Aterramento e SPDA

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SISTEMAS DE PROTEÇÃO 
CONTRA DESCARGAS 
ATMOFÉRICAS E 
ATERRAMENTO 
 
 Autores: 
 Ademar Macedo de O. Júnior 
 Roberto José da Silva 
 
 Orientador: 
 Prof. Wanir José de Medeiros Júnior 
 
Goiânia 
Fevereiro/2004 
 
 
ADEMAR MACÊDO DE OLIVEIRA JÚNIOR (MATRÍCULA: 980115) 
ROBERTO JOSÉ DA SILVA (MATRÍCULA: 920175) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMAS DE PROTEÇÃO CONTRA DESCARGAS 
ATMOSFÉRICAS E ATERRAMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Goiânia 
 Fevereiro/2004 
Projeto Final apresentado ao Curso de Engenharia 
Elétrica da Escola de Engenharia Elétrica da 
Universidade Federal de Goiás, para obtenção do título 
de Engenheiro Eletricista. 
 
Área de Concentração: Sistemas de Energia 
 
Banca examinadora: 
• Engenheiro Antônio Marcos de Melo 
Medeiros- mestrando EEEC-UFG 
• Msc. Henrique Mendonça Queiroz 
• Prof. Wanir José de Medeiros Júnior 
 
Orientador: Prof. Wanir José de Medeiros Júnior 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agradecimentos: 
 
Agradeço ao Prof. Orientador Wanir José de Medeiros 
Júnior pela grande ajuda prestada para a minha formação. 
 
Ademar Macedo de Oliveira Júnior
 
 
Agradeço à Minha esposa, Fernanda, meus filhos Pedro 
e Letícia e a todos meus familiares. 
Roberto José da Silva.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Epígrafe: 
 
“Quando uma porta se fecha, outra se abre. Mas muitas 
vezes nós ficamos olhando tanto tempo, tristes, para a porta 
fechada que nem notamos que se abriu outra para nós”. 
Alexander Graham Bell
SUMÁRIO 
 
LISTA DE FIGURAS....................................................................................................... 01
LISTA DE TABELAS....................................................................................................... 02
SIGLAS UTILIZADAS..................................................................................................... 03
RESUMO............................................................................................................................ 04
INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 05
1 ATERRAMENTO........................................................................................................... 07
 1.1 O campo magnético........................................................................................... 08
 1.2 Potencial de Passo e de Toque........................................................................... 09
 1.3 Escoamento da Malha........................................................................................ 10
 1.4 Conceitos relevantes.......................................................................................... 10
 1.5 Finalidades......................................................................................................... 11
 1.6 Requisitos........................................................................................................... 12
 1.7 Fatores que Influenciam no Aterramento........................................................... 12
2 RESISTIVIDADE DO SOLO........................................................................................ 14
 2.1 Introdução.......................................................................................................... 14
 2.2 Influência da umidade........................................................................................ 15
 2.3 Influência da temperatura................................................................................... 16
 2.4 Tópicos sobre medição....................................................................................... 16
 2.4.1 Potencial em Um Ponto....................................................................... 17
 2.4.2 Potencial em Um Ponto Sob a Superfície de Um Solo Homogêneo.. 18
 2.4.3 Método de Wenner.............................................................................. 20
 2.4.4 Medição Pelo Método de Wenner....................................................... 22
 2.4.5 Curva Característica ρ x a................................................................... 24
 2.4.6 Análise dos resultados......................................................................... 24
3 TRATAMENTO DO SOLO.......................................................................................... 27
 3.1 Tipos de tratamento químico.............................................................................. 27
 3.1.1 Bentonita............................................................................................. 28
 3.1.2 Earthron............................................................................................... 28
 3.1.3 Gel...................................................................................................… 29
 3.2 Coeficiente de redução kt............................................................................................................................. 29
 3.3 Variação da resistência de terra.......................................................................... 30
4 SISTEMAS FÍSICOS..................................................................................................... 33
 4.1 Hastes................................................................................................................. 33
 4.2 Dimensionamento do sistema............................................................................ 34
 4.2.1 Uma haste vertical............................................................................... 34
 4.2.2 Hastes Paralelas................................................................................... 36
 4.2.2.1 Resistência Equivalente de Hastes Paralelas....................... 38
 4.2.3 Índice de Aproveitamento................................................................... 40
 4.2.4 Hastes Profundas................................................................................. 40
5 CORROSÃO NOS COMPONENTES DO SISTEMA................................................ 42
 5.1 Utilização de materiais diferentes...................................................................... 42
 5.2 Solos com diferentes concentrações de elementos............................................. 44
 5.3 Heterogeneidade da temperatura do solo........................................................... 45
6 ATERRAMENTO PARA MÉDIA TENSÃO.............................................................. 46
 6.1 Classificação segundo NBR 5419...................................................................... 46
 6.2 Esquemas com neutro aterrado ou Txx.............................................................. 48
 6.3 Esquemas TN..................................................................................................... 48
 6.4 Esquema TT....................................................................................................... 49
 6.5 Esquema IT........................................................................................................ 50
7 DESCARGAS ATMOSFÉRICAS................................................................................. 52
 7.1 Condução........................................................................................................... 53
 7.2 Uso do concreto armado.................................................................................... 55
 7.3 O concreto pré-formado..................................................................................... 57
 7.4 O concreto protendido........................................................................................ 57
 7.5 Eletrodos de aterramento...................................................................................58
8 RISCO DE EXPOSIÇÃO DE UMA EDIFICAÇÃO................................................... 60
 8.1 Densidade de descargas para a terra................................................................... 60
 8.2 Área de exposição equivalente........................................................................... 62
8.3 Freqüência média anual previsível................................................................................. 62
8.4 freqüência média anual admissível............................................................................... 63
8.5 Avaliação geral do rico.................................................................................................. 63
8.6 Verificação da necessidade de proteção contra descargas atmosféricas........................ 63
8.7 Níveis de proteção.......................................................................................................... 64
9 TIPOS DE PÁRA-RAIOS.............................................................................................. 66
 9.1 Pára-raios de haste............................................................................................. 66
 9.2 Gaiola de Faraday.............................................................................................. 67
 9.3 Pára-raios em linhas de transmissão.................................................................. 69
 9.3.1 Pára-raios de Carboneto de Silício...................................................... 69
 9.3.2 Pára-raios de Óxido de Zinco............................... 70
10 PROIBIÇÃO DO PÁRA-RAIOS RADIOATIVO..................................................... 73
 10.1 Razões para a proibição.............................................................................................. 73
10.2 Riscos........................................................................................................................... 74
10.3 Recolhimento............................................................................................................... 75
10.4 Reprojeto...................................................................................................................... 75
10.5 Resolução do CNEN.................................................................................................... 75
11 CONCLUSÃO............................................................................................................... 77
 
 
 
 
 
1
LISTA DE FIGURAS 
FIG. 1.1 Instalação genérica em prédio — norma NBR5410/93...................... 18 
FIG. 2.1 Curva característica ρ x Temperatura.............................................. 19 
FIG. 2.2 Linhas de corrente elétricas ............................................................. 20 
FIG. 2.3 Linhas de correntes elétricas ........................................................... 21 
FIG. 2.4 Ponto imagem.................................................................................. 21 
FIG. 2.5 Quatro hastes cravadas no solo........................................................ 21 
FIG. 2.6 Imagem do ponto 1 a 4 .................................................................... 21 
FIG. 2.7 Método de Wenner .......................................................................... 21 
FIG. 3.1 Valores típicos de kt em função da resistividade ............................. 21 
FIG. 3.2 Variação da resistividade de terra, com o tempo, de eletrodos em 
solos tratados e não tratados ............................................................................................ 21 
FIG. 3.3 Resistência de terra reduzida pelo tratamento químico do solo ...... 21 
FIG. 3.4 Tratamento químico do solo e variações mensais da resistência .... 21 
FIG. 4.1 Haste cravada no solo...................................................................... 21 
FIG. 4.2 Zona de interferência nas linhas equipotênciais de duas hastes ...... 21 
FIG. 4.3 Superfícies equipotenciais de duas hastes ....................................... 21 
FIG. 4.4 Hastes em paralelo........................................................................... 21 
FIG. 4.5 Paralelismo das resistências ............................................................ 21 
FIG. 5.1 Aterramento com aço e cobre.......................................................... 21 
FIG. 5.2 Área de ferro exposta....................................................................... 21 
FIG. 5.3 Zonas de solos distintos................................................................... 21 
FIG. 5.4 Solos com concentrações distintas .................................................. 21 
FIG. 7.0 Descarga atmosférica....................................................................... 21 
FIG. 7.1 Condutores do sistema de proteção contra descargas atmosféricas 21 
FIG. 8.1 Mapa isoceráunico do Brasil ........................................................... 21 
FIG. 9.1 Exemplo da gaiola de Faraday ........................................................ 21 
 
 
 
 
 
2
 
LISTA DE TABELAS 
TABELA 2.1 RELAÇÃO ENTRE TIPO DE SOLO E RESISTÊNCIA ............................................... 43 
TABELA 8.1 NÍVEL CERÁUNICO EM DIVERSOS PAÍSES......................................................... 68 
TABELA 8.2 NÍVEL CERÁUNICO NO BRASIL ........................................................................ 85 
TABELA 8.3 NÍVEIS DE PROTEÇÃO...................................................................................... 95 
TABELA 9.1 DISTÂNCIA ENTRE OS CABOS DE MALHA DE PROTEÇÃO.................................. 97 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3
 
