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Noções básicas sobre aterramento

Componentes de um Eletrodo de Aterramento

  • Condutor de aterramento
  • Conexão entre o condutor de aterramento e o eletrodo de aterramento
  • Eletrodo de aterramento

Locais das Resistências

  1. O eletrodo de aterramento e sua conexão
    A resistência do eletrodo de aterramento geralmente é muito baixa. As hastes de aterramento geralmente são feitas de material altamente condutivo/com baixa resistência, como aço ou cobre.
  2. A resistência de contato do solo em volta do eletrodo
    O National Institute of Standards (uma agência governamental do Departamento de Comércio dos EUA) demonstrou que essa resistência é quase negligível desde que o eletrodo esteja livre de tinta, graxa etc. e que esteja firmemente em contato com o solo.
  3. A resistência do solo em volta
    O eletrodo de aterramento é envolvido pelo solo que, conceitualmente, é feito de conchas concêntricas com a mesma espessura. As conchas mais próximas do eletrodo têm a menor área, o que resulta no maior grau de resistência. Cada concha subsequente incorpora uma área maior, resultando em uma resistência menor. Por fim, atinge-se um ponto em que as conchas adicionais oferecem pouca resistência ao solo em volta do eletrodo.

Com base nessas informações, devemos nos concentrar em formas de reduzir a resistência de aterramento ao instalar sistemas de aterramento.

Eletrodo de aterramento único.
 
Diversos eletrodos de aterramento
conectados
 
Rede em malha.
 
Placa de aterramento.

O Que Afeta a Resistência de Aterramento?

Primeiro, o código NEC (1987, 250-83-3) exige que no mínimo 2,5 metros (8 pés) do eletrodo de aterramento estejam em contato com o solo. No entanto, há quatro variáveis que afetam a resistência de aterramento de um sistema:
  1. Comprimento/profundidade do eletrodo de aterramento
  2. Diâmetro do eletrodo de aterramento
  3. Número de eletrodos de aterramento
  4. Design do sistema de aterramento

Comprimento/Profundidade do Eletrodo de Aterramento

Uma forma muito eficaz de reduzir a resistência de aterramento é posicionar os eletrodos mais profundamente. O solo não possui uma resistividade consistente e pode ser altamente imprevisível. Essa resistividade é essencial ao instalar o eletrodo de aterramento, que deve ser posicionado abaixo da linha de congelamento. Isso é feito para que a resistência de aterramento não seja muito influenciada pelo congelamento do solo em volta.

Geralmente, ao dobrar o comprimento do eletrodo de aterramento, você pode reduzir o nível de resistência em mais 40%. Há ocasiões em que é fisicamente impossível posicionar as hastes de aterramento mais profundamente - em áreas compostas de pedra, granito etc. Nesses casos, são viáveis métodos alternativos, como o cimento de aterramento.

Diâmetro do Eletrodo de Aterramento

Aumentar o diâmetro do eletrodo de aterramento não reduz muito a resistência. Por exemplo, você pode dobrar o diâmetro de um eletrodo de aterramento e a sua resistência diminuiria somente em 10%.

Número de Eletrodos de Aterramento

Outra forma de reduzir a resistência do aterramento é usar diversos eletrodos. Desse design, mais de um eletrodo é enterrado e conectado em paralelo para reduzir a resistência. Para que os eletrodos adicionais sejam eficazes, os espaçamentos entre as hastes adicionais devem ser, no mínimo, equivalentes à profundidade da haste enterrada. Sem o espaçamento correto dos eletrodos de aterramento, suas áreas de influência se sobreporão e a resistência não será reduzida.

Para ajudar na instalação de uma haste de aterramento que atenda aos seus requisitos específicos de resistência, use a tabela de resistências de aterramento abaixo. Lembre-se que essa tabela só deve ser usada como regra geral, pois o solo possui camadas e é raramente homogêneo. Os valores de resistência variam significativamente.

Design do Sistema de Aterramento

Sistemas de aterramento simples consistem em um único eletrodo enterrado no solo. O uso de um único eletrodo de aterramento é a forma mais comum de aterramento e pode ser encontrada do lado de fora da sua casa ou local de trabalho. Sistemas de aterramento complexos consistem em diversas hastes de aterramento, conectadas em redes de malha ou grade, placas de aterramento e loops de aterramento. Esses sistemas geralmente são instalados em subestações de geração de energia, escritórios centrais e locais de torres de transmissão.

Redes complexas aumentam significativamente a quantidade de contato com o solo em volta e reduzem as resistências de aterramento

Tipo de solo Resistividade do solo Resistência de aterramento
Profundidade do eletrodo de aterramento
(metros)
Faixa de aterramento
(metros)
M 3 6 10 5 10 20
Solo muito úmido,
como o pântano
30 10 5 3 12 6 3
Solo de plantio, solo de
limo e argila
100 33 17 10 40 20 10
Solo de argila arenoso 150 50 25 15 60 30 15
Solo arenoso úmido 300 66 33 20 80 40 20
Concrete 1:5 400 - - - 160 80 40
Cascalho úmido 500 160 80 48 200 100 50
Solo arenoso seco 1000 330 165 100 400 200 100
Cascalho seco 1000 330 165 100 400 200 100
Solo pedregoso 30,000 1000 500 300 1200 600 300
Pedra 107 - - - - - -
        

Aplicações Específicas

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