O aterramento é uma parte essencial nas instalações elétricas, pois estabelece uma ligação entre as estruturas ou instalações elétricas e a terra. Essa conexão permite que correntes elétricas de diferentes naturezas possam fluir para a terra de maneira segura, minimizando riscos para as pessoas, animais e equipamentos. As principais correntes que podem ser dissipadas para a terra incluem:

• Correntes de raios: Descargas atmosféricas diretas ou indiretas que atingem o sistema elétrico.
• Descargas eletrostáticas: Correntes geradas por acúmulo de carga em materiais isolantes.
• Correntes de filtros, supressores de surtos e para-raios de linha: Correntes originadas de dispositivos que protegem contra sobretensões.
• Correntes de falhas (defeitos) para a terra: Correntes resultantes de curtos-circuitos ou falhas de isolamento que atingem o sistema.

Tipos Básicos de Aterramento em Instalações Elétricas

Existem diferentes tipos de aterramento nas instalações elétricas, com funções específicas:

1. Aterramento Funcional
   • Descrição: Consiste na ligação à terra de um dos condutores do sistema, geralmente o neutro.
   • Finalidade: Garantir o funcionamento adequado, seguro e confiável do sistema elétrico.
2. Aterramento de Proteção
   • Descrição: Consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação.
   • Finalidade: Proteger contra choques elétricos, prevenindo contatos diretos.
3. Aterramento de Trabalho
   • Descrição: Usado para garantir a segurança durante operações de manutenção, conectando temporariamente partes da instalação à terra.
   • Finalidade: Tornar seguras as ações de manutenção em partes do sistema que normalmente estariam energizadas.

Normas Relacionadas ao Aterramento

As instalações de baixa tensão são regulamentadas por normas que estabelecem critérios e padrões para o aterramento, com destaque para:

• NBR 5410:2004 (Instalações Elétricas de Baixa Tensão): Estabelece as condições necessárias para garantir o funcionamento seguro e adequado das instalações elétricas, com foco na segurança de pessoas, animais e na conservação de bens.
• NBR 5419:2005 (Proteção de Estruturas contra Descargas Atmosféricas): Complementa a NBR 5410 no que diz respeito à proteção contra descargas atmosféricas.

Atualizações na NBR 5410:2004

A NBR 5410:2004 passou por revisões importantes em relação ao aterramento e à compatibilidade eletromagnética, incluindo:

• Aterramento único: Deve ser integrado à estrutura da edificação, com preferência pelo uso de armaduras de aço embutidas no concreto das fundações como eletrodos de aterramento.
• Localização dos serviços de energia e sinais: As entradas de energia e sinais devem estar próximas e junto ao aterramento comum.
• Aterramento do neutro: Deve ser realizado somente na entrada da edificação, adotando-se o esquema TNS, onde o neutro é tratado como condutor vivo.
• Condutor de aterramento: Deve ser conduzido junto à fiação de energia desde a entrada da instalação.

Elementos do Sistema de Aterramento

Um sistema de aterramento de instalações de baixa tensão é composto por:

• Condutores de proteção: Ligam as massas dos equipamentos ao sistema de aterramento.
• Condutores de ligação equipotencial e de aterramento: Garantem a equipotencialização e a ligação à terra.
• Eletrodos de aterramento: Estruturas que efetivamente fazem a conexão com a terra.

Integração dos Aterramentos

Para instalações industriais e comerciais, a integração dos diversos subsistemas de aterramento é recomendada para melhorar o desempenho e segurança. A integração deve considerar:

• Neutro e condutores de proteção: Ligação à rede de distribuição de energia.
• Aterramento de proteção contra descargas atmosféricas.
• Aterramento de sinais e “plano terra”: Utilizado em instalações que contêm equipamentos eletrônicos sensíveis, como laboratórios e CPDs.
• Aterramento de estruturas metálicas: Inclui ferragens estruturais, tubulações, painéis, etc.

Vantagens da Integração dos Aterramentos

A integração dos subsistemas de aterramento traz vários benefícios, incluindo:

• Equipotencialização de massas metálicas: Redução de diferenças de potencial entre estruturas metálicas.
• Unificação das referências de terra: Melhor desempenho do sistema.
• Redução da resistência de aterramento: Aumenta a área efetiva da malha de aterramento.

Esquemas de Aterramento

Os esquemas de aterramento e proteção associados às redes de distribuição são classificados segundo um código de letras XYZ, onde:

• X (Alimentação):
  • T: Sistema diretamente aterrado.
  • I: Sistema isolado ou aterrado por impedância.
• Y (Massas da instalação):
  • T: Massas diretamente aterradas.
  • N: Massas ligadas ao ponto de alimentação onde é feito o aterramento.
• Z (Condutores neutro e de proteção):
  • S: Condutores neutro e de proteção separados.
  • C: Neutro e proteção combinados em um único condutor (PEN).