 
SIGLAS UTILIZADAS 
CNEN Comissão Nacional de Energia Nuclear 
Dco Distância entre condutores 
Dm Dimensão da área plana da malha captora no sentido da largura e do comprimento (m) 
E Potencial(V) 
Fig Figura 
H Altura (m) 
J Densidade de corrente (A) 
L Comprimento (m) 
N Frequencia média anual previsível 
Nc Freqüência média anual admissível de danos 
Ng A densidade de descargas atmoféricas para a terra 
R Resistência (Ω) 
SiC Carboneto de silício 
Td Nível ceráunico 
Tab Tabela 
W Largura (m) 
ZnO Óxido de zinco 
ρ Resistividade do solo (Ωxm) 
k Coeficiente de reflexão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4
 
 
 
 
 
RESUMO 
Para o bom funcionamento de um sistema elétrico, seja na área de potência ou na 
área de telecomunicação ou até mesmo em pequenos sistemas como uma sala com 
computadores em rede, é imprescindível um bom sistema de proteção contra descargas 
atmosférica e um bom sistema de aterramento. Embora aparentemente simples, os sistemas 
de proteção devem levar em consideração muitas variáveis, abordadas nesse trabalho, com 
o objetivo de garantir a continuidade do funcionamento dos sistemas onde são empregados. 
Nesse trabalho também serão abordados as diversas técnicas e modelos de sistemas de 
proteção contra descargas atmoféricas e sistemas de aterramento, bem como métodos de 
otimização dos resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5
INTRODUÇÃO 
Os primeiros estudos experimentais sobre a eletricidade atmosférica foram 
realizados no século XIII pelo livreiro e impressor americano Benjamin Franklin. Ele partiu 
da seguinte hipótese: a descarga que saltava de um capacitor, conhecido na época com o 
nome de garrafa de Leyden, incluindo faísca e ruído, equivaleria, em menor escala, à 
descarga atmosférica, relâmpago e trovão. Para verificar se essa hipótese era verdadeira, ele 
propôs um experimento: colocar uma haste metálica abaixo de uma nuvem de tempestade e 
aproximar dela um corpo aterrado, que esteja em contato com o solo para descarregar a 
eletricidade que vai ser passada pela haste. Em maio de 1752, o cientista francês Thomas-
François D'Alibard (1703-1799) realizou o experimento proposto por Franklin. Levantou 
uma barra de ferro pontiaguda na direção de nuvens de tempestadee aproximou desta um 
fio aterrado, verificando que faíscas saltavam do mastro para o fio. Além de provada a 
hipótese de Franklin, se estabeleceu assim o princípio do funcionamento dos pára-raios. 
A invenção dos pára-raios permitiu maior segurança contra as descargas 
atmosféricas. Ele faz parte do que hoje se chama de sistema de proteção. Esses sistemas 
foram feitos para proteger construções e seus ocupantes dos efeitos da eletricidade dos 
relâmpagos. Ele cria um caminho, com um material de baixa resistência elétrica, para que a 
descarga entre ou saia pelo solo com um risco mínimo às pessoas presentes no local. Um 
sistema é dividido em três componentes: o terminal aéreo, os condutores de descida e o 
terminal de aterramento. O terminal aéreo é uma haste metálica rígida e pontiaguda , 
montada numa base ou tripé, no ponto mais alto da estrutura, que deverá capturar a 
descarga. É comumente conhecido pelo nome de pára-raio. 
Os terminais de aterramento são hastes, geralmente de cobre, enterradas no 
chão, a um nível que dependerá do tipo de solo e do tipo de construção que se deseja 
proteger. Os minerais que compõem o solo determinam melhores resultados no escoamento 
da descarga. Existem componentes não convencionais dos sistemas de proteção que 
desativam momentaneamente um aparelho, um instrumento ou transmissor elétrico nas 
proximidades do local de queda do relâmpago. A voltagem desses intrumentos pode 
aumentar e esse aumento é denominado surto de tensão ou sobretensão. Os supressores de 
surto ou pára-raios eletrônicos são componentes adicionados aos sistemas convencionais 
 
 
 
6
proteger contra as sobretensões. Centelhadores, varistores, diodos zener, são exemplos 
comuns de supressores. 
Quanto à sistemas de aterramento pode se afirmar que segurança para o usuário 
e para o equipamento ligado a uma fonte elétrica é a finalidade básica e fundamental em 
qualquer sistema elétrico. Projetado para evitar correntes de modo incomum, assegurando 
tranqüilidade para o usuário de uma instalação de um prédio, de uma empresa, de uma casa, 
e também a segurança do equipamento eventualmente ligado a uma fonte elétrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7
1 ATERRAMENTO 
Um aterramento elétrico consiste em uma ligação elétrica proposital de um 
sistema fisico ao solo. Este se constitui basicamente dos eletrodos de aterramento, as 
conexões destes ao sistema a ser protegido e a terra que envolve os eletrodos. A figura 1.1 
ilustra um aterramento genérico em prédio, segundo norma NBR 5419/93: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIG. 1.1 Instalação genérica em prédio — norma NBR5410/93 
 
Promover a segurança é a principal finalidade de um aterramento, projetado 
para evitar correntes de modo comum, assegurando tranqüilidade para o usuário de uma 
instalação de um prédio, de uma empresa, de uma casa, e também a segurança do 
equipamento eventualmente ligado a uma fonte elétrica. 
Um aterramento pode ser projetado para escoar descarga elétrica atmosférica, e 
com essa finalidade ele faz parte de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas, 
e sua função é a de simplesmente conduzir a carga que estava na nuvem e que deve descer 
para neutralizar uma outra carga oposta. Uma outra finalidade básica do aterramento é no 
âmbito de sistema de controle, comando e proteção, no que se refere à compatibilidade 
eletromagnética. Esta compatibilidade está associada à fonte de indução eletromagnética 
que pode perturbar o funcionamento de um equipamento, e que pode ser por ele perturbada. 
Ou seja, um equipamento pode ser uma origem de perturbação de natureza eletromagnética 
e, ao mesmo tempo, pode sofrer efeitos desse tipo de perturbação. O aterramento, ao qual 
todo tipo de equipamento deve estar ligado, tem uma série de requisitos para atender a esse 
 
 
 
8
tipo de conceito de compatibilidade eletromagnética, e evitar que ele receba ou produza 
ruído externo. 
Esses ruídos são chamados de campo magnético, que pode ser positivo ou 
negativo. 
 
1.1 CAMPO MAGNÉTICO 
 
Os equipamentos têm um certo grau de sensibilidade à perturbação de origem 
eletromagnética. Um simples raio que caia perto de uma instalação que tenha muitos 
sensores, transdutores associados a sinal, comandos, pode causar um mal funcionamento. 
De uma forma mais simples, não é danificar esse equipamento, é levar a ele uma 
informação que será codificada, não como um raio que caiu, mas uma informação de uma 
atitude que ele deve tomar e que vai ser errada. Isso é uma perturbação de origem 
eletromagnética, porque o raio cria um campo magnético, que vai provocar o mau 
funcionamento dos comandos, controle de operação. 
Tudo o que envolve segurança muito grande no campo de controle deve estar 
protegido contra esse fenômeno classificado como compatibilidade magnética e os 
equipamentos devem estar imunes o máximo possível a esse tipo de interferência. 
Deve haver uma preocupação em imunizar o equipamento para evitar o mau 
funcionamento contra o fenômeno de perturbação e, ao mesmo tempo, evitar que o 
equipamento produza ruídos de natureza de campo eletromagnético que perturbe o 
funcionamento de outros e dele mesmo. 
Através de legislação pertinente, um número cada vez maior de equipamentos 
eletro-eletrônicos deve ser avaliado através de ensaios quanto a esses dois aspectos: a 
emissão e a imunidade. 
Então, essa é a finalidade básica do estudo de um aterramento, da escolha 
adequada do tipo de aterramento para evitar correntes comuns. É assegurar, ao usuário da 
instalação, segurança para o equipamento que está instalado, para evitar certos tipos de 
sobretensão, que são provocadas por falhas na rede elétrica, como curto-circuito, por 
exemplo. Mais uma finalidade do aterramento é a de promover uma referencia de 
potenciais para a boa operação dos sistemas elétricos, em especial quando há partes 
isoladas eletricamente, como um transformador. 
 
 
 
9
1.2 POTENCIAL DE PASSO DE TOQUE 
 
O ser humano, quando é submetido a uma diferença de potencial, é uma 
impedância. Por ele vai passar uma corrente, que dependendo da intensidade pode provocar 
desde um simples mal estar até a carbonização das células, mas antes disso, passa por um 
fenômeno de contração muscular, quer dizer, existe um limiar de corrente no qual você 
contraí os músculos. É como popularmente se diz: a pessoa ficou "grudada no fio". Ela 
coloca a mão, contraí a musculatura e independentemente da sua vontade cerebral, fica 
contraída, "grudada". Um nível acima dessa corrente é provocado uma fibrilação, ao invés 
de contrair, a pessoa laceia, aí morre por parada cardíaca. Acima disso, ocorre carbonização 
das células, o que é fatal. 
Então, quando se projeta uma malha de terra, há algumas grandes 
preocupações, como o cuidado para que a tomada seja capaz de escoar a corrente para a 
qual ela vai ser dimensionada. Uma malha para uma subestação é totalmente diferente de 
uma malha de terra para a rede primária, porque o nível, a potência de curto-circuito, na 
casa de uma pessoa, é totalmente diferente da potência de curto-circuito de um sistema de 
500 mil volts. Quanto mais alto for o nível de tensão, mais alta a potência de curto-circuito, 
maior a capacidade de um defeito na penetração da corrente dentro do solo, então a malha 
deve ser dimensionada para o valor da corrente que deva ser escoada. Essa corrente vai 
entrar dentro da terra, vai mexer com os potenciais da malha, portanto deve-se checar esses 
potenciais para os dois limites: o potencial de passo e o de toque que estão ligados na 
corrente, no ser humano. A corrente que a malha deve escoar mexe com os potenciais e 
estes podem estar aplicados em uma pessoa. 
A malha de terra é projetada para que tenha baixa resistência, porque a corrente 
que entrar vai mexer em seus potenciais, assim, quanto menor a resistência da malha, 
menores serão essas diferençasde potencial. O ponto forte vai repousar no escoamento da 
corrente, na limitação dos valores de passo e de toque que vão provocar e na resistência 
baixa da malha. 
 
