O sistema de aterramento e equipotencialização é uma infraestrutura de proteção composta por eletrodos metálicos que conectam as edificações à terra para escoar toda energia excedente ou anormal da instalação elétrica até o solo.
Esse escoamento é essencial para evitar, por exemplo, que uma pessoa sofra um choque ao tocar em uma superfície energizada por um cabo com fuga de corrente.
O aterramento elétrico pode impedir também que os trabalhadores de uma indústria sejam eletrocutados ao tocar em um equipamento com energia estática acumulada em sua superfície.
Ou que os funcionários de uma empresa sofram uma descarga elétrica caso um raio atinja a edificação.
Nas indústrias, além de evitar acidentes gerados por correntes de fuga e descargas elétricas ou atmosféricas, o aterramento bem projetado inibe distúrbios de energia que prejudicam a eficiência dos equipamentos.
E em locais de risco, como os destinados a transportes de combustíveis, produtos químicos e silos para armazenagem de produtos agrícolas, serve para impedir explosões e incêndios causados pelo acúmulo de energia estática.
Sem o aterramento e equipotencialização adequados, esses ambientes podem sofrer graves acidentes com risco potencial de mortes e prejuízos materiais incalculáveis.
Por tudo isso, o sistema de aterramento é essencial para evitar danos a pessoas e a equipamentos, protegendo ainda as edificações e o patrimônio das empresas.
Saiba como a instalação de um sistema de aterramento protege o seu negócio, os tipos de aterramento e o que você precisa fazer para projetá-lo do jeito certo para o seu tipo de atividade.
Confira os assuntos no índice do post e boa leitura!
Quais são as funções do sistema de aterramento elétrico?
O sistema de aterramento possui quatro funções principais que o ajudarão a proteger seu patrimônio e a tornar sua operação industrial ou corporativa mais eficiente.
1. Evitar danos por descargas atmosféricas
O aterramento impede que a instalação elétrica, os equipamentos da sua indústria e os usuários sofram os efeitos de descargas atmosféricas por meio de um caminho alternativo que devia os raios para a terra.
Algumas edificações de menor porte podem ficar protegidas apenas com a instalação da malha de aterramento.
Em outras, mais robustas ou com maior potencial danos a pessoas, é necessária a instalação de um SPDA (Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas completo.
Nesses casos, a malha de aterramento será um dos componentes do SPDA. Esse sistema é formado por captores – que são os para-raios – e por condutores de descida que desviam o raio pelo exterior da edificação até a malha de aterramento.
Esta é responsável por dissipar a energia da descarga atmosférica para o solo.
Clique na imagem abaixo para saber como a instalação de SPDA pode blindar sua empresa contra raios.
Saiba como fazer o projeto de SPDA certo para blindar sua empresa contra descargas atmosféricas
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2. Evitar o acúmulo de energia estática
Esta é uma função extremamente importante do sistema de aterramento e equipotencialização para indústrias, empresas e cooperativas de agronegócio com risco classificado.
Nesses ambientes, a malha de aterramento evita que cargas de energia estática fiquem acumuladas na superfície de máquinas ou equipamentos, conduzindo-as para a terra.
A energia estática costuma ser originada naturalmente pelas máquinas em processos industriais.
Isso acontece especialmente em ambientes onde a umidade do ar é muito baixa, como em silos de armazenagem de grãos, caminhões que transportam combustíveis e fábricas de papel e tecidos.
Nesses locais, classificados como “alto risco”, o simples atrito de rolos de tecido ou de papel com as máquinas pode gerar faíscas capazes de incendiar o estoque de material, ou material em processamento, ocasionando incêndios.
Os silos de grãos, presentes em fazendas, na agroindústria e em cooperativas, também são ambientes com alto risco de explosões de grandes proporções por acúmulo de energia estática.
Isso porque esses ambientes precisam ficar muito secos para garantir a integridade dos grãos ali armazenados.
Um exemplo muito real do perigo desses ambientes foi a explosão nos silos da cooperativa C. Vale, que ocasionou a morte de 9 trabalhadores em Palotina, no Paraná.
O acidente ocorreu no dia 26 de julho de 2023 em túneis de armazenagem. Neles havia esteiras transportadoras de grãos que estavam sendo limpadas, operação que gera partículas de poeira capazes de funcionar como combustível.
