Trabalho Acadêmico Dimensionamento de Condutores e Aterramento UFAC

OBJETIVO 1 Analisar o exemplo 317 do livro do Mamede de Instalações Elétricas Industriais 9ª Ed Após escrever um relatório sumarizando os passos adotados e suas opções dentre os critérios de para dimensionamento dos condutores OBJETIVO Elaborar um trabalho teórico sobre Aterramento que contenha os dos seguintes tópicos 1 Elementos de um sistema de aterramento hastes condutores conexões etc 2 Cálculo da malha de terra 3 Medição da resistência de terra através do método de Wenner UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA NOME DA DISCIPLINA Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE O EXEMPLO 317 DO LIVRO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS DO JOÃO MAMEDE FILHO RIO BRANCO 2023 Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE O EXEMPLO 317 DO LIVRO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS DO JOÃO MAMEDE FILHO Trabalho Projeto de Aterramento da Universidade Federal do Acre Campus Rio Branco como requisito para avaliação da nota da disciplina NOME DA DISCIPLINA Orientador Nome do Orientador RIO BRANCO 2023 Sumário 1 INTRODUÇÃO TEÓRICA 4 2 EXEMPLO 317 5 3 BIBLIOGRAFIA 7 1 INTRODUÇÃO TEÓRICA A NBR 5410 é uma norma brasileira que estabelece critérios e diretrizes para o dimensionamento de condutores em instalações elétricas de baixa tensão Seguir um passo a passo adequado é essencial para selecionar os condutores corretos garantindo a segurança e a eficiência das instalações elétricas Para dimensionamento dos condutores conforme NBR5410 são seguidos os seguintes passos I Determine a carga total do circuito Some as potências de todos os dispositivos ou equipamentos que serão alimentados pelo condutor Considere a potência nominal e a demanda máxima esperada para cada dispositivo II Calcule a corrente total do circuito Utilize a fórmula P V I FP onde P é a potência total V é a tensão do circuito I é a corrente e FP é o fator de potência Reorganize a fórmula para encontrar a corrente I P V FP III Verifique os dispositivos de proteção Identifique o dispositivo de proteção como um disjuntor ou fusível que será usado no circuito e verifique a corrente nominal máxima permitida IV Selecione a capacidade de corrente Consulte as tabelas da NBR 5410 que apresentam a capacidade de corrente admissível para condutores com diferentes seções tipos de isolação e condições de instalação Escolha um condutor cuja capacidade de corrente seja igual ou superior à corrente calculada no passo 2 levando em consideração as condições de instalação do circuito V Verifique a queda de tensão máxima permitida A NBR 5410 estabelece limites para a queda de tensão admissível nos condutores Verifique o limite aplicável ao seu caso e calcule a queda de tensão no condutor selecionado considerando a corrente total e o comprimento do circuito VI Ajuste a seção do condutor se necessário Se a queda de tensão calculada no passo 5 exceder o limite máximo permitido pela NBR 5410 aumente a seção do condutor até que a queda de tensão seja adequada VII Verifique a capacidade de condução de corrente em condições de sobrecarga e curtocircuito A NBR 5410 exige que os condutores sejam capazes de suportar correntes de sobrecarga e curtocircuito sem danos Certifiquese de que o condutor selecionado atenda a esses requisitos levando em consideração a corrente de curtocircuito e a duração da sobrecarga VIII Confirme a compatibilidade com os dispositivos de proteção Verifique se a seção do condutor selecionado é compatível com os dispositivos de proteção do circuito como disjuntores e fusíveis Se necessário ajuste a seção do condutor ou os dispositivos de proteção para garantir a compatibilidade 2 EXEMPLO 317 Enunciado do exemplo 317 Calcular a seção do condutor que um QGF ao CCM sabendo que a carga é composta de 10 motores de 10 cv IV polos 380V fator de serviço unitário e o comprimento do circuito é de 150m Adotar o condutor isolado em PVC instalado em PVC instalado