ATERRAMENTO ELÉTRICO ainda tem dúvidas?

O aterramento elétrico, com certeza, gera muitas dúvidas quanto às normas e procedimentos no que se refere ao projeto elétrico residencial ou industrial.

Mas o que é o “terra”? Qual a diferença entre terra, neutro? O que é massa?

Quais são as normas que devo seguir para garantir um bom aterramento ?

Muitas vezes, um aterramento mal feito, ocasiona a queima, ou pior, o choque elétrico nos operadores desses equipamentos.

O aterramento elétrico tem três funções principais :

a – Proteger o usuário do equipamento das descargas atmosféricas, através da viabilização de um caminho alternativo para a terra, de descargas atmosféricas.

b – “ Descarregar” cargas estáticas acumuladas nas carcaças das máquinas ou equipamentos para a terra.

c – Facilitar o funcionamento dos dispositivos de proteção ( fusíveis, disjuntores, etc. ), através da corrente desviada para a terra.

TERRA, NEUTRO E MASSA

Vamos tomar como exemplo uma ligação de um PC à rede elétrica, que possui duas fases (+110 VCA, - 110 VCA), e um neutro.

Segundo Capelli, essa alimentação é fornecida pela concessionária de energia elétrica, que somente liga a caixa de entrada ao poste externo se houver uma haste de aterramento padrão dentro do ambiente do usuário.

Além disso, a concessionária também exige dois disjuntores de proteção.

Teoricamente, o terminal neutro da concessionária deve ter potencial igual a 0(zero) volt. Porém, devido ao desbalanceamento nas fases do transformador de distribuição, é comum esse terminal tender a assumir potenciais diferentes de zero.

O desbalanceamento de fases ocorre quando temos consumidores com necessidades de potências muito distintas, ligadas em um mesmo link.

Por exemplo, um transformador alimenta, em um setor seu, uma residência comum, e no outro setor, um pequeno supermercado. Essa diferença de demanda, em um mesmo link, pode fazer com que o neutro varie seu potencial (flutue). Para evitar que esse potencial “flutue”, ligamos (logo na entrada) o fio neutro a uma haste de terra. Sendo assim, qualquer potencial que tender a aparecer será escoado para a terra.

Ainda analisando o circuito abaixo , vemos que o PC está ligado em 110VCA, pois utiliza uma fase e o neutro.

Figura 1 – autor: Alexandre Capelli

Ao mesmo tempo, ligamos sua carcaça através de outro condutor na mesma haste, e damos o nome desse condutor de “terra”.

Mas, se o neutro e o terra estão conectados ao mesmo ponto (haste de aterramento), porque um é chamado de terra e o outro de neutro?

Por definição:

·         o neutro é um “condutor” fornecido pela concessionária de energia elétrica, pelo qual há o “retorno” da corrente elétrica.

·         O terra é um condutor construído através de uma haste metálica e que, em situações normais, não deve possuir corrente elétrica circulante.

Ainda segundo Capelli, a diferença entre terra e neutro é que, pelo neutro há corrente circulando, e pelo terra, não.

O fio terra, por norma, vem identificado pelas letras PE, e deve ser de cor verde e amarela.

Notem ainda que ele está ligado à carcaça do PC. A carcaça do PC, ou de qualquer outro equipamento é o que chamamos de “massa”.

Portanto, a função do aterramento é proporcionar uma referência comum para as tensões do sistema. A Terra, por apresentar o mesmo potencial em todos os pontos sob condições normais, pode ser considerada o potencial neutro ou zero, em relação ao qual se mede todas as outras tensões.

O potencial da Terra se mantém uniforme porque existe um certa condutividade do solo, que tende a uniformizar a distribuição das cargas eletrostáticas na sua superfície, impedindo que as cargas elétricas se acumulem em determinadas regiões. Em virtude da terra ser um (mau) condutor, ocorre que, de fato, pode haver corrente de retorno se um sistema elétrico desequilibrado for aterrado. Mas essa função de caminho de retorno deve ser a atribuição do condutor neutro que conecta os pontos comuns na ligação trifásica a 4 fios (Y-Y).

TIPOS DE ATERRAMENTO

A NBR 5410, possui as subseções : 6.3.3.1.1, 6.3.3.1.2, e 6.3.3.1.3 referem-se aos possíveis sistemas de aterramento que podem ser feitos na indústria.

Se pertencentes a uma mesma edificação as massas devem necessariamente compartilhar o mesmo eletrodo de aterramento. Se situadas em diferentes edificações podem, em princípio, estar ligadas a eletrodos de aterramento distintos, com cada grupo de massas associado ao eletrodo de aterramento da edificação respectiva.