É comum que essas esteiras gerem faíscas devido ao atrito. Somadas à baixa umidade do ar num ambiente de confinamento propício para a produção de energia estática, temos vários fatores de risco de incêndios e explosões.
Em ambientes desse tipo, o aterramento é essencial para ajudar a evitar o perigo da energia estática
“Um sistema de aterramento bem projetado é capaz de escoar a energia estática e mesmo centelhamentos estáticos para um local seguro, que é a terra, protegendo a edificação, o patrimônio ali contido e as pessoas envolvidas de catástrofes” – explica o engenheiro-eletricista Henrique Dariva, da OMS Engenharia.
Assim como os silos, indústrias, tanques de armazenagem de combustível e demais locais classificados como áreas com risco potencial para explosão necessitam de rotinas para monitorar os potenciais dos circuitos elétricos e a presença de cargas estáticas. Além de manter um aterramento eficaz para confinar centelhamentos. Os parâmetros para isso são estabelecidos pela norma ABNT 17505, de 2013, complementados pela ABNT NBR 5419.
No caso da C. Vale, a causa precisa da explosão em Palotina ainda não havia sido identificada até o momento desta publicação. Porém, o acidente é um exemplo claro do tipo de perigo que uma empresa sem aterramento adequado pode enfrentar.
Foto: Redes Sociais
3. Proteção elétrica por equipotencialização
O sistema de aterramento funciona como escoamento de energias anormais. Por isso, é uma proteção contra choques elétricos causados pelo contato das pessoas com equipamentos energizados ou por fugas de corrente.
O aterramento consegue desviar essa energia anômala para a terra pela malha metálica porque coloca as instalações elétricas e os equipamentos a ela conectados no mesmo potencial do solo.
Traduzindo: em casos de fuga de corrente, a energia sempre escoa para o local com menor potencial. Como a terra tem potencial zero (0), a corrente segue pela malha de aterramento até o solo. E isso impede que permaneça na superfície dos equipamentos.
Assim, se eles forem tocados por pessoas, elas não serão eletrocutadas.
Se não houvesse aterramento, um operador de máquina poderia encostar num equipamento com a superfície energizada, transformando-se no condutor que levaria essa corrente até o solo.
A corrente elétrica passando pelo seu corpo poderia ocasionar de queimaduras e danos a órgãos internos, ou mesmo a morte.
Além disso, ao dissipar a corrente no solo, a malha de aterramento facilita o funcionamento de dispositivos de proteção de surtos por sobrecarga e fuga, como fusíveis, disjuntores, dispositivos DR e DPS. Isso porque ela facilita o acionamento desses dispositivos.
4. Controle de Tensões de toque e de passo
O aterramento elétrico também possibilita o controle das tensões desenvolvidas no solo.
Vimos que a terra tem um potencial zero e que as correntes elétricas vão em direção a ela. Portanto, se a sua indústria possui aterramento elétrico e está ligada à terra, os trabalhadores que nela pisam e todos os componentes metálicos da sua planta industrial também possuem um potencial perto de zero.
O aterramento impede ainda que a tensão de um curto-circuito fase-terra volte do solo para o sistema elétrico. E o mesmo ocorre no caso de uma descarga atmosférica atingir o solo.
Ao realizar essas quatro funções que acabamos de ver, o sistema de aterramento pode salvar sua empresa e funcionários de acidentes muito sérios. Ele também ajuda a conservar o seu patrimônio. E melhora a eficiência dos equipamentos, contribuindo para elevar a qualidade da operação, como veremos a seguir.
Que distúrbios o sistema de aterramento elétrico ajuda a evitar?
Ao realizar o controle de tensão e corrente, o aterramento evita a formação de distúrbios de energia que prejudicam os equipamentos e reduzem a eficiência de indústrias e empresas.
Nesse sentido, uma edificação sem um bom aterramento pode sofrer:
- Transitórios e sobrecargas de tensão capazes de atrapalhar o funcionamento dos equipamentos.
- Falhas em disjuntores e dispositivos de proteção, causando indisponibilidades.