no interior de eletrodo de PVC embutido no piso admitindo uma queda de tensão máxima de 5 Ver a tabela 63 para obter os dados do motor Resolução I Corrente de carga 𝐼𝐶 10 154 𝐼𝐶 154 𝐴 II Seção mínima do condutor 𝑆𝐶 3 95𝑚𝑚2 𝑇𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎 36 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑛𝑎 𝐷 𝑗𝑢𝑠𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎 34 𝑚é𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎çã𝑜 61 III A seção mínima do condutor para uma queda de tensão de tensão máxima de 5 vale Δ𝑉𝐶 3 𝐼𝐶 𝐿𝐶 𝑅 cos𝜙 𝑋 𝑠𝑒𝑛𝜙 10 𝑁𝐶𝑃 𝑉𝑓𝑓 Δ𝑉𝐶 3 154 150 02352 cos3178 0090 𝑠𝑒𝑛3178 10 1 380 Δ𝑉𝐶 26 Portanto a seção do condutor vale 𝑆𝐶 3 95𝑚𝑚2 Utilizando a fórmula simplificada da equação 318 temse 𝑆𝑐𝑚𝑙 100 3 𝜌 𝐼𝐶 𝐿𝐶 𝑉𝑓𝑓 Δ𝑉𝐶 𝑆𝑐𝑚𝑙 100 3 561 154 150 380 5 𝑆𝑐𝑚𝑙 376 𝑚𝑚2 Porém de modo a satisfazer ao mesmo tempo as condições de capacidade de corrente e à queda de tensão considerase a seção do condutor vale 𝑆𝐶 3 95𝑚𝑚2 Tabela 1 Método de instalação e Método de referência Tabela 2 Capacidade de condução de corrente em ampères para os métodos de referência A1 A2 B1 B2 C e D da Tabela 33 NBR 5410 3 BIBLIOGRAFIA FILHO João Mamede Instalações Elétricas Industriais 9 ed LTC 2017 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA NOME DA DISCIPLINA Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE O EXEMPLO 317 DO LIVRO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS DO JOÃO MAMEDE FILHO RIO BRANCO 2023 Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE O EXEMPLO 317 DO LIVRO INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDUSTRIAIS DO JOÃO MAMEDE FILHO Trabalho Projeto de Aterramento da Universidade Federal do Acre Campus Rio Branco como requisito para avaliação da nota da disciplina NOME DA DISCIPLINA Orientador Nome do Orientador RIO BRANCO 2023 Sumário 1 INTRODUÇÃO TEÓRICA4 2 EXEMPLO 3175 3 BIBLIOGRAFIA7 1 INTRODUÇÃO TEÓRICA A NBR 5410 é uma norma brasileira que estabelece critérios e diretrizes para o dimensionamento de condutores em instalações elétricas de baixa tensão Seguir um passo a passo adequado é essencial para selecionar os condutores corretos garantindo a segurança e a eficiência das instalações elétricas Para dimensionamento dos condutores conforme NBR5410 são seguidos os seguintes passos I Determine a carga total do circuito Some as potências de todos os dispositivos ou equipamentos que serão alimentados pelo condutor Considere a potência nominal e a demanda máxima esperada para cada dispositivo II Calcule a corrente total do circuito Utilize a fórmula P V I FP onde P é a potência total V é a tensão do circuito I é a corrente e FP é o fator de potência Reorganize a fórmula para encontrar a corrente I P V FP III Verifique os dispositivos de proteção Identifique o dispositivo de proteção como um disjuntor ou fusível que será usado no circuito e verifique a corrente nominal máxima permitida IV Selecione a capacidade de corrente Consulte as tabelas da NBR 5410 que apresentam a capacidade de corrente admissível para condutores com diferentes seções tipos de isolação e condições de instalação Escolha um condutor cuja capacidade de corrente seja igual ou superior à corrente calculada no passo 2 levando em consideração as condições de instalação do circuito V Verifique a queda de tensão máxima permitida A NBR 5410 estabelece limites para a queda de tensão admissível nos condutores Verifique o limite aplicável ao seu caso e calcule a queda de tensão no condutor selecionado considerando a corrente total e o comprimento do circuito VI Ajuste a seção do condutor se necessário Se a queda de tensão calculada no passo 5 exceder o limite máximo permitido pela NBR 5410 aumente a seção do condutor até que a queda de tensão seja adequada VII Verifique a capacidade de condução de corrente em condições de sobrecarga e curtocircuito A NBR 5410 exige que os condutores sejam capazes de suportar correntes de sobrecarga e curtocircuito sem danos Certifiquese de que o condutor selecionado atenda