2014 GUIA PRÁTICO DE ATERRAMENTO MAURÍCIO RODRIGUES DOS REIS 15/02/2014
GUIA PRÁTICO SOBRE ATERRAMENTO 1. INTRODUÇÃO...Pág.02 2. CONCEITOS BÁSICOS...Pág.02 3. ELETRICIDADE ESTÁTICA...Pág.04 4. PARA QUE SERVE O ATERRAMENTO ELÉTRICO...Pág.04 5. FORMAS DE ATERRAMENTO E LISTA DE MATERIAL...Pág.06 6. MONTAGEM PASSO A PASSO DE ATERRAMENTO...Pág.08 DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS DO ATERRAMENTO...Pág.20 BIBLIOGRAFIA...Pág.22 1
1. INTRODUÇÃO. Com relação à importância do aterramento, acreditamos que o interessado para ter chegado até este guia, já deve ter lido a respeito dos diversos benefícios proporcionados por este artefato, como por exemplo, prevenção de choques elétricos, aumento da vida útil de equipamentos eletroeletrônicos, redução de ruídos em sistemas de áudio e Home Theaters, além da melhoria do funcionamento de computadores. A intenção deste guia é de orientar, tornando o aterramento algo claro, simples e de fácil execução para quem é leigo em relação à eletricidade. É um material destinado a imóveis que não tiveram implantado aterramento elétrico por ocasião da construção. Seguindo as orientações, torna-se um trabalho prático, seguro e funcional, pois a intenção foi que qualquer usuário, com pouco ou nenhum conhecimento elétrico, pudesse executar as tarefas com eficiência e segurança. As fotos utilizadas foram retiradas da internet, apenas a titulo de ilustração, facilitando assim a execução do aterramento. 2. CONCEITOS BÁSICOS. Conforme já citado anteriormente, acreditamos que você já sabe que a principal função do aterramento é o escape para um local seguro, de energia dispensável. Seja por motivos de segurança, seja para efeitos de melhoria acústica, ou como meio de prolongamento da vida útil de equipamentos. Grosseiramente falando, o aterramento nada mais é do que uma ou mais hastes de cobre enterradas e ligadas a um fio ou cabo, que se estende até a(s) tomada(s). Na(s) tomada(s), este fio ou cabo será ligado ao terceiro orifício, que é destinado ao terra (nome popular). A tomada que aceita aterramento e tem conector para o fio terra, é a tomada 2P+T (figura 01), ela possui três orifícios: o da fase + o do neutro + orifício do terra. Este é o padrão adotado por vários países, porém no Brasil foi criado o Padrão Brasileiro de Plugues e Tomadas, onde o nosso mercado passa a comercializar apenas dois modelos de plugues e tomadas. Antes da padronização, o consumidor convivia com mais de 12 tipos de plugues e oito tipos de tomadas diferentes, o que tornava necessário o uso indiscriminado de frágeis adaptadores para ligação dos aparelhos, com diferentes plugues nos diversos modelos de tomadas existentes. 2
Os modelos de tomadas industriais pela sua robustez e excelente grau de proteção se fazem ideais para todo tipo de instalação elétrica (figura 02) A averiguação se dá observando o valor das diferenças obtidas. O ideal, é que a diferença seja de até 10 volts para rede de 110v e de até 20v para rede de 220v. Obs: Nunca esqueça a polaridade da tomada. Figura 01 Figura 02 3
3. ELETRICIDADE ESTÁTICA Definição A eletricidade estática é definida como uma carga elétrica causada por um desbalanceamento dos elétrons na superfície de um material. Essa carga produz um campo elétrico que pode ser medido e pode afetar outros objetos à distância. Figura 3 e 4 Descarga eletrostática, ou ESD (do inglês Electro Static Discharge), é definida como a transferência dessa carga entre corpos com potenciais elétricos diferentes. 4. PARA QUE SERVE O ATERRAMENTO ELÉTRICO? 4.1. 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. Fig. 5 - Ligação de um PC à rede elétrica. Alexandre Capelli. 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. 4
