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SPDA e Aterramento: por que as malhas devem ser interligadas?

Vou iniciar este post lançando uma pergunta que visa discutir uma afirmação perigosa que ouvi há algumas semanas: “O fato de manter  as malhas de aterramento isoladas garantem a segurança das pessoas, equipamentos e instalações?”

Sabemos que o aterramento é uma ligação física intencional do condutor de proteção, carcaças metálicas de equipamentos, elementos condutivos metálicos como tubulações metálicas não destinados à condução de corrente elétrica da instalação, com o objetivo de proporcionar segurança a pessoas (contra choque elétrico por tensão de passo e contato) e equipamentos. Sabemos ainda que quanto melhor a ligação equipotencial entre todos estes elementos da instalação, mais efetiva a dissipação da corrente elétrica proveniente de uma descarga atmosférica, preservando a instalação e a integridade física das pessoas.

Ainda, que embora devamos separar a malha de aterramento principal, dita de força (de alto impacto, diretamente ligada aos condutores de descida do SPDA de uma edificação) das Malhas de Referência de Sinal para equipamentos sensíveis, devemos mantê-las conectadas pelas respectivas BEP/TAP (Barra de Equipotencialização Principal / Terminal de Aterramento Principal), ligadas pelos condutores de proteção.

Daí:

1. Considerar que as malhas isoladas vão garantir segurança, não seria desprezar que o solo por maior que seja sua resistividade elétrica é também condutor, e mesmo sem a ligação física entre as malhas, proporcionaria um acoplamento que seria capaz de induzir correntes entre as mesmas?

2. A equipotencialização não eliminaria ou dirimiria ao máximo a possibilidade da existência de tensão de passo entre as malhas?

3. Por outro lado, esta ligação não implicaria no risco das carcaças metálicas dos equipamentos admitirem um potencial elevado, no momento da descarga?

Enfim, as malhas de aterramento de uma instalação devem ou não estar isoladas?

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Em primeiro lugar, o fato de manter as malhas isoladas é por si só um risco, pois representa pontos de interligação intencionalmente desconectados entre si. Em outras palavras, com esta ação, intencionalmente são formadas linhas equipotenciais, e qualquer um que se mantenha simultaneamente entre duas linhas equipotenciais, de potenciais distintos entre si, seria acometido por choque elétrico pela tensão de passo.

Além disso, mesmo que não haja uma ligação física entre as malhas, por mais elevada que seja a resistividade elétrica do solo, algumas condições ambientais, como o alto índice de umidade no ar e temperaturas mais baixas, por exemplo, já contam para variar a impedância do solo, e ele também passa a ter melhores características de condutividade elétrica. Em outras palavras, o efeito eletromagnético causado pela passagem de corrente elétrica em uma malha é propagado pelo solo, por indução eletromagnética, induzindo correntes em outras malhas, mesmo que elas estejam fisicamente desconectadas. Neste ponto, a desconexão entre as malhas piora os efeitos de formação de gradientes de potencial perigosos no solo, levando inclusive a gerar falhas em equipamentos e instalações (inclusive os de proteção elétrica), além do risco à vida humana. Isso porque a compatibilidade eletromagnética de equipamentos é comprometida quando as malhas estão desconectadas entre si.

No caso de incidência de uma descarga atmosférica, ocorre um impulso de corrente da ordem de dezenas de kA, por milionésimos de segundos. Esta corrente precisa de um caminho de baixa impedância para ser escoada e este caminho são as malhas de aterramento. Quanto mais pontos de interligação, mais equipotencializada, ou seja, melhor distribuído estará este fluxo de corrente. Esta boa distribuição do fluxo de corrente é necessária para evitar sobretensões perigosas, que podem tanto queimar equipamentos, como provocar choques em pessoas (por tensão de passo).

Lição de hoje: interligar e equipotencializar as malhas de aterramento, junto ao sistema de proteção contra descargas atmosféricas, inclusive as malhas de referência de sinal (para equipamentos eletrônicos sensíveis).

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  1. Vinicius Almeida
    abril 29, 2011 às 7:28 pm

    Bom artigo, mas tenho uma dúvida. Como posso medir a interligação de grande malhas, como dentro de uma indústria? O multímetro garante uma medição correta?

    • abril 29, 2011 às 11:36 pm

      Vinícius, obrigada por sua visita.