a esses requisitos levando em consideração a corrente de curtocircuito e a duração da sobrecarga VIII Confirme a compatibilidade com os dispositivos de proteção Verifique se a seção do condutor selecionado é compatível com os dispositivos de proteção do circuito como disjuntores e fusíveis Se necessário ajuste a seção do condutor ou os dispositivos de proteção para garantir a compatibilidade 2 EXEMPLO 317 Enunciado do exemplo 317 Calcular a seção do condutor que um QGF ao CCM sabendo que a carga é composta de 10 motores de 10 cv IV polos 380V fator de serviço unitário e o comprimento do circuito é de 150m Adotar o condutor isolado em PVC instalado em PVC instalado no interior de eletrodo de PVC embutido no piso admitindo uma queda de tensão máxima de 5 Ver a tabela 63 para obter os dados do motor Resolução I Corrente de carga I C10154 I C154 A II Seção mínima do condutor SC3 95mm 2 Tabela36c oluna D justificada pelaT abela34método deinstalação 61 III A seção mínima do condutor para uma queda de tensão de tensão máxima de 5 vale ΔV C3I CLCRcos ϕ Xsen ϕ 10N CPV ff ΔV C315415002352cos3178 0090sen3178 101380 ΔV C26 Portanto a seção do condutor vale SC 3 95m m 2 Utilizando a fórmula simplificada da equação 318 temse Scml1003ρI CLC V ffΔV C Scml100356 1154150 3805 Scml376mm 2 Porém de modo a satisfazer ao mesmo tempo as condições de capacidade de corrente e à queda de tensão considerase a seção do condutor vale SC 3 95m m 2 Tabela 1 Método de instalação e Método de referência Tabela 2 Capacidade de condução de corrente em ampères para os métodos de referência A1 A2 B1 B2 C e D da Tabela 33 NBR 5410 3 BIBLIOGRAFIA FILHO João Mamede Instalações Elétricas Industriais 9 ed LTC 2017 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA NOME DA DISCIPLINA Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE ATERRAMENTO RIO BRANCO 2023 Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE ATERRAMENTO Trabalho Projeto de Aterramento da Universidade Federal do Acre Campus Rio Branco como requisito para avaliação da nota da disciplina NOME DA DISCIPLINA Orientador Nome do Orientador RIO BRANCO 2023 Sumário 1 INTRODUÇÃO4 2 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE ATERRAMENTO6 3 CÁLCULO DA MALHA DE TERRA7 4 MÉTODO WENNER9 5 BIBLIOGRAFIA11 1 INTRODUÇÃO O aterramento elétrico é um componente crítico em sistemas elétricos tanto em residências como em instalações industriais com o objetivo principal de garantir a segurança das pessoas e dos equipamentos envolvidos Em seu livro Instalações Elétricas Industriais João Mamede Filho 2017 aborda este tema de forma abrangente analisando conceitos técnicas e aplicações do aterramento elétrico O aterramento pode ser definido como a conexão elétrica entre um ponto do sistema e o solo ou a massa terrestre facilitando a dispersão das correntes de falta e equalizando os potenciais elétricos em torno do sistema Esta conexão é feita através de eletrodos cuja resistência à terra deve ser adequadamente dimensionada para cumprir as funções do aterramento Mamede 2017 As principais funções do aterramento são Mamede 2017 I Proteção contra choques elétricos o aterramento evita a presença de tensões perigosas em partes expostas dos equipamentos protegendo as pessoas II Proteção contra sobretensões aterrar equipamentos ajuda a limitar tensões induzidas por descargas atmosféricas ou manobras no sistema elétrico III Melhoria da continuidade de serviço um aterramento adequado reduz a probabilidade de interrupções por falhas no sistema elétrico Um conceito importante no aterramento é a resistência de aterramento RA que é a resistência oferecida pelo eletrodo de aterramento ao fluxo de corrente elétrica para a terra Mamede 2017 A resistência de aterramento pode ser calculada pela fórmula RAρ L A Onde RA é a resistência de aterramento em ohms Ω ρ é a resistividade do solo em ohmmetros Ωm L é o comprimento do eletrodo de aterramento em metros m A é a área de contato entre o eletrodo e o solo em metros quadrados m² A