Veremos, mais adiante, que existem várias outras funções para o aterramento elétrico, até mesmo para eliminação de EMI, porém essas três acima são as mais fundamentais. 4.2 Definições: TERRA, NEUTRO, E MASSA. Antes de falarmos sobre os tipos de aterramento, devemos esclarecer (de uma vez por todas!) o que é terra, neutro, e massa. Na figura 5 temos um exemplo da ligação de um PC à rede elétrica, que possui duas fases (+110 VCA, - 110 VCA), e um neutro. 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 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 a figura 5, vemos que o PC está ligado em 110 VCA, pois utiliza uma fase e o neutro. 5
5. FORMAS DE ATERRAMENTO E LISTA DE MATERIAL ATERRAMENTO DE ESTRUTURAS ATERRAMENTO DE PAINEIS ATERRAMENTO DE MOTORES E EQUIPAMENTOS 6
RELAÇÃO DE MATERIAL PARA INSTALAÇÃO DE ATERRAMENTO COM 04 HASTES ITÉM QUANTIDADE UNIDADE DESCRIÇÃO R$ 01 04 PEÇAS HASTES COBREADA COPPERWELD 02 20 METROS CABO DE COBRE NU 50 mm² 03 50 METROS CABO COBRE 16 mm² ISOLADO 750V VERDE 04 04 PEÇAS CAIXA DE INSPEÇÃO EM POLIPROPILETO Ø300 mm 05 04 PEÇAS TAMPA ABA LARGA PARA CAIXA Ø 300 mm 06 01 PEÇA CAIXA DE EQUIPOTENCIALIZAÇÃO COM 09 TERMINAIS 07 100 METROS CABO COBRE 6 mm² ISOLADO 750V VERDE 08 01 PEÇAS CONECTOR CABO-HASTE EM BRONZE NATURAL PARA 2 CABOS 09 04 PEÇAS CONECTOR CABO-HASTE EM BRONZE NATURAL PARA 1 CABO 10 12 METROS ELETRODUTO PVC 1 11 02 PEÇAS CURVA DE PVC 1 12 06 PEÇAS LUVA DE PVC 1 13 02 PEÇAS TERMINAL CABO BARRAMENTO 16 mm 14 12 PEÇAS TERMINAL CABO BARRAMENTO 6 mm 15 06 PEÇAS TERMINAL CABO BARRAMENTO 16 mm 16 30 PEÇAS ABRAÇADEIRA TIPO D 1 As conexões dos cabos com as hastes podem ser feitos por sistema de soldas exotérmicas para evitar falhas de conexão e oxidação das emendas. Obs: Material poderá sofrer alteração decorrentes de tamanho da área da indústria. SEÇÃO MÍNIMA DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO (FIO TERRA). 7
7. MONTAGEM PASSO A PASSO DE ATERRAMENTO. INTRODUÇÃO A boa execução do sistema de aterramento exige atenção e materiais adequados. Os sistemas de aterramento residenciais têm como objetivo garantir a segurança dos moradores contra choques elétricos. Para que seja eficiente, é imprescindível que todo o circuito elétrico disponha de condutor de proteção (nome oficial do fio terra) em toda a sua extensão. A execução do aterramento é simples, mas exige alguns cuidados especiais. Qualquer falha nas conexões pode pôr em risco a integridade do sistema. O sucesso da instalação também dependerá do uso de materiais adequados. A haste recoberta com cobre deve ter comprimento mínimo de 2,40 m, Material - Caixa de inspeção, haste cobreada com diâmetro 5/8 (15 mm) e 2,40 m, conectores do tipo cabo haste ou do tipo grampo, condutor na cor verde-amarela ou verde, terminal à pressão, balde com água, um pedaço de caibro, marreta, chave de boca 13 mm, canivete, colher de pedreiro, cavadeira, brita e EPI's (luvas, óculos e capacete). Haste de diâmetro mínimo de 15 mm e ser revestida com cobre na espessura média de 254 micra (alta camada) exigidas pelas normas brasileiras ABNT NBR 5410:2004 - Instalações elétricas de baixa tensão e ABNT NBR 13571:1996 - Haste de aterramento aço-cobreada e acessórios. Se a camada de cobre da haste for muito fina, pode se quebrar facilmente no momento em que se faz sua colocação no solo. "O aço, em contato direto com a umidade, enferrujará rapidamente, comprometendo o sistema". Outra dica valiosa é prestar muita atenção no tipo de solo onde será executada a fixação da haste. O ideal é que ele seja adequado para receber a descarga elétrica proveniente do circuito. Solos mais úmidos são melhores e os mais secos e rochosos são os mais complicados, exigindo tratamentos específicos. Por fim, vale lembrar que o fio de proteção nas cores verde ou verde/amarela deve ser instalado de acordo com a ABNT NBR 5410:2004. Já as tomadas de corrente fixa das instalações devem ser do tipo com contato de aterramento (dois pólos + terra). 8
MATERIAL NECESSÁRIO Caixa de inspeção, haste cobreada com diâmetro 5/8" (15 mm) e 2,40 m, conectores do tipo cabo haste ou do tipo grampo, condutor na cor verde-amarela ou verde, terminal à pressão, balde com água, um pedaço de caibro, marreta, chave de boca 13 mm, canivete, colher de pedreiro, cavadeira, brita e EPI's (luvas, óculos e capacete). 9