 
 
 
 
 
10
1.3 ESCOAMENTO DA MALHA 
 
A malha é geralmente instalada no solo, por sua capacidade infinita de absorção 
dessas cargas elétricas, mas pode fazer parte da malha de terra a estrutura de um prédio. 
Entre as diversas finalidades do aterramento, no caso do escoamento do raio, 
isso é feito através do pára raios, um sistema de proteção para descargas atmosféricas. Os 
pára raios normalmente estão no topo de uma edificação, de um prédio, de uma casa. Antes 
do pára raios, há o captor, que é o primeiro contato da nuvem , através do raio, com a malha 
que vai escoar a carga elétrica, mas se essa corrente descer só por um fio pode provocar 
interferências eletromagnéticas, então, a cada vinte metros de um prédio, é necessário que 
seja feito um equalizador de potenciais. 
No caso de um prédio de vários andares, terão de ser feitas várias cintas para 
igualar todos os potenciais e descidas por muitos caminhos. Embaixo do prédio deve haver 
um anel de cobre ou outro material condutor, ligado ao sistema de malha de terra que são 
várias hastes que estão cravadas no solo em volta do edifício. Dessa forma, uma malha de 
terra que está junto com o sistema de descida do captor pode interferir na instalação. 
Modernamente, é possível utilizar a própria ferragem da estrutura do prédio para fazer essa 
descida. Se for um prédio de estrutura de ferro ou aço, pode-se usar essa estrutura também 
como meio de descida da descarga atmosférica, interferindo no projeto da instalação. 
 
1.4 CONCEITOS RELEVANTES 
 
Sistema de aterramento: é o conjunto de condutores, cabos, hastes e conectores 
interligados, circundados por elementos que dissipe para a terra as correntes que sejam 
impostas a esse sistema. 
Resistência de aterramento: é a resistência oferecida à passagem de corrente 
elétrica, quando é aplicada uma tensão a esse sistema. Essa resistência é composta dos 
sequintes elementos. 
 
• Resistência dos eletrodos, cabos, conexões e fiações; 
 
 
 
11
• Resistência de contato entre os eletrodos ou cabos e o elemento circundante 
(que poderá ser a própria terra); 
• Resistência do elemento que circunda o eletrodo ou cabo (poderá ser a 
própria terra). 
 
O primeiro componente geralmente é desprezível e poderá ser tornado menor 
ainda, bastando aumentar a seção dos cabos e eletrodos. Normalmente varia com o tempo, 
devido ao efeito de corrosão que se verifica principalmente nas conexões, devido ao meio 
em que se encontra mergulhado o sistema (características não neutras), piorando a 
qualidade dos contatos elétricos nos pontos de conexão. 
Para efeito de condução de descargas atmosféricas, cuja característica é alta 
frequência, deverá ser diminuído ao máximo o comprimento dos cabos de interligação entre 
o elemento a ser aterrado e a malha de terra, para se ter a reatância do cabo diminuida, 
minimizando, portanto, o potencial resultante no elemento considerado. 
O segundo componente também pode ser tomado pequeno desde que o eletrodo 
e a terra circundante estejam livres de gorduras, componentes orgânicos, pedras, pinturas, 
vernizes e óxidos. Também varia com o tempo, devido a oxidação do eletrodo ou cabo em 
contato com o meio no qual se acha envolvido. Por esse motivo, devem ser usados 
eletrodos ou cabos constituídos de material não oxidante, como tipo Copperweld (alma de 
aço com revestimento externo de cobre). Os mesmos proporcionam sistemas de grande 
confiabilidade e de grande durabilidade. 
O terceiro componente depende do formato e dimensões do eletrodo ou cabo, 
da natureza, umidade e temperatura do meio circundante (terra) e, praticamente, é ele quem 
define o valor da resistência de aterramento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12
1.5 FINALIDADES 
 
• Proporcionar uma baixa resistência de aterramento; 
• Manter valores da tensão carcaça-terra e estrutura-terra dentro do nivel de 
segurança para o pessoal, no caso das partes metálicas da carcaça ou estrutura 
acidentalmente energizadas; 
• Proporcionar um caminho de escoamento para o terra das descargas 
atmosféricas ou sobretensões devidas a manobras de equipamentos; 
• Permitir aos equipamentos de proteção, fusíveis, disjuntores, etc, isolar 
rapidamente as falhas à terra; 
• Diminuir valores de tensão fase-terra do sistema, fixando a tensão de 
isolação a valores determinados; 
• Proporcionar o escoamento para a terra da eletricidade estática gerada por 
equipamentos ou por indução, evitando faiscamento. 
 
1.6 REQUISITOS 
 
Todo sistema de aterramento, para que possa ser considerado como perfeito, 
deve apresentar as seguintes características: 
• Capacidade de condução de corrente — Seu valor está associado ao tempo 
de eliminação da falha, ao tipo de conexão usada, no material constituinte dos cabos e 
hastes empregados e as características do solo. 
• Segurança — O índice de segurança característica de uma instalação 
depende do dimensionamento do sistema de aterramento, que deverá ser executado de tal 
forma que os potenciais resultantes (de correntes de falhas consideradas) estejam em 
conformidade com os limites estabelecidos pelas normas técnicas. 
• Estabilidade — Para obter um sistema de aterramento razoavelmente estável, 
isto é, que apresente invariabilidade no valor da resistência de aterramento com relação as 
condições climáticas, é necessário instalá-lo em um meio que presente resistividade 
constante, o que pode ser obtido naturalmente ou artificialmente com tratamento do solo, 
por exemplo, com aplicação de bentonita. 
 
 
 
13
1.7 FATORES QUE INFLUENCIAM NO ATERRAMENTO 
 
Há vários fatores que podem influenciar num aterramento: 
 
• tipo de solo; 
• a geometria das malhas de aterramento; 
• a estratificação do solo em várias camadas. 
 
Esses fatores interferem nos dois principais valores finais do projeto de 
aterramento que são: a resistência da malha da terra, e a possível elevação do potencial 
dessa malha, em alguns pontos, quando ocorre um curto-circuito de uma fase para a terra, 
de uma fase para essa malha. Ao se injetar corrente nessa malha, a tensão da malha sofre e 
isso vai determinar valores limites de suportabilidade do homem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14
2 RESISTIVIDADE DO SOLO 
 
2.1 CONCEITOS GERAIS 
 
O valor da resistividade em Ω x m é numericamente igual a resistência de um 
cubo de 1 m de aresta. 
Vários fatores influenciam na resistividade do solo. Entre eles, pode-se 
ressaltar: 
 
• Tipo de solo; 
• Mistura de diversos tipos de solo; 
• Solos com camadas estratificadas com profundidades e materiais diferentes; 
• Teor de umidade; 
• Temperatura; 
• Compactação e pressão; 
• Composição química dos sais dissolvidos na água retida. 
 
As diversas combinações acima resultam em solos com características 
diferentes e, conseqüentemente, com valores de resistividades distintas. Assim, solos 
aparentemente iguais têm resistividades diferentes. 
Para ilustrar, a tabela 2.1 abaixo mostra a variação da resistividade para solos 
de natureza distintas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15
TABELA 2.1 - Relação entre tipo de solo e resistência 
TIPO DE SOLO RESISTIVIDADE Ω.m 
Lama 5 a 100 
Terra de jardim com 50% de umidade 140 
Terra de jardim com 20% de umidade 480 
Ar ila seca 1.500 a5.000 
Argila com 40% de umidade 80 
Ar ila com 20% de umidade 330 
Areia molhada 1.300 
Areia seca 3.000 a 8.000 
Calcário com acto 1.000 a 5.000 
Granito 1.500 a 10.000 
 
 
2.1 INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA 
 
De uma maneira genérica, a performance de um determinado solo submetido a 
variação da temperatura pode ser expressa pela curva da figura 2.1. 
 
 
FIG. 2.1 Curva característica ρ x Temperatura 
 
A partir do ρmínimo com o decréscimo da temperatura,e a conseqüente 
contração e aglutinação da água, é produzida uma dispersão nas ligações iônicas entre os 
grânulos da terra no solo, o que resulta num maior valor da resistividade. Observa-se que 
no ponto de temperatura de 0ºC (água) a curva sofre descontinuidade, aumentando o valor 
 
 
 
16
da resistividade no ponto 0ºC (gelo). Isto é devido ao fato de ocorrer uma mudança brusca 
no estado da ligação entre os grânulos que formam a concentração eletrolítica. Com um 
maior decréscimo na temperatura há uma concentração no estado molecular tornando o solo 
mais seco, aumentando assim sua resistividade. Já em outro extremo, com temperaturas 
elevadas, próximas a 100 ºC, o estado de vaporização deixa o solo mais seco, com a 
formação de bolhas internas, dificultando a condução de corrente, conseqüentemente, 
elevando o valor de sua resistividade. 
 