- Excesso de interferências eletromagnéticas que afetam o funcionamento de equipamentos e computadores.
- Mau funcionamento de equipamentos eletrônicos e computadores, que podem travar.
- Aquecimento incomum de motores, inversores e conversores.
- Queima de placas eletrônicas e circuitos integrados, mesmo em equipamentos novos.
- Ruídos de comunicação e interferências em equipamentos de monitoramento e vídeo.
- Falhas e oscilações elétricas fora do padrão, ou seja, distúrbios da qualidade de energia. Saiba mais sobre eles clicando no link abaixo!
Qualidade de energia: os prejuízos que distúrbios elétricos causam às empresas
Como funciona o sistema de aterramento e quais são os seus componentes?
Basicamente, o sistema de aterramento de uma edificação é composto de uma ou mais hastes de cobre ou cobreadas, instaladas no solo verticalmente , interligadas entre elas e conectadas a Caixa de Equipotencialização chamada de BEP; as hastes são responsáveis por dispersar a corrente da edificação para o solo.
O condutor terra da instalação elétrica, proveniente da fonte principal de energia, é conectado a BEP e essa, as hastes, as quais estão interligadas formando um anel.
Da mesma forma, grupos de cargas (ou “massas”) da instalação elétrica também podem compor sistemas isolados de aterramento que são conectados ao terra principal.
Vários eletrodos podem ser fixados ao redor da edificação formando uma malha de aterramento que torna o sistema mais estável e melhora a qualidade da energia.
De acordo com a conexão desses componentes, podemos dizer que existem três tipos de aterramento, que veremos a seguir.
Tipos de sistemas de aterramento
Em infraestruturas elétricas de baixa tensão (BT), existem três estratégias de aterramento, estabelecidas pela norma NBR 5410. São elas:
Aterramento TT
Neste modelo, o neutro da concessionária também é ligado ao neutro do sistema de aterramento da edificação. Porém, as cargas ou “massas” do sistema elétrico serão conectadas a esse mesmo sistema, formando o “neutro aterrado”.
Esse é o tipo de aterramento mais utilizado no Brasil em edificações ligadas à rede pública de baixa tensão (BT).
Ele oferece muito menos resistência ao percurso da energia em caso de uma fuga, garantindo o acionamento dos disjuntores de proteção e trazendo maior segurança.
Conforme a utilização dos condutores neutro e de proteção, os sistemas de aterramento elétrico TN podem seguir os esquemas TN-S (condutor neutro e de proteção distintos), TN-C (neutro e proteção combinados em um só condutor) e TN-C-S (neutro e proteção combinados em uma parte de instalação).
Aterramento TN
Neste modelo, o neutro da concessionária também é ligado ao neutro do sistema de aterramento da edificação. Porém, as cargas ou “massas” do sistema elétrico serão conectadas a esse mesmo sistema, formando o “neutro aterrado”.
Esse é o tipo de aterramento mais utilizado no Brasil em edificações ligadas à rede pública de baixa tensão (BT).
Ele oferece muito menos resistência ao percurso da energia em caso de uma fuga, garantindo o acionamento dos disjuntores de proteção e trazendo maior segurança.
Conforme a utilização dos condutores neutro e de proteção, os sistemas de aterramento elétrico TN podem seguir os esquemas TN-S (condutor neutro e de proteção distintos), TN-C (neutro e proteção combinados em um só condutor) e TN-C-S (neutro e proteção combinados em uma parte de instalação).
Aterramento IT
De modo semelhante ao TT, o sistema IT também conecta o neutro da fonte de energia ao sistema de aterramento da edificação.
Nessa estratégia, cada carga ou “massa” da instalação elétrica é ligada a um eletrodo isolado. Ou todas as cargas são ligadas a um eletrodo comum a todas elas, mas isolado, como no modelo TT.
Porém, o sistema terá a aplicação de impedância para reduzir a resistência da terra na passagem de correntes.
A impedância é calculada para que, no caso de uma fuga de corrente, a descarga elétrica seja conduzida para a terra de modo seguro, mas sem desligar os disjuntores.
Isso é importante para processos industriais mais complexos e atividades que não podem ter interrupção no fornecimento de energia, como em hospitais, por exemplo.
