23 fev A evolução do conceito de aterramento para sistema de aterramento
O tema Aterramento é amplo e diversos subtemas permeiam as discussões, tanto no âmbito da Comissão ABNT/CB-003/CE 003 102 001 – “Aterramentos Elétricos” quanto em congressos e em redes profissionais (como o LinkedIn). Medições de resistividade do solo, modelagem geoelétrica, simulação de aterramentos, medições de aterramento e desempenho sob diferentes tipos de excitação, são temas inter-relacionados que refletem a evolução dos conceitos nas últimas décadas.
O aterramento é onipresente – ele existe em todo tipo de instalação: plantas de geração de energia, subestações, linhas de transmissão e de distribuição, instalações industriais e comerciais, sistemas de transporte, entre outras. Cada uma destas aplicações envolve requisitos distintos e exige o atendimento a um amplo conjunto de normas técnicas.
Outra característica do aterramento é que ele é parte integrante dos demais subsistemas que integram as instalações, exigindo do seu projetista amplo conhecimento das instalações, inclusive dos aspectos de construção civil, já que frequentemente os ferros estruturais integram os sistemas de aterramento.
Os sistemas de aterramento têm forte inter-relacionamento com diversas áreas correlatas, como a proteção contra descargas atmosféricas, os estudos de interferência, a qualidade da energia e a compatibilidade eletromagnética, sendo esta última uma área do conhecimento que engloba todas as demais aqui comentadas.
É importante registrar a evolução dos conceitos associados ao tema aterramento, que tive a sorte de acompanhar ativamente, em contato com alguns dos principais players do setor, tanto no âmbito nacional quanto no internacional. Até o fim da década de 70, existiam dois tipos de aterramento: o tal do triodo em instalações comerciais e industriais, com 3 hastes interligadas e independentes dos demais aterramentos; e as malhas de aterramento nas subestações, um item de projeto dimensionado com modelo de solo uniforme por meio das clássicas expressões da norma americana IEEE-80, com os fatores Ki e Km.
A partir da década de 80, o conceito de “aterramento” evoluiu para “sistema de aterramento”. Duas técnicas começaram a ser aplicadas nesta época nos estudos de aterramento de subestações e de instalações industriais – simulação de aterramentos em computador com modelos de solo de dupla camada e cálculo da distribuição das parcelas das correntes de falta para a terra. Usei muito um programa em Fortran, desenvolvido na Monasa pelo meu colega de trabalho @Marcelo kessel, que simulava malhas de aterramento equipotenciais, com modelos de solo de duas camadas.
Para calcular a distribuição das parcelas da corrente de falta pelo circuito de terra, inicialmente eu utilizava as técnicas de circuitos “ladder”, que aprendi com o Sérgio Toledo Sobral (que foi meu chefe na IESA, de 1980 a 1985). Depois, de volta na Monasa, aprendi com a Luisa Carijó a utilizar o EMTP para o mesmo tipo de cálculo. Presto aqui a minha homenagem, “in memoriam”, a estes dois profissionais excepcionais com quem tive a sorte de trabalhar.
Aproveito para homenagear também o @Daniel Kovarsky, com quem comecei a trabalhar com eletrodos HVDC e que, até hoje, é meu amigo. Na minha opinião, os eletrodos HVDC são os “Reis do Aterramento”, dada a complexidade deste tipo de projeto, que utiliza tecnologia de sistemas de proteção catódica e envolve a construção de modelos de solo que abrangem toda a crosta terrestre (da ordem de 40 km de profundidade). Tema que foi objeto da minha tese de doutorado em geociências na UNICAMP.
O processo de migração do enfoque de “aterramento” para “sistema de aterramento” foi consolidado com a publicação do Brown Book (IEEE Std. 399), livro integrante da clássica coleção IEEE Color Books, que tinha status de norma. Esta coleção aborda diferentes enfoques das instalações comerciais e industriais, com três livros dedicados ao tema aterramento – o Green Book, o Emerald Book e o Brown Book.
Em 1994, fiz o curso de aterramento e interferências com o Prof. Farid Dawalibi, em Montreal, no Canadá, desenvolvedor do software CDEGS (Current Distribution, Electromagnetic Fields, Grounding and Soil Structure Analysis). Voltei de lá como representante no Brasil do CDEGS e, desde então, acompanhei a evolução deste software, que, ano a ano, foi ficando cada vez mais poderoso e que reinou inconteste no mercado internacional até o recente advento do italiano #XGSLab, concorrente de peso do #CDEGS.
A revisão da norma NBR-7117, em 2020, foi um importante marco para o tema aterramento no Brasil, pois trouxe a visão de geofísica para o nosso setor, agregando novos conhecimentos, técnicas e equipamentos ao arsenal disponível para os profissionais que atuam nesta área. A partir desta revisão, o comitê “Aterramentos Elétricos” tem elaborado novas normas e revisado outras, incorporando o estado da arte nesta área ao setor da engenharia elétrica.
Sobre o autor
Paulo Edmundo Freire da Fonseca é engenheiro eletricista e Mestre em Sistemas de Potência (PUC-RJ). Doutor em Geociências (Unicamp), membro do Cigre e do Cobei e também atua como diretor na Paiol Engenharia.
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Fonte: www.osetoreletrico.com.br