2.2 INFLUÊNCIA DA UMIDADE 
 
A resistividade do solo sofre alterações com a umidade. Esta variação ocorre 
em virtude da condução de cargas no mesmo ser predominantemente iônica. Uma 
quantidade maior faz com que os sais, presentes no solo, se dissolvam, formando um meio 
eletrolítico favorável a passagem da corrente iônica. Assim, um solo específico, com 
concentração diferente de umidade apresenta uma grande variação na sua resistividade. 
Conclui-se, portanto, que o valor da resistividade do solo acompanha os períodos de seca e 
chuva de uma região. Os aterramentos melhoram a sua qualidade com solo úmido, e pioram 
no período da seca. 
 
2.3 TÓPICOS SOBRE MEDIÇÃO 
 
Um solo apresenta resistividade que depende do tamanho do sistema de 
aterramento. 
A dispersão de correntes elétricas atinge camadas profundas com o aumento da 
área envolvida pelo aterramento. Para se efetuar o projeto do sistema de aterramento deve-
se conhecer a resistividade aparente que o solo apresenta para o aterramento pretendido. 
Os métodos de medição são resultados da análise de características práticas das 
e equações de Maxwell do eletromagnetismo, aplicadas ao solo. 
 
 
 
 
 
 
 
17
2.3.1 POTENCIAL EM UM PONTO 
 
Seja um ponto “c” imerso em um solo infinito e homogêneo, emanando uma 
corrente elétrica “I”. O fluxo resultante de corrente diverge radialmente, conforme figura 
2.2. 
 
FIG. 2.2 Linhas de corrente elétricas 
 
O campo elétrico E no ponto p é dado pela lei de Ohm local, abaixo: 
 
Ep = ρ Jp (2.1) 
Onde: 
Jp = Densidade de corrente no ponto p. 
 
A densidade de corrente é a mesma sobre a superfície da esfera de raio “r”, com 
centro no ponto “c” e que passa pelo ponto p. Seu valor é: 
 
2Jp= 4
I
rπ
 (2.2) 
 
Portanto, 
 
2Ep= 4
I
r
ρ
π
 (2.3) 
 
O potencial do ponto p, em relação a um ponto infinito é dado por: 
 
 
 
18
 
Vp=
r
Edr
∞
∫ (2.4) 
 
Onde: 
 
dr = variação infinitesimal na direção radial ao longo do raio r. 
 
Das equações acima tem-se que: 
1Vp=
4 r
I dr
r
ρ
π
∞
∫ (2.5) 
 
2.3.2 POTENCIAL EM UM PONTO SOB A SUPERFÍCIE DE UM SOLO 
HOMOGÊNEO 
 
Um ponto “c”, imerso sob a superfície de um solo homogêneo, emanando uma 
corrente elétrica “I”, o qual produz um perfil de distribuição do fluxo de corrente como 
mostra a figura 2.3. 
 
FIG. 2.3 Linhas de correntes elétricas 
 
As linhas de correntes se comportam como se houvesse uma fonte de corrente 
pontual simétrica em relação a superfície do solo. Figura 2.4. 
 
 
 
19
 
 
FIG. 2.4 Ponto imagem 
 
O comportamento é idêntico a uma imagem real simétrica da fonte de corrente 
pontual (método das imagens). Portanto, para achar o potencial de um ponto p em relação 
ao infinito basta efetuar a superposição do efeito de cada fonte da corrente individualmente, 
considerando todo o solo homogêneo, inclusive o de sua imagem. Assim, para calcular o 
potencial do ponto “p”, basta usar duas vezes a expressão. 
 
1mcm
co
DN
D
= +
1p 1´p
I IVp=
4 4r r
ρ ρ
π π
+ (2.6) 
 
O levantamento dos valores da resistividade é feito através de medições em 
campo, utilizando-se métodos de prospecção geoelétricos, neste trabalho será exposto o 
método de Wenner. 
 
 
 
 
 
 
20
2.3.3 MÉTODO WENNER 
 
O método usa quatro pontos alinhados, igualmente espaçados, cravados a uma 
mesma profundidade. 
 
 
FIG. 2.5 Quatro hastes cravadas no solo 
 
Uma corrente elétrica “I” é injetada no ponto 1 pela primeira haste e coletado 
no ponto 4 pela última haste. Esta corrente, passando pelo solo entre os pontos 1 e 4, 
produz potencial nos pontos 2 e 3. Usando o método das imagens, já citado (figura 2.4), 
obtém-se os potenciais nos pontos 2 e 3. 
 
 
FIG. 2.6 Imagem do ponto 1 a 4 
 
 
 
 
21
O potencial no ponto 2 é: 
 
2 
2 2 2 2
I 1 1 1 1V =
4 2(2 ) (2 )r a aa p a p
ρ
π
 
+ − − 
 + +  
 (2.7) 
 
O potencial no ponto 3 é: 
 
2 
2 2 2 2
I 1 1 1 1V =
4 2 (2 ) (2 ) (2 )r a aa p a p
ρ
π
 
+ − − 
 + +  
 (2.8) 
 
Portanto, a diferença de potencial nos pontos 2 e 3 é: 
 
23 2 3 
2 2 2 2
I 1 2 2V = V -V =
4 (2 ) (2 ) (2 )r a a p a p
ρ
π
 
+ − 
 + +  
 (2.9) 
 
 
Fazendo a divisão de potencial V23 pela corrente I, teremos o valor da 
resistência elétrica R do solo para uma profundidade aceitável de penetração de corrente I. 
Assim teremos: 
 
23 
2 2 2 2
V 1 2 2=
I 4 (2 ) (2 ) (2 )
R
a a p a p
ρ
π
 
= + − 
 + +  
 (2.10) 
 
A resistividade do solo é dada por: 
2 2 2 2
4
2 21
(2 ) (2 ) (2 )
aR
a a
a p a p
πρ =
 
+ − 
+ +  
 (2.11) 
 
 
 
22
 
A expressão (2.11) é conhecida como Fórmula de Palmer, e é usada no método 
de Wenner. Recomenda-se que diâmetro da haste ≤ 0,1a . Para um afastamento entre as 
hastes relativamente grande, isto é, a > 20p, a fórmula de Palmer se reduz a: 
 
ρ = 2πaR [Ω x m] (2.12) 
 
2.3.4 MEDIÇÃO PELO MÉTODO WENNER 
 
O método utiliza um Megger, instrumento de medida de resistência que possui 
quatro terminais, dois de corrente e dois de potencial. O aparelho, através de sua fonte 
interna, faz circular uma corrente elétrica “I” entre as duas hastes externas que estão 
conectadas aos terminais de corrente Cl e C2, conforme figura 2.7. As duas hastes internas 
são ligadas nos terminais P1 e P2. Assim, o aparelho processa internamente e indica na 
leitura, o valor da resistência elétrica de acordo com a expressão (2.10). 
 
 
FIG. 2.7 Método de Wenner 
 
Onde: 
 
 
 
23
 
R = leitura da resistência em Ω no Megger, para uma profundidade a 
a = Espaçamento dos eletrodos (hastes) 
p = Profundidade da haste cravada no solo 
 
O método considera que praticamente 58% da distribuição de corrente que 
passa entre as hastes externas ocorre a uma profundidade igual ao espaçamento entre as 
hastes. 
A corrente atinge uma profundidade maior, com uma correspondente área de 
dispersão grande, tendo, em conseqüência, um efeito que pode ser desconsiderado. 
Portanto, para efeito do método de Wenner, considera-se que o valor da resistência elétrica 
lida no aparelho é relativa a uma profundidade “a” do solo. As hastesusadas no método 
devem ter aproximadamente 50 cm de comprimento com diâmetro entre 10 a 15 mm. 
Devem ser feitas diversas leituras, para vários espaçamentos, com as hastes sempre 
alinhadas. 
Deve se observar durante a medição, que: 
• As hastes devem estar alinhadas; 
• As hastes devem estar igualmente espaçadas; 
• As hastes devem estar cravadas no solo a uma mesma profundidade, 
recomenda-se l0 a 20cm; 
• O aparelho deve estar posicionado simetricamente entre as hastes; 
• As hastes devem estar bem limpas, principalmente isentas de óxidos e 
gorduras para possibilitar bom contato com o solo; 
• A condição do solo (seco, úmido, etc) durante a medição deve ser anotada; 
• Não devem ser feitas medições sob condições atmosféricas adversas, tendo-
se em vista a possibilidade de ocorrências de raios; 
• Deve-se utilizar calçados e luvas de isolação para executar as medições. 
 
 
 
 
 
 
 
24
2.3.5 CURVA CARACTERÍSTICA ρ X A 
 
Alguns métodos de estratificação do solo, que serão estudados posteriormente, 
necessitam de mais leitura para pequenos espaçamentos, o que é feito para possibilitar a 
determinação da resistividade da 1º camada do solo. 
Para um único ponto de aterramento, isto é, para cada posição do aparelho, 
devem ser efetuadas medidas em três direções, com ângulos de 60 graus entre si. 
Este é o caso de sistema de aterramento pequeno, com um único ponto de 
ligação a equipamentos tais como: regulador de tensão, religador, transformador, 
seccionalizador, TC, TP, chaves à óleo, etc. No caso de subestações deve-se efetuar 
medidas em vários pontos, cobrindo toda a área da malha pretendida. 
 
