_______________________________________________________________________________________________

Consultoria e Serviços de Engenharia .cse@belsol.com.br - fone: (35) 3712-4175 - fax: (35) 3714-2349

Rua Guaicurus, 460 - Vila Togni - Poços de Caldas - M.G. cep:37 704 347

Aterramento X SPDA

É verdade que as Normas NBR-5410 e NBR-5419 recomendam

interconecção de todas as malhas de terra, mas isto não deve ser

seguido como uma regra plenamente definida e se houver

interligações, elas não podem ser feitas de qualquer jeito!

Não é uma verdade absoluta e vai em sentido contrário à

segurança dos modernos equipamentos eletrônicos.

Para iniciar uma compreensão destes conflitos, deve-se observar

que estas normas foram colocadas com o pensamento em

equipamentos elétricos robustos, tais como motores,

eletrodomésticos, instalações industriais de potência, etc...

Porém, há alguns aspectos mais detalhados e outras visões, aos

quais resumiremos aqui.

A norma NBR-5419, desde sua versão anterior, de 1993, traz

alguns erros conceituais graves que foram inclusive reclamados

em diversas instâncias, anterior e posteriormente à sua

atualização em 2000 (veja Revista Eletricidade Moderna de

jan/2000 e outras que se seguiram, protestando contra tais

falhas conceituais).

Portanto, discussões sobre aterramento elétrico nos trás alguma

preocupação, pois este tema não permite

generalizações ou soluções padrões superficiais, pelas mesmas

razões porque este tema se torna de difícil normatização.

Repare que toda vêz que se fala de aterramenro ou SPDA, a NR-

10 aceita qualquer norma internacional e principalmente a

justificativa do responsável pelo projeto.

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

2

Então, vejamos:

O principal erro conceitual refere-se à equalização de potencial

durante uma descarga atmosférica!

No universo de fenômenos associados às descargas atmosféricas,

que são transitórios extremamente rápidos onde os

comprimentos de onda são de poucos centímetros, a teoria é um

pouco diferente do conceito eletrotécnico empregado no

universo de baixas freqüências (50, 60 Hz, etc), onde os

comprimentos de onda são de milhares de quilômetros, o que faz

com que os pontos de um circuito de dimensões físicas muito

grandes se apresentem "num mesmo ponto da senoide".

No ambiente dos transitórios extremamente rápidos:

1. Não há garantia de manutenção do valor das

indutâncias ou das capacitâncias, uma vez que tudo

depende da forma dos campos elétricos e magnéticos que

neste caso não se distribuem homogeneamente,

2. Não há garantia de equalização de potenciais elétricos,

senão após uma série de tempos de propagações e reflexões,

que de fato, trariam a equalização final de tensões, não

fossem os diversos e diferentes pontos de escoamento da

energia para a terra,

3. O conceito de resistência de terra e a fixação de valores

máximos não tem sentido, pois a "impedância de surto" dos

eletrodos de aterramento, é que rege seu comportamento,

4. Na verdade, o conceito de impedância, típico de

grandezas senoidais, não é aplicável neste ambiente, tanto

que aqui se introduz o conceito de "impedância de surto".

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

3

Então quais são as implicações de se interligar os ter-ras de para-raios atmosféricos com terra de sistemas elétricos numa instalação?

Um equipamento eletrônico pode interligar-se com

o meio externo de 4 maneiras.(Suas portas de entrada para

surtos):

- Entrada de suprimento,

- Canal de saída /entrada de sinais de comunicação

- Ponto de aterramento da carcaça,

- Antena de comunicação.

Lembremos do que foi dito:

Até que os potenciais entre todos os pontos ou partes do

sistema atingido sejam "mais ou menos equalizados" (fonte

de suprimento, dispositivo remoto ligado ao canal de sinal,

etc.), ou seja, atinjam potenciais próximos, os equipamentos

eletrônicos ficam sujeitos a diferenças de potencial,

podendo-se ter surtos, por exemplo, que

produzam arcos elétricos que "saltam" da carcaça para a

placa, queimando assim todos os componentes, desde que o

potencial do ponto de aterramento da carcaça atinja valores

muito mais elevados que o potencial de referência do

sistema de suprimento. Nestas condições, há que se

considerar a suportabilidade quanto aos surtos, principalmente lidando-se com equipamentos eletrônicos, que é descrita pela CURVA CBEMA – (Computer and Business Equipment Manufacturers

Association).

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

4

Normalmente os fabricantes exigem aterramentos

independentes, tentando fugir de surtos transferidos por

um terra heterogêneo e composto de elementos díspares

quanto à robustez elétrica.

Mas na verdade, não se pode proteger equipamentos

eletrônicos através de aterramentos, mas sim através de

barreiras série, tais como os "shokes" ou "baloons" dos

cabos de monitores de computador, etc., além de

dispositivos supressores de surto (Zenner, centelhador a

gás, varistor, etc.).

Existe aqui um conflito entre o recomendado pelas normas

NBR-5410 e 5419, voltadas para equipamentos e sistemas

elétricos de potência, tais como motores, cabos, etc., que

são muito mais robustos [NBI (Nível Básico de Impulso)

muito elevado], e o que seria ideal para a integridade de

equipamentos eletrônicos, muito mais sensíveis.

Qual é, especificamente o seu problema, é a pergunta

principal a responder, antes de decidir entre unificar ou não

as malhas de terra em uma instalação.

Fizemos um breve resumo, para dizer finalmente:

Este problema exige o olhar de um engenheiro, que tenha visão abrangente do seu problema e também que compreenda que as vezes uma solução traz um compromisso com um aspecto, descobrindo outro. Não existe “receita de bolo” que resolva tudo.