Os três tipos de aterramento (TT, TN e IT) comportam estratégias de proteção para diferentes funções, absorvendo componentes que garantam:
- proteção contrachoques
- proteções contra descargas atmosféricas
- proteção contra sobretensões
- proteções contra descargas eletrostáticas
- proteção dos equipamentos eletrônicos.
Por exemplo, as empresas e indústrias com equipamentos sensíveis costumam implantar uma Malha de Terra de Referência (MTR) em seu sistema de aterramento elétrico. Isso garante proteção contra distúrbios de tensão e corrente.
Da mesma forma, uma empresa com classificação de risco pode incluir em seu aterramento as proteções que impedem a formação de descargas eletrostáticas.
Para definir todos esses requisitos, é necessária a elaboração de um projeto adequado que reúna as estratégias ideais do sistema de aterramento.
Como é elaborado o projeto do sistema de aterramento e quem precisa implantá-lo?
Desde julho de 2006, todas as edificações devem possuir um sistema de aterramento no Brasil.
A obrigatoriedade foi determinada pela Lei nº 11.337.
Ela estabelece que todas as edificações contenham aterramento e instalações elétricas compatíveis com a utilização de um condutor-terra de proteção.
O sistema de aterramento de uma empresa ou indústria deve preferencialmente ser planejado junto ao projeto elétrico da edificação.
Assim é possível determinar a melhor disposição dos eletrodos, ou mesmo aproveitar as próprias estruturas metálicas da edificação como condutores de corrente para a terra.
Além do tipo de aterramento em TT, TN ou IT, os engenheiros projetistas precisam levar em conta o tipo de resistividade e demais características do solo para determinar o nível de impedância – quando necessária – e a bitola dos cabos neutros e de toda a infraestrutura elétrica.
É a norma NBR-5410 que regulamenta, no Brasil, como devem ser as características das instalações elétricas em baixa tensão (BT).
A NBR estabelece os requisitos necessários para os sistemas de aterramento e de proteção elétrica, bem como para-raios e SPDA.
O que são e para que servem as medições de aterramento e os laudos de aterramento?
As medições de aterramento servem para determinar a resistividade do solo. São feitas com um equipamento chamado terrômetro.
Como vimos, o solo oferece resistência à dissipação da energia em casos de fuga de corrente. Por isso, de acordo com o resultado das medições, pode ser necessário corrigir o solo.
Isso porque, mesmo que o projeto e a instalação do sistema de aterramento tenham sido corretos, as características da terra podem variar em termos de umidade, por exemplo. Isso pode interferir na resistividade e na funcionalidade do aterramento.
Por isso, as medições de aterramento devem ser feitas periodicamente. A norma NBR-5419 (2005) determina que sejam realizadas a cada 3 anos para construções comuns e anualmente nas instalações críticas que, com vimos, podem sofrer até incêndios e explosões.
Além dessa medição, as indústrias e empresas que necessitam avaliar o nível de proteção de seu sistema de aterramento podem contar com um laudo de aterramento.
Trata-se de uma avaliação técnica feita por meio de inspeção visual, testes e equipamentos para determinar se o sistema é bem projetado e se está em bom estado de conservação.
O laudo de aterramento será fundamental para você:
- caso a sua empresa já apresente sintomas de problemas, como distúrbios de energia
- se a edificação é muito antiga
- se você não possui ou não sabe como foi feito o projeto original
- ou mesmo se você precisa ter certeza de estar adequado às normas
- a empresa cresceu e você precisou acrescentar novas cargas ao sistema elétrico.
O laudo de aterramento pode ser feito junto com os testes do SPDA. Saiba mais sobre isso clicando na imagem abaixo!
LAUDO de SPDA: o que é, quando fazer e como ele ajuda a evitar multas?
Não esqueça da manutenção do seu aterramento!
Como todos os componentes de uma edificação, o sistema de aterramento e o SPDA também precisam de manutenção periódica para garantir que tudo esteja funcionando bem.
Afinal, os componentes metálicos do aterramento, como os eletrodos, podem sofrer corrosão com o tempo.
Por isso, a manutenção preventiva do aterramento deve ser um item presente nos protocolos de manutenção elétrica ou na manutenção predial da sua edificação.
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