2.3.6 ANÁLISE DOS RESULTADOS 
 
Feitas as medições, uma análise dos resultados deve ser realizada para que os 
mesmos possam ser avaliadas em relação a sua aceitação ou não. Esta avaliação é feita da 
seguinte forma: 
 
1. calcular a média aritmética dos valores da resistividade elétrica para cada 
espaçamento adotado. 
1,
1,
1
1( ) ( )
n
j q
M j i j i n
i
a a
n
ρ ρ ==
=
= ∑ (2.13) 
Onde: 
 
ρM (aj) = resistividade média para o respectivo espaçamento aj; 
n = Número de medições efetuadas para o respectivo espaçamento aj; 
ρ1 (aj) = Valor da i-ésima medição da resistividade com o espaçamento aj; 
q = Números de espaçamentos empregados. 
 
 
 
 
25
2. Proceder o cálculo do desvio médio de cada medida em relação ao valor 
médio como se segue: 
 
1,
1,( ) ( )
j q
i j M j i na aρ ρ
=
=− (2.14) 
 
Observações: 
 
a) Deve-se desprezar todos os valores de resistividade que tenham desvio maior 
que 50% em relação a média, isto é: 
 
1,
1,
( ) ( )
x100 50% 
( )
i j M j j q
i n
M j
a a
a
ρ ρ
ρ
=
=
−
≥ (2.15) 
b) Se o valor da resistividade tiver o desvio abaixo de 50% o valor será aceito 
como representativo. 
c) Se observado a ocorrência de acentuado número de medidas com desvio 
acima de 50%, recomenda-se executar novas medidas na região correspondente. Se a 
ocorrência de desvio persistir, deve-se então, considerar a área como uma região 
independente para efeito de modelagem. 
3. Com as resistividades médias para cada espaçamento, tem-se então os 
valores definitivos e representativos para traçar a curva característica ρ x a. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26
3 TRATAMENTO DO SOLO 
Todo sistema de aterramento depende da sua integração com o solo e da 
resistividade aparente. Se o sistema já está fisicamente definido e instalado, a única maneira 
de diminuir sua resistência elétrica é alterar as características do solo, usando um 
tratamento químico. O tratamento químico deve ser empregado somente quando: 
 
• Existe o aterramento no solo, com uma resistência fora da desejada, e não se 
pretende altera-lo por algum motivo, como por exemplo fator econômico; 
• Não existe outra alternativa possível, dentro das condições do sistema, por 
impossibilidade de trocar o local, e o terreno tem resistividade elevada. 
 
O tratamento químico do solo visa a diminuição de sua resistividade, 
conseqüentemente a diminuição da resistência de aterramento. Os materiais a serem 
utilizados para um bom tratamento químico do solo devem ter as seguintes características: 
 
• Boa higroscopia; 
• Não lixiviável; 
• Não ser corrosivo; 
• Baixa resistividade elétrica; 
• Quimicamente estável no solo; 
• Não ser tóxico; 
• Não causar dano a natureza. 
 
 
 
3.1 TIPOS DE TRATAMENTO QUIMICO 
 
São apresentados a seguir alguns produtos utilizados nos diversos tipos de 
tratamento químico do solo. 
 
 
 
 
27
3.1.1 BENTONITA 
 
Bentonita é um material argiloso que tem as seguintes propriedades: 
 
• Absorve facilmente a água; 
• Retém a umidade; 
• Boa condutividade elétrica; 
• Baixa resistividade (1,2 a 4 Ωxm); 
• Não é corrosivo, pH alcalino e protege o material do aterramento contra a 
corrosão natural do solo 
 
É pouco usado atualmente. Hoje é empregado uma variação onde se adiciona o 
gesso para dar maior estabilidade ao tratamento. 
 
3.1.2 EARTHRON 
 
O Earthron é um material líquido de lignosulfato, principal componente da 
poupa de madeira, mais um agente geleificador e sais inorgünicos. Suas principais 
propriedades são: 
 
• Não é solúvel em água; 
• Não é corrosivo, devido à substância gel que anula a ação do ácido da 
madeira; 
• Seu efeito é de longa duração; 
• É de fácil aplicação no solo; 
• E quimicamente estável; 
• Retém umidade. 
 
 
 
28
3.1.3 GEL 
O gel é constituído de uma mistura de diversos sais que, em presença da água, 
forma o agente ativo de tratamento. Suas propriedades são: 
 
• Quimicamente estável; 
• Não é solúvel em água; 
• Higroscópico; 
• Não é corrosivo; 
• Não é atacado pelos ácidos contidos no solo; 
• Seu efeito é de longa duração. 
3.2 COEFICIENTE DE REDUÇÃO KT 
 
O valor de kt poderá ser obtido, para cada caso, medindo-se a resistência do 
aterramento antes e após o tratamento. Desta forma obtém-se: 
 
comtratamento
t
semtratamento
Rk
R
= (3.1) 
 
Para ilustrar, na figura 3.1, tem-se um gráfico dos valores prováveis de kt em 
função da resistividade do solo para um tratamento do tipo Gel. 
 
 
 
 
29
 
FIG. 3.1 Valores típicos de kt em função da resistividade 
 
A região hachurada é a faixa provável dos valores de kt dada pelo fabricante. 
Observa-se que em solos com alta resistividade, o tratamento químico é mais eficiente. 
3.3 VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE TERRA 
Nos gráficos das figuras (3.2), (3.3) e (3.4) são apresentadas o comportamento 
das variações da resistência de terra com o tratamento químico do solo do tipo Gel [1]. 
Pode-se observar que o tratamento químico vai perdendo o seu efeito ao longo 
do tempo. Recomenda-se fazer novo tratamento periodicamente. 
 
 
 
 
30
 
FIG. 3.2 Variação da resistividade de terra, com o tempo, de eletrodos em solos 
tratados e não tratados 
 
Fig. 3.3 – Resistência de terra reduzida pelo tratamento químico do solo 
 
 
 
31
 
FIG. 3.4 Tratamento químico do solo e variações mensais da resistência 
 
Como o tratamento químico do solo é empregado na correção de aterramento 
existente, deve-se então, após a execução do mesmo, fazer sempre um acompanhamento 
com medições periódicas para analisar os efeitos e a estabilização do tratamento. 
Deve-se sempre dimensionar e executar projetos de sistema de aterramento de 
modo eficiente, para não ser necessário usar tratamento químico. 
A ação efetiva do tratamento químico deve-se ao fato de o produto químico ser 
higroscópico e manter retida a água por longo tempo, portanto, recomenda-se nas regiões 
que tenham período de seca bem definido, molhar a terra do sistema de aterramento, o que 
terá o mesmo efeito do tratamento químico.Em subestações pode-se deixar instalados um 
conjunto de mangueiras e a períodos regulares, molhar a terra que contém a malha. Pode-se 
inclusive, adicionar água a solução do produto químico do tratamento. Em terreno muito 
seco, pode-se concretar o aterramento. O concreto tem a propriedade de manter a umidade. 
Sua resistividade está entre 30 e 90 Ωxm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32
4 SISTEMAS FÍSICOS 
 
Os diversos tipos de sistemas de aterramento devem ser realizados de modo a 
garantir a melhor ligação com a terra. Os principais tipos são: 
 
• Uma simples haste cravada no solo; 
• Hastes alinhadas; 
• Hastes em triângulos; 
• Hastes em quadrado; 
• Hastes em círculos; 
• Hastes profundas; 
 
O tipo de sistema de aterramento a ser adotado depende da importância do 
sistema de energia elétrica envolvido, do local e do custo. O sistema mais eficiente é a 
malha de terra. 
4.1 HASTES 
O material das hastes de aterramento deve ter as seguintes características: 
 
• Ser bom condutor de eletricidade; 
• Ser um material praticamente inerte as ações dos ácidos e sais dissolvidos no 
solo; 
• O material deve sofrer a menor ação possível da corrosão galvânica; 
• Resistência mecânica compatível com a cravação e movimentação do solo; 
 
As melhores hastes são geralmente as acobreadas: 
 
• Tipo copperweld — É uma barra de aço de seção circular onde o cobre é 
fundido sobre a mesma; 
 
 
 
33
• Tipo encamisada por extrusão — A alma de aço é revestida por um tubo de 
cobre através do processo de extrusão; 
• Tipo cadWeld — O cobre é, depositado eletroliticamente sobre a alma de 
aço. 
É muito empregada também, com sucesso, a haste de cantoneira de ferro 
zincada. 
4.2 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA 
O cálculo exato da resistência de aterramento requer desenvolvimentos 
analíticos, que podem ser mais simples ou mais complicados, conforme a configuração dos 
eletrodos. A seguir apresentaremos, de forma simplificada, a determinação da resistência de 
terra para algumas configurações de eletrodos. 
4.2.1 UMA HASTE VERTICAL 
Uma haste cravada em um solo homogêneo, de acordo com a figura 4.1, tem 
uma resistência elétrica que pode ser determinada pela fórmula (4.1). 
 
1
4ln ( )
2
h
a LR
L d
ρ
π
 = Ω 
 
 (4.1) 
 
FIG. 4.1 Haste cravada no solo 
 
 
 
 
34
Onde: 
 
ρa = resistividade aparente do solo [Ω x m]; 
L = comprimento da haste [m]; 
d = diâmetro do círculo equivalente à área da secção transversal da haste [m]; 
 
No caso de haste tipo cantoneira, deve-se efetuar o cálculo da área de um 
circulo equivalente a secção transversal e igualar à área de um círculo. Assim: 
 
2 cantoneirasd
π
= (4.2) 
 
Onde: 
 
Scantoneira = área da secção transversal 
 
Pode se observar que a expressão (4.2) não leva em conta o material de que é 
formada a haste, mas sim o formato da cavidade que a geometria da haste forma no solo. O 
fluxo formado pelas linhas de corrente elétrica entra ou sai do solo, utilizando a forma da 
cavidade. Portanto, o R1th refere-se somente à resistência elétrica da forma geométrica do 
sistema de aterramento interagindo com o solo. 
Alguns tipos de aplicação requerem que o aterramento possua valor muito 
reduzido de resistência. Em muitos casos não é possível alcançar tal condições específicas 
de resistividade do solo local. Examinando a fórmula (4.1), pode-se saber os parâmetros 
que influenciam na redução do valor da resistência elétrica. Eles são: 
 
• Aumento do comprimento da haste; 
• Redução do ρa utilizando tratamento químico do solo. 
 