resistividade do solo ρ é uma variável importante que depende das características do terreno e pode variar ao longo do tempo e em diferentes locais Mamede 2017 A medição da resistividade do solo é feita utilizando técnicas como o método de Wenner ou o método de Schlumberger A eficácia do aterramento depende de uma série de fatores como o tipo de solo a quantidade e a disposição dos eletrodos e as características dos componentes do sistema elétrico Portanto é fundamental dimensionar corretamente o aterramento e realizar inspeções e manutenções periódicas para garantir sua eficiência e segurança 2 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE ATERRAMENTO O aterramento elétrico é um aspecto crucial para garantir a segurança das pessoas e o correto funcionamento dos sistemas elétricos Com base nos estudos e publicações do autor Mamede referência em aterramento elétrico abordaremos neste texto os principais elementos que compõem um sistema de aterramento como hastes condutores e conexões entre outros componentes Elementos de um sistema de aterramento a Hastes As hastes são componentes fundamentais para a eficiência do aterramento elétrico Mamede 2017 destaca que elas são geralmente feitas de materiais altamente condutores como o cobre ou aço revestido de cobre e são enterradas no solo As hastes têm a função de dissipar as correntes de falta para a terra reduzindo os riscos de acidentes elétricos e danos aos equipamentos Dependendo do tipo de solo e do projeto de aterramento Mamede 2017 sugere a utilização de hastes com diferentes comprimentos e diâmetros b Condutor de aterramento Os condutores de aterramento são cabos que conectam as hastes e os equipamentos elétricos ao sistema de aterramento Segundo Mamede 2017 esses cabos são feitos de materiais condutores como cobre ou alumínio e têm seções transversais dimensionadas de acordo com as correntes de falta esperadas e a resistência térmica do solo Os condutores devem ser instalados adequadamente para garantir uma baixa resistência de aterramento e proteger os equipamentos elétricos contra tensões perigosas c Conexões Mamede 2017 enfatiza que as conexões são elementos fundamentais para garantir a continuidade elétrica entre os componentes do sistema de aterramento Elas conectam o condutor de aterramento às hastes e aos equipamentos elétricos assegurando uma baixa resistência de contato As conexões devem ser feitas utilizandose materiais condutores e resistentes à corrosão como conectores de bronze ou aço inoxidável Além disso é importante garantir que as conexões estejam firmes e limpas pois conexões frouxas ou oxidadas podem aumentar a resistência de aterramento e comprometer a segurança do sistema elétrico conforme alerta Mamede 2017 d Eletrodos Em algumas situações o uso de eletrodos adicionais pode ser necessário em sistemas de aterramento especialmente em áreas com solo de alta resistividade Mamede 2017 explica que os eletrodos são feitos de materiais condutores e podem ser instalados no solo em diferentes formas como placas tubos ou anéis Os eletrodos têm a função de aumentar a área de contato entre o sistema de aterramento e o solo reduzindo a resistência de aterramento e melhorando o desempenho do sistema e Malha de terra A malha de terra é um componente essencial no aterramento elétrico conforme destacado por Mamede 2017 Ela consiste em uma rede de condutores e hastes interligados enterrados no solo que proporcionam um caminho seguro para as correntes de falta Mamede 2017 enfatiza a importância de dimensionar e instalar adequadamente a malha de terra garantindo assim a eficiência e segurança dos sistemas elétricos 3 CÁLCULO DA MALHA DE TERRA O cálculo da malha de terra é um processo essencial para projetar um sistema de aterramento eficiente e seguro Com base nos estudos e publicações do autor Mamede especialista em aterramento elétrico abordaremos neste texto os principais aspectos do cálculo da malha de terra incluindo fórmulas e considerações relevantes I Determinação