Na classificação dos esquemas de aterramento é utilizada a seguinte identificação:

― primeira letra – Situação da alimentação em relação à terra:

• T = um ponto diretamente aterrado;

•  I = isolação de todas as partes vivas em relação à terra ou aterramento de um ponto através de impedância;

― segunda letra – Situação das massas da instalação elétrica em relação à terra:

• T = massas diretamente aterradas, independentemente do aterramento eventual de um ponto da alimentação;

• N = massas ligadas ao ponto da alimentação aterrado (em corrente alternada, o ponto aterrado é normalmente o ponto neutro);

― outras letras (eventuais) – Disposição do condutor neutro e do condutor de proteção:

• S = funções de neutro e de proteção asseguradas por condutores distintos;

• C = funções de neutro e de proteção combinadas em um único condutor (condutor PEN).

Os três sistemas da NBR 5410 mais utilizados na indústria são :

a – Sistema TN-S :

Notem pela figura a seguir que temos o secundário de um transformador (cabine primária trifásica) ligado em Y. O neutro é aterrado logo na entrada, e levado até a carga. Paralelamente, outro condutor identificado como PE é utilizado como fio terra, e é conectado à carcaça (massa) do equipamento.

Figura 2- autor: Alexandre Capelli

b – Sistema TN-C:
Embora normalizado, não é aconselhável, pois o fio terra e o neutro são constituídos pelo mesmo condutor. Dessa vez, sua identificação é PEN (e não PE, como o anterior). Podemos notar pela figura a seguir que, após o neutro ser aterrado na entrada, ele próprio é ligado ao neutro e à massa do equipamento.

Figura 3- autor: Alexandre Capelli

c – Sistema TT :

Esse sistema é o mais eficiente de todos. Na figura abaixo, vemos que o neutro é aterrado logo na entrada e segue (como neutro) até a carga (equipamento). A massa do equipamento é aterrada com uma haste própria, independente da haste de aterramento do neutro.

Figura 4- autor: Alexandre Capelli

  De maneira geral, sempre que possível, optar pelo sistema TT em 1º lugar. Caso, por razões operacionais e estruturais do local, não seja possível o sistema TT, optar pelo sistema TN-S.

Somente optar pelo sistema TNC em último caso, isto é, quando realmente for impossível estabelecer qualquer um dos dois sistemas anteriores.

A resistividade e tipo do solo, geometria e constituição da haste de aterramento, formato em que as hastes são distribuídas, são alguns dos fatores que influenciam o valor da resistência do aterramento. 

O valor ideal para um bom aterramento deve apresentar resistividade menor ou igual a 5Ω. Dependendo da química do solo (quantidade de água, salinidade, alcalinidade, etc.), mais de uma haste pode se fazer necessária para nos aproximarmos desse valor.

Caso isso ocorra, existem duas possibilidades:

•  tratamento químico do solo,
•  e o agrupamento de barras em paralelo.

O tratamento químico tem uma grande desvantagem em relação ao aumento do número de hastes, pois a terra, aos poucos, absorve os elementos adicionados. Com o passar do tempo, sua resistência volta a aumentar, portanto, essa alternativa deve ser o último recurso.

Temos vários produtos que podem ser colocados no solo antes ou depois da instalação da haste para diminuirmos a resistividade do solo. A Bentonita e o Gel são os mais utilizados.

A haste de aterramento normalmente, é feita de uma alma de aço revestida de cobre. Seu comprimento pode variar de 1,5 a 4,0m. As de 2,5m são as mais utilizadas, pois diminuem o risco de atingirem dutos subterrâneos em sua instalação.

Atenção! Em baixa tensão é a proibição (por norma) de tratamento químico do solo para equipamentos a serem instalados em locais de acesso público (colunas de semáforos, caixas telefônicas, controladores de tráfego, etc.). Essa medida visa a segurança das pessoas nesses locais.

Conclusão

Como conclusão sobre a importância do aterramento do neutro e do fio de retorno para a qualidade da energia elétrica podemos destacar os seguintes pontos:

• reduz-se o risco de sobretensões nas fases;

• aumenta-se a segurança contra descargas ao toque;

• aumenta-se a confiabilidade da proteção;

• reduz-se o risco de mau funcionamento de equipamentos;

• diminui o risco de falta sustentada de fase;

• pode-se detectar a presença de harmônicas múltiplas de três;

• viabiliza o atendimento de cargas monofásicas sem desequilibrar as tensões.

Referências:

·         Capelli, Alexandre  - Aterramento Elétrico

·         Deckmann ,S. M. e Pomilio ,J. A.  - A importância do aterramento na Qualidade da Energia

·         NBR5410:2005

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