 
 
35
4.2.2 HASTES PARALELAS 
A interligação de hastes em paralelo diminui sensivelmente o valor da 
resistência do aterramento. O cálculo da resistência de hastes paralelas interligadas não 
segue a lei simples do paralelismo de resistência elétrica. Isto devido as interferências nas 
zonas de atuação das superficies equipotenciais. No caso de duas hastes cravadas no solo 
homogêneo, distanciadas de “a”, a figura 4.2 mostra as superficies equipotenciais que cada 
haste teria se a outra não existisse, onde pode ser observada também a zona de 
interferência. A figura 4.3 mostra as linhas equipotenciais resultantes do conjunto formado 
pelas duas hastes. A zona de interferência das linhas equipotenciais causa uma área de 
bloqueio do fluxo da corrente de cada haste, resultando numa maior resistência de terra 
individual. Como a área de dispersão efetiva da corrente de cada haste torna-se menor, a 
resistência de cada haste dentro do conjunto aumenta. 
Observe-se que o aumento do espaçamento das hastes paralelas faz com que a 
interferência seja diminuída. Teoricamente para um espaçamento infinito, a interferência 
seria nula, porém, um aumento muito grande de espaçamento aconselhável gira em tomo do 
comprimento da haste. Adota-se muito o espaçamento de 3 metros. 
 
 
 
 
36
 
FIG. 4.2 Zona de interferência nas linhas equipotênciais de duas hastes 
 
 FIG. 4.3 Superfícies equipotenciais de duas hastes 
 
 
 
37
4.2.2.1 RESISTÊNCIA EQUIVALENTE DE HASTES PARALELAS 
 Para o cálculo da resistência equivalente de hastes paralelas, deve-se levar em 
conta o acréscimo de resistência ocasionado pela interferência entre as hastes. A fórmula 
(4.3) apresenta a resistência elétrica que cada haste tem inserida no conjunto. 
 
n
h hh hm
m=2
m h
R = R + R
≠
∑ (4.3) 
 
 Onde: 
 
Rh = Resistência apresentada pela haste h inserida no conjunto considerando as 
interferências das outras hastes; 
N = Número de hastes paralelas; 
Rhh = Resistência individual de cada haste sem a presença de outras hastes; 
Rhm = Acréscimo de resistência na haste “h” devido a interferência mútua da 
haste “m”, dada pela expressão (4.4). 
 
( )2a
hm 2 2
0,183R = log
( )
hm hm
hm hm
b L e
L e b L
ρ  + −
 
− −  
 (4.4) 
 
A figura 4.4 segue ilustra um sistema com duas hastes. 
 
 
FIG. 4.4 Hastes em paralelo 
 
 
 
 
38
Num sistema de aterramento emprega-se hastes iguais, o que facilita a 
padronização na empresa, e também o cálculo da resistência equivalente do conjunto. 
Fazendo o cálculo para todas as hastes do conjunto tem-se os valores da resistência de cada 
haste: 
R1 = R11 + R12 + R13 + ... + R1n 
R2 = R1 + R22 + R23 + ... + R2n 
. 
. 
. 
Rn = Rn1 + Rn2 + Rn3 + ... + Rnn 
 
Determinada a resistência individual de cada haste dentro do conjunto, já 
considerados os acréscimos ocasionados pelas interferências das outras hastes, a resistência 
equivalente das hastes interligadas será a resultante do paralelismo destas, conforme ilustra 
a figura 4.5. 
 
 
FIG. 4.5 Paralelismo das resistências 
 
eq 1 2
1 1 1 1...
R nR R R
= + + + (4.5) 
 
1 2
1R eq 1 1 1...
nR R R
=
+ + +
 (4.6) 
 
 
 
 
39
4.2.3. ÍNDICE DE APROVEITAMENTO 
Índice de aproveitamento ou índice de redução (T), é definido como a relação 
entre a resistência equivalente do conjunto (Req) e a resistência individual de cada haste 
sem a presença de outras hastes (R1haste). 
 
1
eR
R haste
qT = (4.7) 
 
1eR R hasteq T= (4.8) 
 
A expressão (4.8) indicaque a resistência equivalente Req do conjunto de hastes 
em paralelo está reduzida de T vezes o valor da resistência de uma haste isoladamente. Para 
facilitar o cálculo de Req os valores de T são tabelados. A expressão (4.8) também se aplica 
para as demais configurações dos sistemas de aterramento. 
4.2.4 HASTES PROFUNDAS 
O objetivo principal é aumentar o comprimento L da haste, o que faz decair o 
valor da resistência praticamente na razão inversa de L. Esta técnica é eficaz quando o solo 
apresenta camadas mais profundas de menor resistividade, se o solo é homogêneo, a 
eficácia da técnica é reduzida para profundidades superiores a 3,5m [7]. Na utilização de 
hastes profundas vários fatores ajudam a melhorar ainda mais a qualidade do aterramento. 
Estes fatores são: 
 
• Condição de água presente estável ao longo do tempo; 
• Condição de temperatura constante e estável ao longo do tempo; 
• Produção de gradiente de potencial maiores no fundo do solo, tomando os 
potenciais de passo na superfície praticamente desprezíveis. 
 
 
 
 
40
Assim, devido as considerações acima, obtém-se um aterramento de boa 
qualidade, com o valor de resistência estável ao longo do tempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
41
5 CORROSÃO NOS COMPONENTES DO SISTEMA 
 
O significado do termo corrosão de metais, está associado à degradação das 
suas propriedades devido a ação do meio. Todo metal tende a sofrer um certo grau de 
corrosão, que é o processo natural da volta do metal ao seu estado primitivo. 
Os sistemas de aterramento estarão sempre sofrendo o processo de corrosão 
devido a própria característica do solo e do tipo de material empregado. 
A seguir serão discutidos alguns elementos que, combinados ou separados, 
produzem diversos efeitos de corrosão no material do sistema de aterramento. 
5.1 UTILIZAÇÃO DE MATERIAS DIFERENTES 
O ideal seria empregar no sistema de aterramento, materiais com a mesma 
concentração de metal, para evitar eletronegatividade diferentes, impossibilitando a geração 
da força eletromotriz da pilha eletroquímica. Assim o sistema não teria corrosão. Os 
sistemas de aterramento, no entanto, são construídos usando componentes diferentes. Ver 
figura 5.1. 
 
A figura 5.1 mostra o aterramento do equipamento no poste, um transformador, 
que é feito por um cabo de descida de aço e a haste usada é do tipo copperweld, isto é 
cobreada. 
 
 
FIG. 5.1 Aterramento com aço e cobre 
 
 
 
42
O solo contém sais dissolvidos na água, tendo-se assim a formação do 
eletrólito. Portanto é estabelecida uma ação idêntica aquela existente na pilha 
eletroquímica. A corrente galvânica do fluxo de elétrons tem o sentido indicado na figura 
5.1. Em conseqüência, o cabo de descida, que está enterrado no solo, sofrerá a corrosão, 
isto é, os íons Fe+, irão para o solo, deixando perfurações no cabo de aço. 
Outro exemplo é o caso do desfolhamento de pequena parte da cobertura do 
cobre de uma haste, mostrado na figura 5.2, que ocorre devido a abrasão no momento da 
cravação. 
 
 
FIG. 5.2 Área de ferro exposta 
 
A camada de cobre e a área exposta de ferro formarão uma pilha eletroquímica, 
com o fluxo de elétrons do cobre para o ferro. Portanto, como a área de cobre do cátodo é 
grande, será gerada uma grande quantidade de elétrons, que se dirigirão para a pequena área 
exposta de ferro e a corrosão será intensa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
43
5.2 SOLOS COM DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE ELEMENTOS 
 
Esta corrosão em sistema de aterramento que abrange uma área grande no solo. 
O solo sendo heterogêneo, cada parte tem diferentes concentrações e distribuição de sais, 
umidade, temperatura, formando verdadeiras zonas anôdicas e catódicas na região em que o 
aterramento está contido. 
 
 
FIG. 5.3 Zonas de solos distintos 
 
A figura 5.3 mostra o fluxo de elétrons que saem da malha pela zona catódica e 
entram na zona anôdica. Assim, os metais que compõem a malha de terra na zona anôdica, 
serão corroídos, e os da zona catódica serão protegidos. A região com menor resistividade 
funcionará como zona anôdica e, conseqüentemente, será a área em que ocorrerá o processo 
de corrosão. 
No sistema de distribuição de energia elétrica com neutro contínuo, há um 
grande número de aterramentos distribuídos por toda a cidade, abrangendo áreas com solos 
distintos, formando várias pilhas eletroquímicas. Estas correntes circulando pelo solo irão 
corroer os metais contidos na área anódica, que são as áreas de menores resistividades. O 
mesmo ocorre no sistema de transmissão, com o aterramento das torres e cabos de 
cobertura. 
No aterramento profundo, a haste transpõe várias camadas de solos distintos, 
gerando várias regiões anódicas e catódicas, tendo-se a corrosão em vários locais. 
 