da resistividade do solo O primeiro passo no cálculo da malha de terra é determinar a resistividade do solo que varia conforme o tipo de solo e sua umidade Mamede 2017 sugere a realização de medições em campo para obter a resistividade média do solo A resistividade ρ pode ser calculada utilizando a fórmula ρ2πaR onde a é a distância entre as hastes e R é a resistência de aterramento obtida através das medições II Escolha da geometria da malha O formato e tamanho da malha de terra são determinados pela área disponível e pelo tipo de instalação elétrica Mamede 2017 recomenda o uso de malhas retangulares ou quadradas com hastes espaçadas regularmente III Dimensionamento dos condutores e hastes O dimensionamento correto dos condutores de aterramento e hastes é crucial para garantir a eficiência do sistema Mamede 2017 destaca que o diâmetro e o comprimento dos condutores bem como o número e tipo de hastes devem ser selecionados de acordo com as características do solo e a capacidade de corrente de falta IV Cálculo da resistência da malha A resistência total da malha de terra Rm é obtida somando as resistências individuais das hastes Rh e dos condutores de aterramento Rc Mamede 2017 fornece as seguintes equações para calcular a resistência da malha RmRhRc Rh ρ 2πL Rc ρl Gπ d 2 onde L é o comprimento total dos condutores de aterramento l é a distância entre os pontos de medição G é a condutância dos condutores e d é o diâmetro dos condutores V Verificação da eficiência da malha A eficiência da malha de terra é avaliada pela comparação da resistência calculada Rm com o valor máximo aceitável para a instalação elétrica conforme as normas técnicas aplicáveis Mamede 2017 sugere a utilização da seguinte fórmula para calcular a eficiência Eficiência Rm Rmax x100 onde Rmax é a resistência máxima aceitável para o sistema de aterramento VI Ajustes no projeto Caso a resistência da malha de terra calculada não atenda aos requisitos estabelecidos pelas normas técnicas Mamede 2017 recomenda ajustar o projeto modificando a geometria da malha aumentando o número de hastes utilizando eletrodos adicionais ou melhorando a qualidade do solo 4 MÉTODO WENNER A medição da resistência de aterramento é um processo essencial para garantir a eficiência e segurança de um sistema de aterramento O método Wenner é uma técnica amplamente utilizada para esta finalidade e é recomendado por especialistas como Mamede 2017 em suas publicações Neste texto discutiremos o método Wenner em detalhes incluindo as fórmulas associadas e referências ao autor Mamede O método Wenner consiste em utilizar quatro hastes de medição equalmente espaçadas e dispostas linearmente no solo Uma corrente elétrica é injetada no solo através das hastes externas enquanto as hastes internas são usadas para medir a tensão resultante A resistência de aterramento pode ser calculada com base na relação entre a corrente injetada e a tensão medida conforme a seguinte fórmula proposta por Wenner e citada por Mamede 2017 R2πa V I onde R é a resistência de aterramento a é a distância entre as hastes V é a tensão medida I é a corrente injetada Mamede 2017 enfatiza a importância de seguir algumas diretrizes ao realizar a medição da resistência de aterramento utilizando o método Wenner I As hastes de medição devem ser instaladas perpendicularmente à superfície do solo e em um solo homogêneo para garantir a precisão das medições II A distância entre as hastes deve ser adequada ao tipo de solo e à profundidade do aterramento Mamede 2017 sugere que a distância entre as hastes seja pelo menos cinco vezes a profundidade das hastes de aterramento III A corrente injetada deve ser de baixa frequência em torno de 128 Hz e constante ao longo do tempo para evitar interferências de ruído e garantir medições consistentes IV As medições devem ser realizadas em várias direções e locais para obter uma estimativa confiável da resistência média de aterramento V Mamede 2017 também recomenda a realização de medições em diferentes