Aterramento -parte lV

Bitola e conexão do fio terra

Ter uma boa haste ou um solo favorável não basta para termos um bom aterramento elétrico. As conexões da haste com os cabos de terra , bem como a bitola do cabo terra também contribuem muito para a resistência total de aterramento.
No que se refere à bitola do fio terra , ela deve ser a maior possível. Temos abaixo uma regra prática que evita desperdícios, e garante um bom aterramento.

Para :
Sf < 35 mm² ® St = 16 mm²
Sf ³ 35 mm² ® St = 0,5 Sf
Onde :
Sf = a seção transversal dos cabos (fios) de alimentação do equipamento (fases).
St = a seção transversal do fio terra.


Notem que para diâmetros inferiores a 35 mm² para as fases , temos o fio terra de 16 mm² . Já para diâmetros iguais ou acima de 35 mm², o fio terra deverá ter seção transversal igual à metade da seção dos cabos de alimentação.
Quanto à conexões , devemos optar em 1º lugar pela fixação por solda do fio terra à haste . Isso evita o aumento da resistência do terra por oxidação de contato .
Caso isso não seja possível, poderemos utilizar anéis de fixação com parafusos. Nesse caso porém , é conveniente que a conexão fique sobre o solo , e dentro de uma caixa de inspeção.


Conclusão

Embora o aterramento elétrico seja um assunto extremamente vasto e complexo , acreditamos ter fornecido, através desses dois artigos , elementos suficientes para que o leitor possa compreender melhor, e até mesmo construir, seu próprio sistema de aterramento.
Lembre – se , porém , que o aterramento está normalizado pela ABNT através da NBR 5410.
É aconselhável , antes de executar qualquer trabalho em baixa tensão , ler atentamente essa norma.


EMI (Eletromagnetic Interference)

Qualquer condutor de eletricidade ao ser percorrido por uma corrente elétrica, gera ao seu redor um campo eletromagnético. Dependendo da freqüência e intensidade da corrente elétrica, esse campo pode ser maior ou menor. Quando sua intensidade ultrapassa determinados valores, ela pode começar a interferir nos outros circuitos próximos a ele. Esse fenômeno é a EMI.
Na verdade, os efeitos da EMI começaram a ser sentidos na 2º Guerra Mundial.
As explosões das duas bombas atômicas sobre o Japão irradiaram campos eletromagnéticos tão intensos, que as comunicações de rádio na região ficaram comprometidas por várias semanas. Atualmente, os circuitos chaveados (fontes de alimentação, inversores de freqüência, reatores eletrônicos, etc. ) são os principais geradores de EMI. O “chaveamento” dos transistores (PWM) em freqüências de 2 a 30 kHz geram interferências que podem provocar o mau funcionamento de outros circuitos próximos, tais como CPUs, e dispositivos de comunicação (principalmente RS 232).
Podemos perceber a EMI em rádios AM colocados próximos a reatores eletrônicos de lâmpadas fluorescentes, principalmente nas estações acima dos 1000 KHz. Uma das técnicas para atenuar a EMI é justamente um bom aterramento elétrico, como veremos a seguir.


Aterramento na comunicação serial RS 232

Os sistemas de comunicações seriais como RS 232 são especialmente sensíveis à EMI. A RS 232 utiliza o terra dos sistemas comunicantes como referência para os sinais de transmissão ( TX ) e recepção ( RX ). Caso haja diferenças de potenciais entre esses terras, a comunicação poderá ser quebrada. Isso ocorre quando o terra utilizado como referência não está dentro do valor ideal (menor ou igual a 10 W), portanto o fio terra serve como uma “antena” receptora de EMI. Notem, pela figura 1, o diagrama simplificado do fenômeno.
Isso significa que o mau aterramento é uma “porta aberta” para que os ruídos elétricos (tais como EMI) entrem no circuito , e causem um funcionamento anormal na máquina .



Blindagem aterrada

Outra técnica para imunizar – se os ruídos elétricos é o aterramento das blindagens. O leitor poderá perceber que todos os circuitos chaveados (fontes de alimentação, inversores, etc.), na sua maioria, possuem sua caixa de montagem feita de metal. Essa técnica é a blindagem, que também é fabricada em alguns cabos através da malha (“shield”). Na verdade, fisicamente, essa blindagem é uma gaiola de Faraday. A gaiola de Faraday não permite que cargas elétricas penetrem (ou saiam) do ambiente em que estão confinadas. Ela torna – se ainda mais eficiente quando aterrada. O próprio PC possui sua carcaça metálica, e ligada ao terminal terra. Quando não aterramos a carcaça de qualquer equipamento, comprometemos não somente a segurança do usuário, como também contribuímos para a propagação de EMI .co, como veremos a seguir.


Terra compartilhado

Devemos evitar ao máximo a ligação de muitas máquinas em um mesmo fio terra. Quanto maior for o número de sistemas compartilhados no mesmo terra, maiores serão as chances de um equipamento interferir no outro (figura 2 ).
Isso ocorre porque as amplitudes dos ruídos podem se somar e ultrapassar a capacidade de absorção do terra. Obviamente esse problema surge com maior freqüência para um fio terra que não tenha uma boa resistência de aterramento. Para as máquinas que possuem seu terra tratado quimicamente, ele não deve ser compartilhado com outras. Cabe lembrar que o tratamento químico , ao longo do tempo, perde sua eficiência .


Formulário

Até agora abordamos o aterramento elétrico de uma forma genérica e prática. Como já dissemos anteriormente, este assunto é bastante vasto e complexo. O estudo profundo do aterramento envolve um número muito grande de fórmulas um tanto quanto complicadas. De qualquer modo , seguem abaixo algumas fórmulas básicas, que podem ser úteis para um cálculo prévio à instalação do aterramento elétrico.

a) Resistência de uma haste

Rhaste = ra ln( 4L/d) W.
2pL
onde :
ra = resistividade do solo (W.m.)
L = comprimento da haste (m) , e d= diâmetro da haste (m).


b) Resistência equivalente à associação de hastes em paralelo

Req= K. Rhaste
Onde :
Req = resistência equivalente (W).
Rhaste =resistência das hastes (W).
K = fator de redução (depende do solo, e geometria da haste).


c) Resistência da malha de aterramento

R = (ra/4) . p/ Amalha
Onde :
R = resistência da malha (W).
ra = resistividade do solo ( W . m ).
A = área da malha (m2).
d)Determinação da janela da malha

D=C/20f

Onde : C = velocidade da luz = 300.000.000 m/s.
f = freqüência (Hz).
D = janela da malha (m) .


Conclusão

Embora o aterramento elétrico seja um assunto extremamente vasto e complexo , acreditamos ter fornecido, através desses dois artigos , elementos suficientes para que o leitor possa compreender melhor, e até mesmo construir, seu próprio sistema de aterramento.
Lembre – se , porém , que o aterramento está normalizado pela ABNT através da NBR 5410.
É aconselhável , antes de executar qualquer trabalho em baixa tensão , ler atentamente essa norma.