      Na realidade o mais usual para medição de impedância de aterramento da malha é o terrômetro e ele garante sim alta confiabilidade nas medições (lembrando que todo instrumento deve ser periodicamente aferido e calibrado para garantir medições confiáveis). Quanto mais as malhas estiverem interligadas entre si (quantidade de pontos de medição), melhor a equipotencialização da malha e menores os valores obtidos nas medições. Lembrando que o valor da impedância da malha em ohms, embora a NBR5419 estabeleça como parâmetro 10 ohms, não é determinante para atestar a “qualidade” da malha de aterramento. Existem outras normas internacionais que estabelecem valores diferentes, como 25 ohms. O mais importante é junto com o estudo da estratificação do solo (deve ter sido feito no projeto da malha do aterramento e spda) analisar os valores. Solos com resistividade elétrica alta, tendem a dar valores de impedância altos também, sem necessariamente significar que a malha não foi bem projetada. Recomendo a leitura do post Inspeção e manutenção em SPDA e malhas de aterramento, que traz aspectos práticos sobre estas medições.

      • Vinicius Almeida
        dezembro 20, 2011 às 8:03 pm

        Olá Patrícia.

        Muito interessante este assunto. Mas com o terrômetro não é possível medir a “continuidade elétrica” de malhas. Estive, semana passada, em São Paulo participando de um curso sobre o assunto na ABNT. Como não poderia ser diferente, o treinamento trouxe muitos conhecimentos novos, mas ainda deixou algumas dúvidas sobre este polêmico assunto. Porém foi verificado que a melhor forma de se medir continuidade entre malhas ou verificar a resistência de contato de algum equipamento com a malha de ateramento deve-se usar o Microhmímetro. Caso teha interesse em trocar mais informações me envie um e-mail.

  2. eletrorocha
    maio 2, 2011 às 11:07 am

    Excelente artigo! parabens!

  3. Nelita
    setembro 17, 2012 às 1:43 pm

    Existe uma distancia maxima entre malhas distintas que deve ser considerada para que a interligacao de ambas resulte na equipotencializacao? No caso de grandes obras, se uma malha for muito distante da outra, o comprimento dos cabos nao poderia influenciar no resultado?

    • setembro 22, 2012 às 1:59 pm

      O cabo tem uma impedancia, com forte influência da reatancia indutiva, e para longas distâncias, até mesmo efeito capacitivo. O condutor de aterramento, idealmente, deve ser lançado no menor comprimento (menor distância) para a malha de aterramento, até porque existe um efeito relacionado à compatibilidade eletromagnetica que está diretamente relacionado com isso. Sua preocupação é importante, porque quanto maior o lance do condutor que interliga duas malhas distintas, maior a queda de tensão gerada no trecho. Entretanto, não existe distância fixa. Essa distância precisa ser calculada através das equacoes disponíveis na norma IEEE Std. 142.

  4. JOAO RENATO HERING KVACEK
    outubro 5, 2012 às 4:28 pm

    Prezada Patricia, qual a especificação/norma ABNT que trata da obrigatoriedade da interligação da malha de aterramento SPDA com outra malha de aterramento específica ?
    Existe alguma outra lei, decreto, medida sobre este assunto?
    A Embratel recomenda que se faça a interligação das malhas existentes, você sabe porque?

    • outubro 18, 2012 às 1:58 pm

      Existem sim, diversas normas que falam sobre o assunto, principalmente internacionais, como o IEEE.

      A IEEE Standard 142:2007 – IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems, trata de requisitos para dimensionamento de malhas de aterramento (ela cobre o que a ABNT NBR 5419 deixa de citar). E entre os requisitos, ela fala da interligação de malhas de aterramento.

      Existem ainda outras normas relacionadas ao aterramento de equipamentos sensíveis e compatibilidade eletromagnética, que é uma consequência de malhas equipotencializadas:

      IEC 62305-4 – Protection against Lightning – Part 4: Electrical and Electronic Systems within Structures
      IEEE Std 1143-1994 – IEEE Guide on Shielding Practice for Low Voltage Cables.
      IEC 61643 – Low Voltage Surge Protective Device.
      IEC6100-5-2 – Part 5 – Installation and Mitigation Guidelines – Section 2: Earthing and Cabling
      IEEE Std. 1100-2005 – Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment.

  5. Daniel Moda
    janeiro 30, 2013 às 10:47 am

    Muito bom o artigo, me ajudou a elaborar termos técnicos para descrever o subsistema de aterramento de uma empresa no qual estou elaborando um laudo.

    Grato.