condições climáticas e de umidade do solo para avaliar a variação da resistência de aterramento ao longo do tempo Após realizar as medições utilizando o método Wenner Mamede 2017 sugere comparar os valores obtidos com os requisitos estabelecidos pelas normas técnicas aplicáveis Caso a resistência de aterramento medida seja maior do que o valor máximo aceitável pode ser necessário ajustar o projeto do sistema de aterramento como mencionado anteriormente Em resumo o método Wenner é uma técnica confiável e amplamente utilizada para medir a resistência de aterramento conforme recomendado por especialistas como Mamede 2017 Ao seguir as diretrizes e fórmulas apresentadas neste texto é possível obter medições precisas e garantir a eficiência e segurança de um sistema de aterramento 5 BIBLIOGRAFIA FILHO João Mamede Instalações Elétricas Industriais 9 ed LTC 2017 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA NOME DA DISCIPLINA Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE ATERRAMENTO RIO BRANCO 2023 Nome Completo do Aluno TRABALHO SOBRE ATERRAMENTO Trabalho Projeto de Aterramento da Universidade Federal do Acre Campus Rio Branco como requisito para avaliação da nota da disciplina NOME DA DISCIPLINA Orientador Nome do Orientador RIO BRANCO 2023 Sumário 1 INTRODUÇÃO 4 2 ATERRAMENTO 6 3 CÁLCULO DA MALHA DE TERRA 7 4 MÉTODO WENNER 9 1 INTRODUÇÃO O aterramento elétrico é um componente crítico em sistemas elétricos tanto em residências como em instalações industriais com o objetivo principal de garantir a segurança das pessoas e dos equipamentos envolvidos Em seu livro Instalações Elétricas Industriais João Mamede Filho 2017 aborda este tema de forma abrangente analisando conceitos técnicas e aplicações do aterramento elétrico O aterramento pode ser definido como a conexão elétrica entre um ponto do sistema e o solo ou a massa terrestre facilitando a dispersão das correntes de falta e equalizando os potenciais elétricos em torno do sistema Esta conexão é feita através de eletrodos cuja resistência à terra deve ser adequadamente dimensionada para cumprir as funções do aterramento Mamede 2017 As principais funções do aterramento são Mamede 2017 I Proteção contra choques elétricos o aterramento evita a presença de tensões perigosas em partes expostas dos equipamentos protegendo as pessoas II Proteção contra sobretensões aterrar equipamentos ajuda a limitar tensões induzidas por descargas atmosféricas ou manobras no sistema elétrico III Melhoria da continuidade de serviço um aterramento adequado reduz a probabilidade de interrupções por falhas no sistema elétrico Um conceito importante no aterramento é a resistência de aterramento RA que é a resistência oferecida pelo eletrodo de aterramento ao fluxo de corrente elétrica para a terra Mamede 2017 A resistência de aterramento pode ser calculada pela fórmula 𝑅𝐴 𝜌 𝐿 𝐴 Onde 𝑅𝐴 é a resistência de aterramento em ohms Ω ρ é a resistividade do solo em ohmmetros Ωm L é o comprimento do eletrodo de aterramento em metros m A é a área de contato entre o eletrodo e o solo em metros quadrados m² A resistividade do solo ρ é uma variável importante que depende das características do terreno e pode variar ao longo do tempo e em diferentes locais Mamede 2017 A medição da resistividade do solo é feita utilizando técnicas como o método de Wenner ou o método de Schlumberger A eficácia do aterramento depende de uma série de fatores como o tipo de solo a quantidade e a disposição dos eletrodos e as características dos componentes do sistema elétrico Portanto é fundamental dimensionar corretamente o aterramento e realizar inspeções e manutenções periódicas para garantir sua eficiência e segurança 2 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE ATERRAMENTO O aterramento elétrico é um aspecto crucial para garantir a segurança das pessoas e o correto funcionamento dos sistemas elétricos Com base nos estudos e publicações do autor Mamede referência em aterramento elétrico abordaremos neste texto os