A Importância do aterramento Elétrico

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A Importância do aterramento Elétrico

O Aterramento, é uma parte fundamental e essencial de um sistema elétrico. Apesar de não ser um elemento visível, o sistema de aterramento é de vital importância para a segurança de pessoas e equipamentos, pois protege contra diferenças de potencial perigosas. A função do aterramento em uma instalação elétrica é dissipar no terreno as correntes de qualquer natureza que possam se originar, seja de correntes de defeitos ou devido a descargas atmosféricas.

A circulação de correntes através do aterramento pode causar o aparecimento de diferenças de potencial entre determinados pontos. Por exemplo, entre a instalação do aterramento e o terreno circundante, ou entre dois pontos dele. O sistema de aterramento deve ser projetado de forma que, mesmo com o aparecimento de importantes diferenças de potencial, a segurança das pessoas e a instalação possam ser garantidas. Para uma operação adequada, cumprindo qualquer uma das funções anteriores, o sistema de aterramento deve ter uma baixa resistência para que não haja aumento excessivo de tensão.

No que diz respeito aos sistemas de proteção contra raios, é também essencial garantir uma boa dispersão da corrente no solo. Ao receber a corrente do raio, a energia acumulada provoca grandes diferenças de potencial no solo, até capazes de eletrocutar uma pessoa por causa da diferença de potencial entre seus pés.    

Conexão da malha de terra com a haste

Porque é importante uma correta instalação de aterramento?

O aterramento é essencial em uma instalação elétrica para garantir a segurança e evitar consequências graves para as pessoas e equipamentos. Uma conexão correta com a terra física fornece às correntes uma rota segura e impede que essas correntes encontrem rotas indesejadas que possam causar danos.

Existem basicamente dois tipos de proteções que dependem do aterramento. De uma maneira básica, para o funcionamento adequado, são a proteção contra sobre tensões transitórias (proteção dos equipamentos) e proteção diferencial contra contato indireto (proteção das pessoas).

Proteção dos Equipamentos

Os efeitos das sobre tensões transitórias em uma instalação são evitados pelos protetores de sobre tensão transitória. Estes atuam desviando a energia da sobre tensão para o aterramento, evitando assim danos ao equipamento elétrico e eletrônico. Como todos os equipamentos estão referenciados a terra, isso pode até fazer com que a corrente, por não encontrar uma maneira melhor de evacuar, acabe danificando diretamente os equipamentos, tornando a proteção ineficaz.

A qualidade da proteção contra surtos está intimamente ligada ao sistema de aterramento, uma vez que um caminho de alta impedância pode expor equipamentos mais sensíveis aos efeitos de tal sobre tensão. Diretamente, em caso de perda ou inexistência de aterramento, a proteção contra surtos perde toda a sua eficácia.

Sistema de Aterramento Adequado para Proteção de Instalações Elétricas

Um sistema de aterramento adequado permite proteger as instalações dando um caminho de baixa impedância. Uma instalação elétrica sem aterramento, ou com uma instalação inadequada, coloca em risco o equipamento elétrico, a fiação e os painéis elétricos, podendo causar um aquecimento que desencadeia num incêndio.

Em instalações elétricas industriais, a falta de aterramento adequado pode causar ruído eletromagnético. As possíveis consequências são falhas nas medições dos sensores, redefinição dos computadores, perda de comunicação, etc.

Se o aterramento falhar como uma tensão de referência no sistema elétrico, é produzida uma tensão variável que pode gerar sobre tensões permanentes (com uma duração de vários ciclos), com os riscos consequentes de danos ao equipamento e incêndios elétricos.

Sistema de Aterramento adequado

Proteção das Pessoas

Quanto aos contatos indiretos, estes ocorrem quando uma pessoa entra em contato com uma massa de metal da instalação que é acidentalmente energizada devido geralmente a uma falha de isolamento.

Os responsáveis pela proteção contra contatos indiretos são os protetores diferenciais. Seu princípio de operação consiste na detecção de vazamentos de corrente maiores que seu valor de sensibilidade (na ordem de miliamperes), comparando a corrente de entrada e a corrente de saída de um determinado circuito. A diferença entre os dois corresponderá a um vazamento de corrente, o que significará que o protetor diferencial abre o circuito para evitar uma situação de risco para os usuários da instalação.

No caso de proteção diferencial, a conexão do equipamento ao aterramento é de vital importância para a segurança antes dos contatos indiretos, já que sem conexão à terra, o vazamento necessário não ocorre para que o diferencial possa atuar antes alguém tocando o invólucro de metal e ocorre contato indireto, descarregando o vazamento de corrente através dele.

O uso difundido em instalações industriais de diferenciais de bitola maiores, aumenta a relação entre aterramento e segurança, porque um contato indireto representaria um perigo potencial muito maior para as pessoas.

Uma instalação de aterramento incorreta representa um risco para as pessoas

Essa diferença de potencial entre dois pontos na superfície, especificamente entre os dois pés separados de uma pessoa, é chamada de “tensão de passo”. Além dessa tensão, existe também a chamada “tensão de contato”, que é a diferença de potencial que uma pessoa suporta quando está em contato com um eletrodo, equipamento ou parte metálica em tensão e seus pés estão em uma superfície não isolada.

Essas diferenças de potencial dão origem a uma corrente que circula pelo corpo, causando lesões importantes. O dano que uma pessoa pode sofrer dependendo da intensidade da corrente que flui através de seu corpo é bem estudado no caso do fornecimento industrial (a fonte de alimentação usual):

  • Com uma intensidade efetiva de 30-150 mA, é observada dificuldade no movimento no corpo humano, chegando até a contração e apreensão dos músculos.
  • Com uma intensidade de 150-250 mA e um contato de minutos, dificuldades respiratórias e contrações são observadas.
  • Com uma intensidade de 250-500 mA e um contato de segundos de fortes contrações musculares, alterações cardíacas e inconsciência são observadas.
  • Com uma intensidade superior a 500 mA, ocorrem paradas cardíacas irreversíveis e queimaduras.

No caso da corrente de raio, a duração é muito menor. Entretanto, levando em conta que a corrente do raio atinge picos na ordem de dezenas de quilo amperes (10.000.000 mA), uma pequena parte pode causar danos significativos. 

Importância do aterramento em máquinas

Normativas sobre Aterramentos nos Sistemas Elétricos

No que diz respeito à regulamentação do aterramento, existem regulamentações nacionais de acordo com as normas internacionais e, por sua vez, cada empresa de eletricidade possui seus próprios regulamentos.

No nível internacional, as seguintes normas e padrões são usados:

  1. Normativa Internacional para Sistemas de Aterramento ANSI/IEEE 81

É uma guia para a medição de resistores de terra, impedâncias de terra e potenciais de superfície do solo em sistemas de aterramento.

  1. Normativa Internacional para Aterramento em Subestações Elétricas de Média e Alta Tensão ANSI/IEEE 80

Guia para segurança em subestações AC.

  1. Normativa de Aterramento específicas para proteção contra raios

Os padrões de proteção contra raios IEC 62305-3, NF C 17-102: 2011 ou UNE 21186: 2011, dependendo do campo em que operam, indicam que o aterramento deve ter um valor ôhmico baixo (menos de 10 Ω ao medir em baixa frequência isolada de qualquer elemento condutivo).

Vemos, portanto, como um aterramento correto é essencial para o bom funcionamento das proteções em qualquer instalação elétrica.

 

Fonte: EA – Engenheiros Associados

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