Aterramento Industrial: Malha Única, Resistência do Solo e Medição pelo Método de Wenner

Resumo

O texto explica como se organiza o aterramento de equipamentos em uma indústria, defendendo a malha única, e lista os elementos que devem ser conectados a ela. Também aborda os componentes do sistema, os fatores que determinam sua resistência e o tratamento químico do solo. Por fim, descreve o procedimento de medição da resistividade do solo pelo método de Wenner.

Pontos-chave

Recomenda-se uma única malha de aterramento na indústria, pois oferece melhor desempenho do que três malhas separadas.
Devem ser conectados à malha o neutro dos transformadores, os para-raios, as carcaças e suportes metálicos, as estruturas dos quadros e demais estruturas metálicas.
O sistema de aterramento é composto por eletrodos de terra, condutores de aterramento, conexões e condutores de proteção.
A resistência total depende sobretudo da resistência de contato entre haste e solo e da resistência do solo no entreferro das malhas, já que a das conexões é muito menor.
Cerca de 90% da resistência do solo concentra-se em um raio de 1,8 a 3,5 m em torno do eletrodo.
No método de Wenner, quatro eletrodos são alinhados com distâncias iguais e, para garantir a qualidade, deve-se descartar pontos que divergem mais de 50% da média.

Teste-se

Aterramento de Equipamentos

A prática antiga consistia em utilizar três malhas de aterramento distintas em uma indústria: uma para equipamentos de alta tensão, uma para baixa tensão e outra para para-raios. Entretanto, a experiência demonstrou que uma malha única oferece melhor desempenho.

Devem ser conectados às malhas:

Neutro dos transformadores;
Para-raios;
Carcaça metálica dos equipamentos;
Suportes metálicos;
Estrutura dos quadros;
Estruturas metálicas em geral.

Elementos do Sistema de Aterramento

O sistema de aterramento é composto por:

Eletrodos de terra;
Condutores de aterramento;
Conexões;
Condutores de proteção.

Resistência de um sistema de aterramento

A resistência total de um sistema de aterramento é composta por:

Resistência das conexões, cabos e hastes;
Resistência de contato entre haste e solo;
Resistência do solo no entreferro das malhas de terra.

O primeiro termo é muito menor que os demais, resultando que a resistência é determinada pelos dois últimos. A densidade de corrente em volta do eletrodo é alta, gerando uma resistência notável.

A prática mostra que 90% da resistência do solo concentra-se em um raio de 1,8 a 3,5 m em torno do eixo geométrico do eletrodo. Por isso, o tratamento químico do solo consiste em misturar compostos adequados dentro desse raio.

Após essa distância, a dispersão da corrente torna-se elevada, fazendo com que a resistência deixe de ser significativa. Na realidade, o efeito desse tratamento é criar um eletrodo equivalente de grande seção transversal, o que resulta em baixa resistência.

Resistividade do Solo

Para o projeto de aterramento, é necessário conhecer a resistividade do solo, especialmente no que tange à sua homogeneidade.

Medição pelo Método de Wenner

Consiste em colocar 4 eletrodos de teste em linha, separados por uma distância A, com profundidade de 20 cm no solo. Os dois eletrodos extremos são ligados aos terminais de corrente C1 e C2, enquanto os dois centrais são ligados aos terminais de potencial P1 e P2 do terrômetro (megger de terra).

Alguns instrumentos possuem um terminal de guarda para eliminar correntes parasitas.

Cuidados necessários para garantir a qualidade das medições:

Os eletrodos devem estar alinhados e com distâncias iguais entre si;
Para cada espaçamento definido, ajustar o potenciômetro e o multiplicador do instrumento até que o indicador aponte zero;
A distância entre as hastes corresponde à profundidade do solo cuja resistividade está sendo medida;
Devem ser anotadas as condições de umidade, temperatura do solo, etc.

Com base nos resultados, deve-se calcular a resistividade média, desprezando os pontos que divergem mais de 50% em relação à média.

Perguntas frequentes

Por que usar uma malha única de aterramento em uma indústria?

A experiência demonstrou que uma malha única oferece melhor desempenho do que as três malhas distintas (alta tensão, baixa tensão e para-raios) utilizadas na prática antiga.

Onde se concentra a maior parte da resistência do solo em torno de um eletrodo?

Segundo o texto, 90% da resistência do solo concentra-se em um raio de 1,8 a 3,5 m em torno do eixo geométrico do eletrodo.

Como é feita a medição da resistividade do solo pelo método de Wenner?

Coloca-se 4 eletrodos de teste em linha, separados por uma distância A e com 20 cm de profundidade. Os extremos são ligados aos terminais de corrente C1 e C2 e os centrais aos terminais de potencial P1 e P2 do terrômetro.