principais elementos que compõem um sistema de aterramento como hastes condutores e conexões entre outros componentes Elementos de um sistema de aterramento a Hastes As hastes são componentes fundamentais para a eficiência do aterramento elétrico Mamede 2017 destaca que elas são geralmente feitas de materiais altamente condutores como o cobre ou aço revestido de cobre e são enterradas no solo As hastes têm a função de dissipar as correntes de falta para a terra reduzindo os riscos de acidentes elétricos e danos aos equipamentos Dependendo do tipo de solo e do projeto de aterramento Mamede 2017 sugere a utilização de hastes com diferentes comprimentos e diâmetros b Condutor de aterramento Os condutores de aterramento são cabos que conectam as hastes e os equipamentos elétricos ao sistema de aterramento Segundo Mamede 2017 esses cabos são feitos de materiais condutores como cobre ou alumínio e têm seções transversais dimensionadas de acordo com as correntes de falta esperadas e a resistência térmica do solo Os condutores devem ser instalados adequadamente para garantir uma baixa resistência de aterramento e proteger os equipamentos elétricos contra tensões perigosas c Conexões Mamede 2017 enfatiza que as conexões são elementos fundamentais para garantir a continuidade elétrica entre os componentes do sistema de aterramento Elas conectam o condutor de aterramento às hastes e aos equipamentos elétricos assegurando uma baixa resistência de contato As conexões devem ser feitas utilizando se materiais condutores e resistentes à corrosão como conectores de bronze ou aço inoxidável Além disso é importante garantir que as conexões estejam firmes e limpas pois conexões frouxas ou oxidadas podem aumentar a resistência de aterramento e comprometer a segurança do sistema elétrico conforme alerta Mamede 2017 d Eletrodos Em algumas situações o uso de eletrodos adicionais pode ser necessário em sistemas de aterramento especialmente em áreas com solo de alta resistividade Mamede 2017 explica que os eletrodos são feitos de materiais condutores e podem ser instalados no solo em diferentes formas como placas tubos ou anéis Os eletrodos têm a função de aumentar a área de contato entre o sistema de aterramento e o solo reduzindo a resistência de aterramento e melhorando o desempenho do sistema e Malha de terra A malha de terra é um componente essencial no aterramento elétrico conforme destacado por Mamede 2017 Ela consiste em uma rede de condutores e hastes interligados enterrados no solo que proporcionam um caminho seguro para as correntes de falta Mamede 2017 enfatiza a importância de dimensionar e instalar adequadamente a malha de terra garantindo assim a eficiência e segurança dos sistemas elétricos 3 CÁLCULO DA MALHA DE TERRA O cálculo da malha de terra é um processo essencial para projetar um sistema de aterramento eficiente e seguro Com base nos estudos e publicações do autor Mamede especialista em aterramento elétrico abordaremos neste texto os principais aspectos do cálculo da malha de terra incluindo fórmulas e considerações relevantes I Determinação da resistividade do solo O primeiro passo no cálculo da malha de terra é determinar a resistividade do solo que varia conforme o tipo de solo e sua umidade Mamede 2017 sugere a realização de medições em campo para obter a resistividade média do solo A resistividade ρ pode ser calculada utilizando a fórmula 𝜌 2𝜋𝑎𝑅 onde a é a distância entre as hastes e R é a resistência de aterramento obtida através das medições II Escolha da geometria da malha O formato e tamanho da malha de terra são determinados pela área disponível e pelo tipo de instalação elétrica Mamede 2017 recomenda o uso de malhas retangulares ou quadradas com hastes espaçadas regularmente III Dimensionamento dos condutores e hastes O dimensionamento correto dos condutores de aterramento e hastes é crucial para garantir a eficiência do sistema Mamede 2017 destaca que o diâmetro e o comprimento dos condutores bem como o número e tipo de