apresentava valores baixos, exatamente por ter sido medida de forma incorreta. É uma situação típica onde o crime compensa. Você faz a medição errada e o valor dá baixo, quando deveria dar alto para punir e obrigar a fazer a medição da forma correta.

d) Assim sobrando para o instalador resolver o problema de projeto, este partia para a cravação de hastes e lançando produtos químicos agressivos no solo, para que a qualquer custo aparecessem os malditos 10 ohms. Quando a solução não eram os produtos químicos se partia para as fórmulas mágicas de sal grosso, carvão vegetal, água e uma reza brava para atingir os tão sonhados 10 ohms. Obviamente, essas soluções mirabolantes trazem de médio a longo prazos um preço, que é a degradação do aterramento e a sua inevitável troca total.

Após 1993, a norma mudou o texto para:

“5.1.3.1.1 – Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmosférica na terra sem causar sobretensões perigosas, o arranjo e as dimensões do sistema de aterramento são mais importantes que o próprio valor da resistência de aterramento. Entretanto, recomenda-se uma resistência da ordem de 10 W, como forma de reduzir os gradientes de potencial no solo e a probabilidade de centelhamento perigoso.”

Como vemos no texto da Norma de 1993, a palavra “a resistência de terra não deve ser superior a 10 ohms  em qualquer época do ano” da Norma anterior foi trocado por “recomenda-se uma resistência da ordem de 10 W “ . Como vemos, houve uma evolução da obrigatoriedade para a recomendação.

Na Norma NBR 5419/ 2015, o texto evolui para :

Na Norma atual não é mencionado nenhum valor específico pois se sabe que a configuração da malha de aterramento, associada ao anel circundando a edificação, é a melhor solução tanto para a dispersão das correntes no solo, quanto para a segurança pessoal. Associado a esse tema, temos de lembrar que as correntes impulsivas têm miopia para a resistência ( R ), sendo mais importante a sua Impedância (Z), que depende da geometria da malha e do perfil dos materiais que estão sendo usados.

Mas se os 10 OHMS não validam o aterramento como válido um aterramento de SPDA hoje em dia à luz da nova Norma?

A eficiência de um aterramento de SPDA pela nova Norma pode ser validada pelos seguintes itens.

a) Eletrodos naturais

• Garantia da sua integridade física (anel dentro das vigas baldrames) sejam acidentais (durante a execução da fundação)  ou sejam propositais (usando um condutor específico para garantir a continuidade do anel).

• Essa integridade poderá ser comprovada com documentos técnicos que comprovem que a continuidade foi executada
• Testes de continuidade elétrica de acordo com o anexo F da parte 3 da Norma, com respectivo relatório técnico comprovando os valores medidos.

b) Eletrodos não naturais

Para um eletrodo de aterramento não natural é necessário garantir que:

• o eletrodo de aterramento é um anel fechado circundado a edificação;
• o anel está no mínimo 80% em contato com o solo;
• caso existam os 20% fora do solo, deverão ser justificado;
• que esse anel está conectado com os condutores de descida;
• que esse anel está a uma profundidade mínima de 50 cm;
• o anel está 1 m afastado da edificação, caso contrário, seja justificado;
• o cabo do eletrodo em anel está dentro da Norma NBR 5419/2015, tabela 7 da parte 3, e NBR 6524 (7 fios com 3 mm diâmetro cada fio etc.);
• não existam conexões mecânicas em contato com o solo;
• caso o anel de aterramento contenha hastes (eletrodos verticais) estas sejam de alta camada, conforme Norma NBR 13571;
• o anel de aterramento é continuo (registro documental ou teste de continuidade);
• validar o comprimento do eletrodo de aterramento pela figura 3 da parte 3, comprimento de eletrodo versus resistividade do solo;
• validar que o r_e ≥ l_1;
• no caso de nível 1 e 2 para validar o l₁ é obrigatório ter a prospecção do solo e a resistividade do solo, estratificada em camadas NBR 7117/2012.

Conclusão final

1. Acho que ficou bem claro que antigamente se validava um aterramento a partir de um valor de resistência que aparecia no aparelho sem questionar o método de medição usado, contra 13 ou mais itens que fazem realmente uma grande diferença na qualidade e eficiência do eletrodo de aterramento.
2. E como estamos falando de aterramento é necessário muito cuidado com os milagrosos aterramentos separados, eletrônicos, isolados, exigidos por fabricantes de equipamentos eletrônicos. A Norma deixa claro que caso existam outros eletrodos de aterramento estes têm de ser equalizados via barramentos BEP ou BEL.

*Eng. Normando V.B. Alves  é Diretor de Engenharia da Termotécnica