Com o auxílio da cavadeira, abra uma vala com diâmetro e profundidade suficientes para o encaixe da caixa de inspeção. Acomode a caixa de inspeção no solo aplicando terra ao seu redor de modo a deixá-la totalmente firme e encaixada no chão. 10
Preencha a vala com água para umedecer o solo. Isso facilitará a aplicação da haste cobreada de 2,40 m. Utilizando muita força nas mãos, exerça pressão para cravar a haste cobreada no centro do diâmetro da caixa de inspeção. 11
Retire a haste e repita os passos três e quatro até conseguir introduzi-la quase por completo no solo. Complete a cravação com golpes de marreta, interpondo entre ela e a haste um pedaço de madeira A haste deverá ser fixada até a metade da altura da caixa de inspeção. 12
Passe o condutor de aterramento (fio terra) pelos tubos (eletrodutos) até chegar à caixa de inspeção. Com uma chave de boca 13 mm, faça a conexão do cabo à haste. Se necessário, use o canivete para decapar o condutor. 13
Preencha a caixa de inspeção com brita até uma altura onde ainda seja possível visualizar o conector. O uso da brita evitará que alguém inadvertidamente jogue concreto dentro da caixa, tornando o acesso ao conector e à haste impossíveis. Além disso, a brita ajudará a manter a umidade do solo próximo à haste. Finalize fechando a caixa de inspeção com a tampa. 14
Com o auxílio da chave de boca e do canivete, faça a conexão do condutor de aterramento à caixa de entrada (caixa do medidor). O fio azul (condutor neutro da concessionária) também será ligado ao mesmo ponto A partir desse ponto, derive um novo condutor (que agora passa a se chamar condutor de proteção) para ser conectado ao barramento do quadro de distribuição. 15
No quadro de distribuição, conecte o condutor de proteção no barramento de terra de onde sairão os demais fios terra a serem conectados aos pontos de eletricidade distribuídos pela residência. Com o auxílio da chave de boca, finalize o serviço conectando o fio terra no terminal de terra das tomadas e soquetes. 16
DICAS IMPORTANTES GUIA PRÁTICO DE ATERRAMENTO DICAS 1 Jamais bata diretamente a marreta sobre a haste cobreada! Além de retirar a película de cobre que a reveste, usar a marreta sem o auxílio do caibro danificará a cabeça da haste, impedindo a colocação do conector ou a sua substituição. DICAS 2 Um dos pontos mais importantes do sistema de aterramento são as conexões que deverão ser perfeitamente executadas. 17
DICAS 3 Os conectores do tipo cabo haste devem ser usados para condutores de secção até 35 mm 2 e os do tipo grampo, para condutores de secção acima de 35 mm 2. DICAS 4 Para condutores com bitola acima de 35 mm 2, use o conector do tipo grampo. DICAS 5 As caixas de inspeção podem ser de fibrocimento ou de PVC. 18
IMPORTANTE: Para ter a certeza de um bom aterramento, se possível, como a boa técnica manda, utilize um TERRÔMETRO para medir a resistência e essa medida deve ficar abaixo de 10 ohms. Para um melhor aterramento use no mínimo 03 barras de cobre interligadas entre elas, como mostram as imagens abaixo. 19
DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS DO ATERRAMENTO DIAGRAMAS REPRESENTATIVOS DO SPDA Para um melhor aterramento use no mínimo 03 barras de cobre interligadas entre elas, como mostram as imagens abaixo. 20
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BIBLIOGRAFIA NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Potênica; NBR 5419/1997 Proteção de Estruturas; NBR 7117 Medição de Resistividade pelo Método WENNER; Técnicas de Aterramento Elétrico; Autor: Carlos Moreira Leite, 2ª Edição-1996. https://www.cursosinova.com.br https:// www.curso-eletronica.com.br Termotécnica: www.tel.com.br http://catalogo.steck.com.br/category/plugues-e-tomadas-uso-industrial Obs.: Este documento é oferecido gratuitamente e seus dados foram retirados de diversos documentos. Os autores não obtiveram lucro do mesmo. 22