Aterramento e SPDA: por que medir a resistência do solo é o primeiro passo para proteger seu patrimônio

Quando se fala em protecao contra raios, a maioria das pessoas pensa imediatamente no para-raios instalado no topo do edificio. E compreensivel: a haste metalica no ponto mais alto e a parte visivel do sistema. Porem, a protecao real contra descargas atmosfericas comeca metros abaixo do solo, em um componente que ninguem ve, mas que determina se todo o sistema funciona ou nao: o aterramento.

O Brasil registra cerca de 77 milhoes de descargas atmosfericas por ano, liderando o ranking mundial. Em Goias, a densidade de raios varia de 6 a 12 descargas por quilometro quadrado por ano, dependendo da regiao. Cada uma dessas descargas carrega correntes que podem ultrapassar 200.000 amperes. Se o caminho ate o solo nao estiver preparado para dissipar essa energia, o raio encontra rotas alternativas: estruturas metalicas, tubulacoes, cabeamento eletrico e, em casos extremos, pessoas.

O que e aterramento e por que ele e a base do SPDA

O aterramento eletrico e a conexao intencional entre um sistema eletrico e a terra. No contexto do SPDA (Sistema de Protecao contra Descargas Atmosfericas), conforme a ABNT NBR 5419:2015, o subsistema de aterramento tem a funcao de dispersar a corrente do raio no solo de forma segura e controlada.

Existem dois tipos de aterramento que se complementam na edificacao:

•        Aterramento funcional: garante o funcionamento correto das instalacoes eletricas, servindo como referencia de potencial para o neutro do sistema. E regulado pela NBR 5410.

•        Aterramento de protecao: protege pessoas e equipamentos contra choques eletricos e descargas atmosfericas. E o aterramento exigido pela NBR 5419 para o SPDA.

O ponto critico e que ambos devem estar interligados. A NBR 5419:2015 determina que o aterramento do SPDA deve ser integrado ao aterramento geral da edificacao, formando uma malha unica de equipotencializacao. Quando isso nao acontece, surgem diferencas de potencial perigosas entre partes metalicas do predio durante uma descarga atmosferica.

Como funciona a medicao de resistividade do solo

Antes de projetar ou avaliar qualquer sistema de aterramento, e necessario conhecer as caracteristicas eletricas do solo no local. A resistividade do solo varia enormemente conforme o tipo de terreno, umidade, composicao mineral e profundidade.

O metodo mais utilizado para medir a resistividade do solo e o Metodo de Wenner, que consiste em cravar quatro hastes alinhadas no terreno, igualmente espacadas, e injetar uma corrente conhecida entre as hastes externas. A queda de tensao medida entre as hastes internas permite calcular a resistividade do solo naquela profundidade.

Os valores obtidos determinam:

•        A quantidade de hastes necessarias no sistema de aterramento

•        O comprimento e a disposicao dos condutores enterrados

•        A necessidade de tratamento quimico do solo

•        O valor esperado de resistencia de aterramento do sistema

Valores aceitaveis pela NBR 5419 e NBR 5410

A NBR 5419:2015 nao estabelece um valor maximo fixo de resistencia de aterramento. O que ela exige e que o sistema de aterramento seja projetado de acordo com a resistividade do solo local e que garanta a dispersao segura da corrente de descarga atmosferica conforme a classe de protecao do SPDA (I, II, III ou IV).

Na pratica, os valores de referencia mais utilizados sao:

•        Ate 10 ohms: valor considerado ideal para a maioria das edificacoes comerciais e residenciais com SPDA.

•        Ate 25 ohms: limite frequentemente aceito pelo Corpo de Bombeiros para emissao do AVCB em edificacoes sem areas classificadas.

•        Acima de 25 ohms: indica necessidade de intervencao, como adicao de hastes, uso de concreto condutivo ou tratamento quimico do solo.

Ja a NBR 5410 (Instalacoes Eletricas de Baixa Tensao) exige que o aterramento funcional garanta a atuacao dos dispositivos de protecao, como disjuntores e DRs, dentro dos tempos especificados pela norma.

O que acontece quando o aterramento esta fora do padrao

Um aterramento degradado ou mal dimensionado compromete toda a cadeia de protecao da edificacao:

•        DPS ineficaz: o Dispositivo de Protecao contra Surtos desvia o surto para o aterramento. Se a resistencia do solo esta alta, o DPS nao consegue escoar a energia e o surto alcanca os equipamentos. E como instalar uma valvula de seguranca em um cano entupido.

•        Tensao de passo e toque: durante uma descarga atmosferica, uma pessoa proxima ao ponto de dispersao pode ser exposta a diferencas de potencial perigosas entre os pes (tensao de passo) ou entre a mao e os pes (tensao de toque). Aterramento inadequado amplifica esse risco.

•        Queima de equipamentos: inversores de usinas solares, CLPs industriais, sistemas de CFTV, elevadores e centrais telefonicas sao particularmente vulneraveis. A corrente do raio busca o caminho de menor impedancia, e equipamentos eletronicos frequentemente se tornam esse caminho.

•        Laudo SPDA reprovado: durante a inspecao completa prevista pela NBR 5419, a medicao de resistencia do aterramento e etapa obrigatoria. Valores fora do aceitavel resultam em laudo de nao conformidade, impedindo a renovacao do AVCB.

Caso real: industria em Goias com aterramento degradado

Mini-case - Industria em Aparecida de Goiania

Uma industria metalurgica com 15 anos de operacao nunca havia realizado medicao de resistividade do solo apos a construcao. Apos uma tempestade severa, perdeu dois CLPs, um inversor de frequencia e o sistema de CFTV completo. O prejuizo ultrapassou R$ 180 mil.

Na inspecao, foi constatado que a resistencia do aterramento havia subido de 8 ohms (valor original do projeto) para 47 ohms, devido a corrosao das hastes e ressecamento do solo. Os DPS Classe II instalados no QGBT estavam intactos, mas nao conseguiram escoar a energia por falta de caminho adequado para a terra.

Solucao aplicada: substituicao de 6 hastes corroidas, instalacao de 3 hastes adicionais com tratamento quimico do solo (gel condutor), e reconexao da malha de aterramento do SPDA ao barramento de equipotencializacao principal. Novo valor medido: 6,2 ohms.

Como manter o aterramento em conformidade

A NBR 5419:2015 exige inspecao visual semestral e inspecao completa com medicoes em intervalos de 1 a 3 anos, dependendo da classe de risco do SPDA. Para o aterramento especificamente, as boas praticas incluem:

•        Medicao de resistencia de aterramento a cada inspecao completa, comparando com valores historicos;

•        Inspecao visual das conexoes entre condutores de descida e eletrodos de aterramento;

•        Verificacao de corrosao em hastes e soldas exotermicas acessiveis;

•        Analise de eventuais alteracoes no solo (obras proximas, rebaixamento de lencol freatico, pavimentacao sobre a malha);

•        Registro fotografico georreferenciado dos pontos criticos.

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