 
 
44
5.3 HETEROGENEIDADE DA TEMPERATURA DO SOLO 
Quando um sistema de aterramento encontra-se em regiões com temperaturas 
distintas, tem-se a ação termomagnética. Como mostra a figura 5.4 a parte do eletrodo que 
está na região fria, agirá como ânodo, e será a zona corroída. A parte que está na região 
quente agirá como cátodo e, portanto, será a protegida. 
 
 
FIG. 5.4 Solos com concentrações distintas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
45
6 ATERRAMENTO PARA MEDIA TENSÃO 
 
Uma das novidades apresentadas a revisão da NBR 14039 refere se aos 
esquemas de aterramento, conceito que representa um grande avanço técnico e é muito útil 
quando se precisa definir os aterramentos sem ambigüidades. Trata-se de uma classificação 
de todas as combinações possíveis de aterramento funcional e aterramento de proteção, 
descrevendo então as situações relativas do neutro, das massas da instalação e das massas 
da subestação. 
A classificação de esquema de aterramento apresentada na revisão da NBR 
14039, a norma de instalações elétricas de media tensão, é muito semelhante à da NBR 
5410, a norma de baixa tensão, porque aquela foi baseada na NEC 13200 — que, por sua 
vez, adotou os esquemas de aterramento da IEC 60364, “norma mãe” da NBR 5410. A 
NBR 14039 classifica os aterramentos em dois tipos, segundo a sua função na instalação 
elétrica: 
 
• Funcional: aterramento de um condutor vivo (normalmente o neutro ) 
objetivando o correto funcionamento da instalação; 
• Proteção: aterramento das massas e dos elementos estranhos, objetivando a 
proteção contra choques (contatos indiretos). 
6.1 CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO NBR 5419 
Em uma instalação MT típica os esquemas de aterramento podem ser 
classificados, como faz a revisão da norma, em função de três fatores: 
 
• Modo de aterramento do neutro da subestação; 
• Modo de aterramento das massas da instalação; 
• Modo de aterramento das massas da subestação de alimentação. 
 
O conceito de esquemas é muito útil quando há necessidade de definir os 
aterramentos sem ambigüidades. Trata-se de uma classificação de todas as combinações 
 
 
 
46
possíveis de ligações do condutor neutro e do condutor de proteção nos eletrodos de 
aterramento, ou seja, todas as combinações possíveis e/ou aplicáveis de interligações entre 
o aterramento funcional e de proteção. Por essa classificação, o aterramento do neutro e sua 
ligação com o condutor de proteção ficam completamente definidos com apenas três letras, 
sem deixar margem a duvidas. 
 
Primeira letra - designa a situação do neutro da instalação em relação à terra: 
 
• T = um ponto de alimentação (geralmente o neutro) está ligado diretamente à 
terra; 
• I = nenhum ponto de alimentação está ligado diretamente à terra (neutro 
isolado ou ligado à terra por meio de uma impedância de alto valor). 
 
Segunda letra - indica a situação das massas da instalação elétrica em relação à 
terra: 
 
• T = massas estão ligadas diretamente à terra, independentemente de haver ou 
nao um ponto de alimentação aterrado; 
• N = massas estão ligadas ao ponto de alimentaçãoaterrado ( normalmente o 
neutro). 
 
Terceira letra - designa a situação das massas da subestação de alimentação em 
relação ao neutro e às massas de instalação 
 
• R = massas da subestação de alimentação estão ligadas ao eletrodo de 
aterramento do neutro e ao das massas da instalação; 
• N = massas da subestação de alimentação estão ligadas ao eletrodo de 
aterramento do neutro, mas não ao das massas da instalação; 
• S =massas de subestação de alimentação estão ligadas a um eletrodo de 
aterramento eletricamente separado daquele do neutro e daquele das massas da instalação. 
 
 
 
 
47
Pode-se verificar que a total liberdade na escolha do sistema de aterramento a 
ser usado na instalação só existirá quando o suprimento de energia da instalação for feito 
por subestação de alimentação do consumidor. Quando o fornecimento de energia for em 
média tensão, a escolha do esquema de aterramento a ser utilizado pelo consumidor é 
limitada pelo concessionário de energia elétrica. Nesse caso, por exemplo, a terceira letra, 
referente à instalação de alimentação, é definida na subestação da concessionária. O fato de 
o neutro ser ou não fornecido também pode restringir o usuário: o não-fornecimento do 
neutro implica a utilização dos esquemas T T. 
6.2 ESQUEMAS COM NEUTRO ATERRADO OU TXX 
O conjunto de esquemas Txx é constituído por todos os esquemas que têm o 
neutro aterrado diretamente ou por meio de uma impedância de baixo valor. Nesse caso, o 
uso da impedância tem como objetivo limitar a corrente de falta. Estes esquemas se 
caracterizam, principalmente, por apresentarem uma corrente de falta significativamente 
elevada, de forma que a tensão de contato que aparece na massa, no caso de falta, é maior 
que a tensão de contato limite. 
Como regra geral para todos os esquemas Txx, o circuito deve ser seccionado 
automaticamente da alimentação quando uma falta irromper neste circuito ou nos aparelhos 
que alimenta. O tempo total de eliminação da falta deve ser compatível com as condições 
térmicas dos materiais percorridos pela corrente de falta. 
Os esquemas TN e TT são os que apresentam o neutro aterrado. 
 
6.3 ESQUEMAS TN 
 
Estes esquemas apresentam uma corrente de falta da mesma ordem de grandeza 
do curto-circuito fase-neutro. Portanto, é permitido que as faltas sejam detectadas por 
dispositivos de proteção a sobrecorrente, instalados em todos os condutores de fase, uma 
vez que foram dimensionados para atuar também se ocorrer curto fase-neutro. Neste caso, 
devem ser verificadas as características de atuação dos dispositivos a sobrecorrente na 
 
 
 
48
detecção da falta para a terra, com o objetivo de garantir que eles efetivamente funcionem 
em tais situações. 
No calculo da corrente de curto-circuito devem ser consideradas as impedâncias 
da fonte, dos condutores de fase sob falta e do condutor de proteção. Para permitir este 
cálculo, o condutor de proteção deve, a princípio, caminhar ao lado dos condutores de fase, 
sem interposição de elementos ferromagnéticos. Por razões praticas, o único esquema 
implementável, na família TN, é o TNR. 
 
6.4 ESQUEMA TT 
 
Nos esquemas TT, a corrente de falta é limitada pela: 
 
• Resistência de eletrodo de aterramento do neutro, aumentada do valor da 
resistência de limitação eventualmente inserida entre o ponto neutro e a terra; 
 
• Resistência do eletrodo de aterramento das massas (ou do condutor de 
proteção); 
• Resistência dos condutores (de fase e de proteção). 
 
A corrente de falta no esquema TT, na prática, situa-se pelo menos uma ordem 
de grandeza abaixo da corrente de curto-circuito fase-neutro. Portanto, mesmo que a 
corrente da primeira falta seja grande, não é permitido que sua detecção seja feita por 
dispositivos de proteção a sobrecorrente, pois estes têm limiar de funcionamento muito 
elevado em comparação com o valor da corrente de falta. Nesse caso, é necessário recorrer 
aos dispositivos sensíveis à corrente diferencial, não sendo preciso verificar as condições de 
disparo. 
Na pratica, utilizam-se dois esquemas da família TT: o TTN e o TTS. 
 
 
 
 
 
 
 
49
6.5 ESQUEMA IT 
 
Os esquemas IT são implementados com o neutro isolado ou aterrado por meio 
de uma impedância grande o bastante para que a corrente de falta não seja suficiente para 
provocar o aparecimento de uma tensão de contato superior ao valor da tensão de contato 
limite (tabela I). 
Na prática, utilizam-se três esquemas da família IT: o ITR o ITN e o ITS. 
Neste caso, não é obrigatória a interrupção na primeira falta de isolamento, 
desde que as condições seguintes sejam respeitadas: 
 
• Nos esquemas ITN e ITS, a resistência de aterramento das massas da 
instalação Ra: 
 
L
a
F
UR
I
≤ (6.1) 
 
Sendo: 
 
UL = tensão de contato limite; 
IF= corrente que circula no eletrodo de aterramento das massas em uma 
primeira falta. 
 
• Um dispositivo supervisor de isolamento (DSI) deve sinalizar a aparição da 
primeira falta na instalação, acionando um sinal sonoro ou visual, quando não 
os dois. 
Após a aparição de uma primeira falta, sua detecção e eliminação requerem o 
uso de dispositivos sensíveis à corrente diferencial sobre cada circuito. Quando a 
interrupção é efetuada na primeira falta, a detecção de faltas deve ser realizada por 
dispositivos sensíveis à corrente diferencial ou por dispositivo supervisor de isolamento que 
provoque a interrupção geral da alimentação. 
 