Esses esquemas ajudam a definir a melhor configuração para garantir a segurança e eficiência do sistema elétrico.

Esquemas de Aterramento

A norma define três principais esquemas de aterramento: TN, TT e IT. Cada um desses esquemas possui características específicas que determinam como as massas e o neutro são aterrados e como a proteção contra falhas é realizada.

Esquema TN

No esquema TN, um ponto da alimentação é diretamente aterrado, e as massas são conectadas a esse ponto por meio de condutores de proteção. Existem três variações desse esquema:

• TNS: O condutor neutro e o condutor de proteção são separados em toda a instalação.
• TNCS: As funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor (PEN) em uma parte da instalação.
• TNC: As funções de neutro e de proteção são combinadas em um único condutor ao longo de toda a instalação.

Esse esquema é amplamente utilizado, especialmente em instalações residenciais e comerciais, onde a proteção contra choques elétricos é realizada através de dispositivos como disjuntores convencionais ou dispositivos diferenciais-residuais (DRs).

Esquema TT

No esquema TT, as massas são aterradas em pontos distintos do aterramento principal da instalação. Isso significa que a corrente de falta para a terra não segue o mesmo caminho que a corrente de trabalho, reduzindo assim os riscos de tensões perigosas. No entanto, nesse esquema, a utilização de dispositivos diferenciais-residuais (DRs) é obrigatória para garantir a proteção adequada.

Esquema IT

No esquema IT, nenhum ponto da alimentação é diretamente aterrado (o sistema pode ser isolado ou aterrado por impedância), e as massas são aterradas. Esse esquema é geralmente utilizado em instalações industriais de processo contínuo, onde a continuidade do fornecimento de energia é essencial. É necessário que haja detecção permanente de falhas para a terra, com alerta sonoro e/ou visual, e que a manutenção seja realizada por pessoal habilitado.

Importância da Impedância e do Tempo de Seccionamento

Para garantir a proteção eficaz das instalações, a NBR 5410:2004 estabelece que a impedância do percurso da corrente de falta (Zs) e a corrente que assegura a atuação do dispositivo de proteção (Ia) devem atender à condição Zs × Ia ≤ U0, onde U0 é a tensão nominal fase-terra. Essa relação assegura que o dispositivo de proteção (como um disjuntor) atuará de forma a desligar o circuito em um tempo máximo pré-determinado, evitando a exposição a uma tensão de contato perigosa.

Considerações sobre os Tipos de Situações e Níveis de Risco

A norma também classifica diferentes situações de risco com base nas condições ambientais e na resistência elétrica do corpo humano, conforme as Tabelas 5.2, 5.3 e 5.4 da NBR 5410:2004. Esses níveis de risco ajudam a determinar quais medidas de proteção adicionais são necessárias em cada cenário para mitigar os riscos de choque elétrico.

Conclusão

O aterramento é um componente essencial de qualquer instalação elétrica segura. Compreender os diferentes esquemas de aterramento, a importância da impedância e o tempo de seccionamento, assim como as condições específicas de cada local de instalação, é fundamental para garantir a segurança e o bom funcionamento dos sistemas elétricos. Seguir as orientações da NBR 5410:2004 é a melhor maneira de assegurar que a instalação esteja em conformidade com as normas de segurança e que os riscos de acidentes elétricos sejam minimizados.

FAQ sobre Aterramento

1. O que é aterramento e por que ele é importante? O aterramento é a conexão intencional de partes metálicas expostas de uma instalação elétrica ao solo. Ele é crucial para desviar correntes perigosas que possam surgir de falhas elétricas, protegendo as pessoas e equipamentos de choques elétricos.

2. Quais são os principais esquemas de aterramento? Os principais esquemas de aterramento são TN, TT e IT. Cada um possui características distintas sobre como as massas e o neutro são aterrados e como as proteções são implementadas.

3. Quando devo usar um disjuntor diferencial-residual (DR)? O DR é obrigatório em esquemas TT e recomendado em esquemas TN-S e TN-C-S. Ele é utilizado para detectar e desconectar circuitos em caso de correntes diferenciais que possam representar perigo para os usuários.

4. O que é a impedância do percurso da corrente de falta (Zs) e por que ela é importante? Zs é a resistência total do caminho que a corrente de falta percorre até a terra. Ela é importante porque determina o tempo de atuação dos dispositivos de proteção. Se a Zs for alta, o tempo de resposta pode ser insuficiente para evitar riscos.

5. Como a NBR 5410 classifica as situações de risco relacionadas ao aterramento? A norma classifica as situações de risco com base na resistência elétrica do corpo humano e nas condições do local (como umidade e tipo de piso), dividindo-as em várias categorias que determinam o nível de proteção necessário.

Se você gostou desse artigo considere compartilhar nas redes sociais, dessa forma irá contribuir para disseminar conhecimento, deixe seu comentário abaixo para podermos saber sua opinião.