hastes devem ser selecionados de acordo com as características do solo e a capacidade de corrente de falta IV Cálculo da resistência da malha A resistência total da malha de terra 𝑅𝑚 é obtida somando as resistências individuais das hastes Rh e dos condutores de aterramento 𝑅𝑐 Mamede 2017 fornece as seguintes equações para calcular a resistência da malha 𝑅𝑚 𝑅ℎ 𝑅𝑐 𝑅ℎ 𝜌 2𝜋𝐿 𝑅𝑐 𝜌𝑙 𝐺𝜋𝑑2 onde L é o comprimento total dos condutores de aterramento l é a distância entre os pontos de medição G é a condutância dos condutores e d é o diâmetro dos condutores V Verificação da eficiência da malha A eficiência da malha de terra é avaliada pela comparação da resistência calculada Rm com o valor máximo aceitável para a instalação elétrica conforme as normas técnicas aplicáveis Mamede 2017 sugere a utilização da seguinte fórmula para calcular a eficiência 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑅𝑚 𝑅𝑚𝑎𝑥 𝑥 100 onde 𝑅𝑚𝑎𝑥 é a resistência máxima aceitável para o sistema de aterramento VI Ajustes no projeto Caso a resistência da malha de terra calculada não atenda aos requisitos estabelecidos pelas normas técnicas Mamede 2017 recomenda ajustar o projeto modificando a geometria da malha aumentando o número de hastes utilizando eletrodos adicionais ou melhorando a qualidade do solo 4 MÉTODO WENNER A medição da resistência de aterramento é um processo essencial para garantir a eficiência e segurança de um sistema de aterramento O método Wenner é uma técnica amplamente utilizada para esta finalidade e é recomendado por especialistas como Mamede 2017 em suas publicações Neste texto discutiremos o método Wenner em detalhes incluindo as fórmulas associadas e referências ao autor Mamede O método Wenner consiste em utilizar quatro hastes de medição equalmente espaçadas e dispostas linearmente no solo Uma corrente elétrica é injetada no solo através das hastes externas enquanto as hastes internas são usadas para medir a tensão resultante A resistência de aterramento pode ser calculada com base na relação entre a corrente injetada e a tensão medida conforme a seguinte fórmula proposta por Wenner e citada por Mamede 2017 𝑅 2𝜋𝑎 𝑉 𝐼 onde R é a resistência de aterramento a é a distância entre as hastes V é a tensão medida I é a corrente injetada Mamede 2017 enfatiza a importância de seguir algumas diretrizes ao realizar a medição da resistência de aterramento utilizando o método Wenner I As hastes de medição devem ser instaladas perpendicularmente à superfície do solo e em um solo homogêneo para garantir a precisão das medições II A distância entre as hastes deve ser adequada ao tipo de solo e à profundidade do aterramento Mamede 2017 sugere que a distância entre as hastes seja pelo menos cinco vezes a profundidade das hastes de aterramento III A corrente injetada deve ser de baixa frequência em torno de 128 Hz e constante ao longo do tempo para evitar interferências de ruído e garantir medições consistentes IV As medições devem ser realizadas em várias direções e locais para obter uma estimativa confiável da resistência média de aterramento V Mamede 2017 também recomenda a realização de medições em diferentes condições climáticas e de umidade do solo para avaliar a variação da resistência de aterramento ao longo do tempo Após realizar as medições utilizando o método Wenner Mamede 2017 sugere comparar os valores obtidos com os requisitos estabelecidos pelas normas técnicas aplicáveis Caso a resistência de aterramento medida seja maior do que o valor máximo aceitável pode ser necessário ajustar o projeto do sistema de aterramento como mencionado anteriormente Em resumo o método Wenner é uma técnica confiável e amplamente utilizada para medir a resistência de aterramento conforme recomendado por especialistas como Mamede 2017 Ao seguir as diretrizes e fórmulas apresentadas neste texto é possível obter medições precisas e garantir a eficiência e segurança de um sistema de aterramento 5 BIBLIOGRAFIA FILHO João Mamede Instalações Elétricas Industriais 9 ed LTC 2017