  6. Viviane
    maio 25, 2013 às 4:37 pm

    Patrícia, a malha de aterramento principal pode ser interligada com a malhas de referência de sinal através de solda exotérmica, ou seria melhor fazer essa interligação através de uma barra de equalização?

    • maio 26, 2013 às 9:18 pm

      Olá Viviane,

      Geralmente as malhas de aterramento principal são ligadas às malhas secundárias através de barras de equipotencialização.

  7. João Guilherme Mortari Amarante
    agosto 9, 2013 às 1:08 pm

    Bom dia Patrícia, primeiramente gostaria de agradecer pela qualidade do material disponibilizado.
    Gostaria de saber se existe alguma norma que limite um valor máximo de resistência para a interligação das malhas e se esse valor se altera se a área for classificada.

    Muito obrigado.

    • agosto 9, 2013 às 6:22 pm

      Olá Guilherme, eu que agradeço a visita.

      A ABNT NBR 5419 fala num valor que não é exatamente um máximo, mas sim uma referência de 10 ohms (sugiro que você a consulte), mas não cita observação para áreas classificadas.

      A sua preocupação é relevante, mas pense bem, todas as medidas de segurança adotadas em áreas classificadas visam salvaguardar a integridade de pessoas, instalações e equipamentos em condições normais ou anormais de operação, mas previstas. E não em casos extremos, nos quais a destruição se daria de qualquer jeito. O que quero dizer é que no caso por exemplo de uma descarga atmosférica, a equipotencialização das malhas de aterramento de fato colabora para dissipar rapidamente aquele impulso de corrente e evitar formar potenciais perigosos no solo (os efeitos são muito, muito piores, quiçá desastrosos se a malha não estiver presente ou não tiver sido bem projetada). Entretanto, sabemos que mesmo assim, os efeitos causados por uma descarga atmosférica numa instalação em certo ponto não são previsíveis, sendo área classificada ou não. Então, essa informação embora relevante, não seria garantidora de maiores proteções na área.

  8. João Guilherme Mortari Amarante
    agosto 9, 2013 às 8:29 pm

    Cara Patrícia, concordo plenamente contigo, este valor de referência de 10 ohms é um valor aproximado, pois em solos com alta resistividade tal valor seria praticamente inviável econômico e tecnicamente.
    Porém minha maior dúvida é quanto a interligação de malhas, por exemplo dois barracões que armazenam produtos químicos. Sei da importância da interligação das duas malhas de aterramento, fato que promove uma maior dispersão de corrente (sempre frisadas pelo professor de instalações industriais), porém não recordo e não consegui localizar valores normatizados que referenciem uma boa conexão entre as duas malhas. Sei que existem medições de referência de malha de aterramento, mas existe um valor normatizado que garante que a interligação está bem feita?

    Muito Obrigado.

    • agosto 9, 2013 às 9:04 pm

      Oi Guilherme,

      Além da ABNT NBR 5419, existem diversas normas que falam sobre o assunto, principalmente internacionais, como o IEEE. Eu particularmente nunca vi um valor fixo, normatizado, padrão para a impedância em interligação de malhas. É sempre um estudo mais complexo, caso a caso.

      A IEEE Standard 142:2007 – IEEE Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems, trata de requisitos para dimensionamento de malhas de aterramento (ela cobre o que a ABNT NBR 5419 deixa de citar). E entre os requisitos, ela fala da interligação de malhas de aterramento.

      Existem ainda outras normas relacionadas ao aterramento de equipamentos sensíveis e compatibilidade eletromagnética, que é uma consequência de malhas equipotencializadas:

      IEC 62305-4 – Protection against Lightning – Part 4: Electrical and Electronic Systems within Structures
      IEEE Std 1143-1994 – IEEE Guide on Shielding Practice for Low Voltage Cables.
      IEC 61643 – Low Voltage Surge Protective Device.
      IEC6100-5-2 – Part 5 – Installation and Mitigation Guidelines – Section 2: Earthing and Cabling
      IEEE Std. 1100-2005 – Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment.

      Espero ter ajudado.

  9. LUIS CARLOS LUNKES
    novembro 10, 2013 às 10:58 pm

    Seus comentários são técnicos e didáticos, meus parabéns.

  10. redeeletrica
    fevereiro 2, 2014 às 2:15 pm

    Olá Patrícia, parabéns pela matéria esse assunto é muito polêmico, de acordo com os princípios técnicos você esta corretíssima.
    Equipe: http://www.redeseletricas.wordpress.com

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