Nossa maior “dor-de-cabeça” é que a NFPA 780 normatizou

a interligação entre os terras do sistema de potência e

SPDA.

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

5

A NFPA (National Fire Protection Association) é o “livro de

cabeceira” das seguradoras e dos bombeiros. Portanto, é

uma “canseira” convencê-los que a NR-10 acata a

justificativa e a decisão do Engenheiro projetista de

interligá-los ou não.

10.3.4 O projeto deve definir a configuração do esquema

de aterramento, a obrigatoriedade ou não da interligação

entre o condutor neutro e o de proteção e a conexão à terra

das partes condutoras não destinadas à condução da

eletricidade.

Caso se esgote todo seu repertório de persuasão, em vão, só

lhe resta um recurso (que não é 100% garantido, mas,

teoricamente minimiza o problema):

1. Faça um documento eximindo-o de responsabilidade de

qualquer dano ou lucro cessante causado pela

interligação dos terras de SPDA com o sistema elétrico de

potência. Neste documento, pegue nome, cargo e

assinatura de quem fez a exigência;

2. Projete e monte seu sistema SPDA tipo “gaiola de

Faraday” classe I, por área (ou prédio);

3. Mamtenha as malhas de terra dos SPDAs,

independentes da malha de terra do sistema de potência

da planta;

4. Em cada área (ou prédio), encontre o ponto de terra

(haste) do sistema SPDA local, mais próximo do TAP

(Terminal de Aterramento Principal) do sistema de

potência da área;

5. A um metro deste ponto (e na direção do TAP), instale

outra haste de terra que denominaremos TAL(spda)

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

6

(Terminal de Aterramento Local do SPDA) e entre elas,

seguindo a teoria da MTR (Malha de terra Referencial).

instale, em uma caixa, uma placa metálica, que

funcionará como “suppressor” de surtos de alta

frequência;

6. Embora não exista garantia total, o TAL(spda),

teóricamente, não deverá transmitir surtos de alta

frequência ao sistema, portanto, ele e só ele, poderá ser

interligado ao TAP, equalizando os barramentos de terra;

Obs.: Faça as conecções até o TAL(spda) concordantes e

com curvas de raio longo.A partir dele, faça as curvas em

90 graus.

7. Proteja seus equipamentos sensíveis utilizando o

sistema MTR.

Obs.: A construção das M.T.R., é baseada nas pesquisas de

condução de sinais de alta freqüência em cabos

condutores (linhas físicas de transmissão de dados),

onde se estabeleceu que “se o comprimento do

condutor for muito menor que o comprimento de onda

do sinal transmitido (de 1/10 a 1/20), então a

diferença de potencial estabelecida entre as

extremidades do condutor é praticamente desprezível”.

Para um sinal de 60MHz, um vigésimo do seu comprimento

de onda equivale cerca de 30cm.

Portanto, se for construída uma malha de condutores

espaçados entre si com esta distância e interconectados nos

seus cruzamentos, será criado um grande número de

circuitos paralelos de baixa impedância, que funcionarão

praticamente como curto-circuito para o espectro de

freqüências desde 60Hz (freqüência industrial)

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

7

até 60MHz.

Pode-se perceber, por extensão, que uma “chapa metálica”

equalizaria qualquer freqüência por mais elevada que fosse,

uma vez que seria nulo o espaçamento entre condutores.

O condutor ideal para altas freqüências é a “fita”. Logo, a

M.T.R. deve, em princípio, ser executada e interligada com

estes condutores.

Fluidos inflamáveis, normalmente são dielétricos, portanto

passíveis de se eletrizarem estaticamente pelo seu atrito

com as linhas, bombas e equipamentos, durante o seu

manuseio. Por este motivo recomenda-se que todo o

sistema, linhas, bombas, equipamentos e tanques (inclusive

os de transporte), estejam no mesmo potencial elétrico e

firmemente aterrados, com uma resistência o menor

possível para terra, e que seja testada a cada 2 anos. Afinal,

combustíveis acima de seu ponto de fulgor podem ser

considerados como explosivos.

Do aterramento deve constar:

Ponto para o firme aterramento do caminhão, em sua

carga ou descarga;

Pontes elétricas através de elementos de linhas e

flanges;

Aterramentos visíveis e independentes de motores,

bombas e equipamentos;

Se os motores forem aterrados internamente pela caixa

borne, isto deve estar indicado no campo;

Todos os tanques devem ser visivelmente aterrados;

CSE consultoria e serviços de engenharia ltda.

8

As linhas devem ser firme e visivelmente aterradas a

cada 50 m, no mínimo;

Leitos de cabos e estruturas metálicas não são

considerados aterramentos;

Nenhum condutor da malha de terra deve ser isolado

ou passar por eletrodutos metálicos.

Proteção contra descargas atmosféricas para os tanques:

Normalmente os tanques são erguidos em locais isolados e

são os pontos mais altos de sua região. Como são

firmemente aterrados, transformam-se em “Para-raios”

preferencias.

Por isto, recomenda-se que sua proteção contra descargas

atmosféricas seja feita por uma malha de cabos estáticos,

com as seguintes características:

Esteja a pelo menos quatro metros acima do ponto

mais alto do tanque;

Que todo o tanque esteja compreendido dentro do cone

formado por um ângulo de 30º tomado a partir da

vertical da extremidade mais próxima da malha;

Que o aterramento da proteção seja melhor ou igual ao

terra do sistema de potência;

Se for interligá-lo à malha de terra da planta, use o

mesmo critério acima descrito.

PFCP