 
 
 
 
50
7 DESCARGAS ATMOFÉRICAS 
Ao longo dos anos, várias teorias foram desenvolvidas para explicar o 
fenômeno dos raios. Atualmente tem-se que a fricção entre as partículas de água e gelo que 
formam as nuvens, provocada pelos ventos ascendentes, de forte intensidade, dão origem a 
uma grande quantidade de cargas elétricas. Verifica-se experimentalmente que as cargas 
elétricas positivas ocupam a parte superior da nuvem, enquanto que as cargas negativas se 
encontram na parte inferior, acarretando, conseqüentemente, uma intensa migração de 
cargas positivas na superfície da terra para a área correspondente à localização da nuvem. 
Desta forma, a concentração de cargas elétricas positivas e negativas numa 
determinada região faz surgir uma diferença de potencial que se denomina gradiente de 
tensão entre a nuvem e a terra. No entanto, o ar apresenta uma determinada rigidez 
dielétrica, normalmente elevada, comparada com outros agentes ambientais. 
O aumento desta diferença de potencial, que se denomina gradiente de tensão, 
poderá atingir um valor que supere a rigidez dielétrica do ar, interposto entre a nuvem e a 
terra, fazendo com que as cargas elétricas negativas migrem na direção da terra, um trajeto 
tortuoso e normalmente cheio de ramificações, cujo fenômeno é conhecido como descarga 
piloto. É de, aproximadamente, 1kV/mm o gradiente de tensão para o qual a rigidez 
dielétrica do ar é rompida. 
A ionização do caminho seguido pela descarga piloto propicia condições 
favoráveis de condutibilidade do ar ambiente. Mantendo-se elevado o gradiente de tensão 
na região entre a nuvem e a terra, surge de uma das ramificações da descarga piloto, em 
função da aproximação com o solo, uma descarga ascendente, constituída de cargas 
elétricas positivas, denominadas de retorno principal, de grande intensidade, responsável 
pelo fenômeno conhecido como trovão, que é o deslocamento da massa de ar circundante 
ao caminhamento do raio, em função da elevação da temperatura e, conseqüentemente, do 
aumento do volume. 
Não se tem como precisar a altura do encontro entre estes dois fluxos de cargas 
que caminham em sentidos opostos, mas acredita-se que seja a poucas dezenas de metros 
da superfície da terra. 
A descarga de retorno atingindo a nuvem provoca, numa determinada região da 
mesma, uma neutralização eletrostáticatemporária. Na tentativa de manter o equilíbrio dos 
 
 
 
51
ponteciais elétricos no interior da nuvem, surgem nestas, intensas descargas que resultam 
na formação de novas cargas negativas na sua parte inferior, dando início às chamadas 
descargas reflexas ou secundárias, no sentido da nuvem para a terra, tendo como canal 
condutor aquele seguido pela descarga de retorno que em sua trajetória ascendente deixa o 
ar ionizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIG. 7.0 Descarga atmoférica 
 
7.1 CONDUÇÃO 
 
Este é um importante tópico de aterramento de vez que as descargas 
atmosféricas constituem, de longe, a maior causa de queima de componentes eletrônicos, de 
força, incêndios e outros fenômenos de risco para pessoas, equipamentos e animais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
52
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIG. 7.1 Condutores do sistema de proteção contra descargas atmosféricas 
 
Para projeto deste sistema, existem muitas soluções, algumas que tem sido 
implementadas são as seguintes: 
 
• Utilização de condutores isolados, afastados, da estrutura por meio de 
isoladores; 
• Utilização apenas de estruturas metálicas, quando existentes; 
• Utilização da ferragem estrutural das colunas suportes de concreto, quando 
existentes; 
• Utilização de condutores metálicos diretamente apoiados na estrutura, sem 
uso de isoladores. 
 
Não é recomendável a utilização de condutores afastados e isolados da estrutura 
(utilizando as ferragens padronizadas atuais) pelo simples motivos de que se forma arcos 
entre os condutores de descida e a estrutura, principalmente se houver ferragens embutidas 
na mesma. 
Estes arcos são fontes de interferências maiores do que a própria corrente de 
descarga. É fácil de comprovar sua formação. Com uma corrente de descarga de 10 KA 
(pico), tempo de frente de 1 (um) microsegundo, e indutância do condutor de descida de 1,5 
microhenry por metro, a tensão desenvolvida (V = LdI/dt) é de 15 KV/m. A cada 10 (dez) 
 
 
 
53
metros de descida temos 150 kV, desenvolvidos do condutor contra terra (estrutura). 
Naturalmente que os isoladores usados nas ferragens não suportam tal tensão, 
desenvolvendo-se então arcos ao longo das descidas. Aqueles que defendem a utilização 
das descidas isoladas o fazem com o pensamento de utilizar a ferragem e partes metálicas 
da estrutura como blindagem para que os campos magnéticos produzidos nos condutores de 
descida não atinjam o volume interno do ediflcio, não levando em conta a formação de 
arcos. 
Para evitar a formação de arcos os condutores de descida deveriam ser 
afastados da estrutura a distância bem maiores, utilizando-se isoladores de alto valor de 
T.S.I, (tensão suportável de impulso). Naturalmente que esta solução é impraticável, 
acresce-se a estas observações o fato de a utilização das ferragens e isoladores, da forma 
atual, é uma agressão para a arquitetura dos edificios e residências. 
Portanto a recomendação é que, quando se utiliza condutor de descida que estes 
sejam instalados diretamente apoiados, fixados, sobre as estruturas sem isoladores. Esta 
solução é mais econômica, elimina as ferragens mais caras, e desejável do ponto de vista de 
arquitetura. 
Quanto à utilização de colunas metálicas como descida a única recomendação é 
que nas emendas parafusadas, isto é, não soldadas sejam instaladas “Jumps” metálicos para 
garantir a continuidade elétrica, já que as emendas parafusadas das colunas podem não 
apresentar características adequadas de condução. 
Quanto à utilização da ferragem estrutural das colunas de concreto como 
descidas, a norma brasileira NBR5419/1993, indica no seu item 5.1.2.5, condutores de 
descida e a forma de utilização destas ferragens. Em geral são instalados condutores de 
descida específicos como barras de aço, por exemplo, com continuidade garantida por solda 
ou conector aparafusado, embutido na coluna, e interligados a ferragem estrutural. 
 
7.2 O USO DA FERRAGEM DE CONCRETO ARMADO 
 
Embora a grande massa de material metálico dentro do concreto e através do 
concreto em contato com o solo pudesse sugerir já há bastante tempo à utilização dessa 
 
 
 
54
massa como um aterramento natural nas edificações isso só realmente aconteceu há 
relativamente pouco tempo. Foram várias as razões que retardaram essa prática: 
 
• O temor que o aquecimento das barras de aço se destacassem do concreto 
pelo aquecimento produzido pela corrente de raios ou de curto-circuito; 
• O temor que a passagem de uma corrente de alta freqüência pelas barras de 
aço pudesse, pelo efeito pelicular, também separar o aço do concreto; 
• O temor que ao passar da ferragem para o solo, a corrente produzisse a 
perfuração do concreto e em conseqüência a deteriorização do concreto armado pela 
entrada da umidade; 
• O temor que houvesse corrosão da ferragem pela passagem da corrente 
elétrica; 
• O temor que ao interligar um aterramento feito em cobre, anel ou hastes, 
com a ferragem da fundação, para equalização dos potenciais, houvesse corrosão 
eletrolítica do aço. 
Todos esses temores foram sendo vencidos ou por trabalhos laboriais ou pela 
experiência acumulada em anos e anos. O único que se mostrou justificável em experiência 
de laboratório foi o aquecimento da ferragem pelas correntes de curto-circuito. Isto pode 
realmente vir a acontecer se houver só uma barra a conduzir a corrente de curto-circuito e 
se o esquema de proteção for tal que só elimine a corrente após um tempo muito longo, o 
que não acontece na prática, portanto, este temor também pode ser deixado de lado. 
Tanto a norma NBR-5410 de instalação elétrica em baixa tensão quanto à 
norma NBR-5419 de proteção de estruturas contra descargas atmosféricas recomendam que 
o aterramento seja feito de preferência usando a ferragem das fundações. Com esta prática 
serão atingidos dois objetivos essenciais para um sistema de aterramento: a resistência terá 
um valor mais baixo que o que se pode conseguir com o uso de condutores horizontais e 
hastes verticais, Mais importante que o valor, no entanto, é a equalização dos potenciais 
que fica assegurada. 
 
 
 
 
 
 
55
7.3 O CONCRETO PRÉ-FORMADO 
 
No caso do concreto pré-formado as barras de aço, por necessidade do processo 
de fabricação, necessariamente bem amarradas o que garante uma boa continuidade elétrica 
com resistência entre as pontas das peças da ordem de dezenas de mW. Quando a decisão 
de usar essa ferragem como condutor natural da corrente for tomada antes da fabricação 
basta especificar ao fabricante que deixe um cabo ou barra para interligação entre as 
diferentes peças. E possível também especificar uma chapa na superfície de apoio das peças 
ligada à ferragem: com isto não haverá na obra necessidade de realizar conexões ou soldas. 
A montagem das peças já tornará o prédio similar a um construído com estrutura metálica, 
ou seja, um prédio autoprotegido. Para que isso aconteça, é preciso que na base, seja 
instalado um anel de aterramento interligado às colunas. Se o edifício já estiver construído, 
será necessário quebrar o concreto, fazer a interconexão e refazer o concreto. Esta operação 
encontra algumas resistências porque há sempre o risco de que ao refazer o concreto não 
serem tomados todos os cuidados necessários e o “remendo” se destaque, expondo a 
ferragem às intempéries com risco de sérios danos à estrutura. De qualquer maneira, se o 
prédio tiver mais de 20m de altura, deverão ser feitas assim a uma posição adequada do 
concreto. 
 
7.4 O CONCRETO PROTENDIDO 
 
Neste tipo de concreto, cabos de aço são tencionados em uma forma e nessa 
situação é fundido o concreto sobre eles; depois do concreto estar curado é afrouxada a 
tensão dos cabos que ficam em contato íntimo com o concreto, aplicando a este um esforço 
de compressão. Quase todas as normas nacionais dos diferentes paises e a norma IEC não 
permitem o uso desses componentes metálicos