PROJETO ATERRAMENTO

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Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
O aterramento elétrico como forma de 
prevenção a sobretensões causadas por 
descargas atmosféricas
Resumo: Este trabalho visa reunir informações sobre como prevenir que as 
sobretensões provocadas por descargas atmosféricas atinjam os aparelhos ele-
troeletrônicos instalados em instalações de baixa tensão, esclarecendo o papel 
fundamental exercido pelo aterramento elétrico. Serão apresentados conceitos 
advindos da pesquisa bibliográfica específica que orienta quanto às formas cons-
trutivas do sistema, partindo da análise do solo, condutores e Dispositivos de 
Proteção contra Surto (DPS). Este artigo, assim como a grande parte dos autores, 
se baseia na norma brasileira regulamentadora NBR 5410. Para melhor caracte-
rização dos DPS, foram utilizados catálogos e manuais dos fabricantes. Por meio 
da pesquisa bibliográfica, este trabalho buscou levantar problemas e mostrar que 
as soluções são compostas pelo conjunto de medidas descritas pela norma e pela 
correta instalação dos dispositivos protetores.
Palavras-chave: Aterramento. Proteção. Descarga Atmosférica. Sobretensão.
1 Julio Cesar Bellan. Especialista em Proteção de Sistemas Elétricos de Potência pela Universidade 
Federal de Itajubá (UNIFEI). Graduado em Engenharia Elétrica pela Faculdades Integradas Einstein. 
Professor do Claretiano – Centro Universitário, polo de Rio Claro (SP). E-mail: <jcbellan@gmail.
com>.
2 Demétrio Tadeu Ceccatto. Mestre em Física Aplicada pela Universidade Estadual Paulista Júlio 
de Mesquita Filho (UNESP), Campus de Rio Claro (SP). Licenciado em Matemática pela mesma 
instituição. Docente do Claretiano – Centro Universitário, polo de Rio Claro (SP). E-mail: <dtceccatto@
gmail.com>.
3 Deryck Ditteman Macario. Graduado em Engenharia Elétrica pelo Claretiano – Centro 
Universitário, polo de Rio Claro (SP). E-mail: <deryckmacario@gmail.com>.
4 Marco Donizete Sgarbosa. Graduado em Engenharia Elétrica pelo Claretiano – Centro Universitário, 
polo de Rio Claro (SP). E-mail: <msgarbosa@yahoo.com.br>.
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Electrical grounding as a form of preventing 
overvoltage caused by atmospheric discharges
Júlio Cesar BELLAN
Demétrio Tadeu CECCATTO
Deryck Ditteman MACARIO
Marco Donizete SGARBOSA
Abstract: This work aims at gathering information on how to prevent power 
surges caused by atmospheric discharges from reaching electronics devices ins-
talled in low-voltage installations, clarifying the fundamental role played by the 
electrical grounding. Concepts arising from the specific literature that guides 
about the mounting positions of the system will be presented, starting from the 
soil analysis, conductors and surge protection devices (SPD). This article, like 
most authors, is based on the Brazilian regulatory norm NBR 5410. To better 
characterize the DPS, catalogs and manuals from the manufacturers were used. 
Through bibliographical research, this study sought to raise issues and show that 
solutions are composed by the set of measures described by the standard and the 
correct installation of protective devices.
Keywords: Grounding. Protection. Atmospheric Discharge. Overvoltage.
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1. INTRODUÇÃO
O uso da energia elétrica tornou-se indispensável para a ma-
nutenção da vida como a conhecemos hoje. Este estudo tratará do 
uso da energia elétrica, recurso cada vez mais importante na vida 
das pessoas, pois, sem ele, não seria possível todo o desenvolvi-
mento atingido pela sociedade. A interrupção do fornecimento de 
energia, tão necessária, acarreta uma série de prejuízos para a nossa 
existência, seja por comodidade ou necessidade; logo, torna-se ne-
cessária a manutenção do seu fornecimento contínuo.
Interrupções no fornecimento e variações dos níveis de ten-
são implicam em uma série de prejuízos que podem ser evitados. 
O aterramento elétrico é um fator determinante no funcionamento 
correto de disjuntores, fusíveis, estabilizadores de tensão, seguran-
ça da rede e pessoas. 
Nesta pesquisa, tratamos da aplicação como um elemento 
responsável pela dissipação da sobretensão causada por descargas 
atmosféricas. Será apresentado o levantamento da literatura exis-
tente relacionada com esse assunto. Como, muitas vezes, a exis-
tência de um bom aterramento não impede o funcionamento dos 
equipamentos, aquele acaba sendo ignorado, o que causa outros 
problemas ainda mais sérios.
O objetivo deste trabalho é fornecer subsídios para a confec-
ção de um aterramento seguro e funcional, que atenda às necessi-
dades do sistema de distribuição de energia elétrica, reduzindo os 
desligamentos não programados pela ocorrência de descargas at-
mosféricas e sobretensões que atinjam o consumidor final em baixa 
tensão tanto nas indústrias como nas residências. 
As pessoas estão envolvidas pela dependência de aparelhos 
eletroeletrônicos, pois, assim como em uma planta industrial ou 
em nossas residências, o nível de automação vem ocupando cada 
vez mais espaço na realização de atividades, como a execução mais 
rápida e eficiente de tarefas, segurança de dados ou patrimônio, 
contribuindo para o entretenimento e o lazer. Isso conduz para a de-
pendência de um fornecimento contínuo e de qualidade dos níveis 
de tensão especificados para o bom funcionamento dos aparelhos. 
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Um estudo mais aprofundado contribuirá para a formação 
do Engenheiro Eletricista, trazendo informações muito relevantes 
sobre um assunto de vital importância para o funcionamento do 
sistema elétrico e que, muitas vezes, não é tratado com a devida 
atenção, seja por falta de conhecimento técnico ou por uma falsa 
ideia de economia que se verifica, principalmente, nas instalações 
de interesse social. 
Durante as tempestades ocorrem muitas descargas atmosféri-
cas que, quando atingem a rede elétrica, interferem no fornecimen-
to contínuo de energia elétrica, provocam sobretensões que danifi-
cam aparelhos eletroeletrônicos sensíveis trazendo prejuízo.
Algumas das causas desse problema estão no fato de não se 
conhecer a importância do aterramento que, ausente em um siste-
ma, contribui para uma instalação que, mesmo equipada com dis-
positivos capazes de reduzir os efeitos das sobretensões, não atua 
a contento. Quando se dispõe de um condutor de aterramento na 
instalação, a falta de manutenção também contribui para aumentar 
esse problema, pois, com o tempo, as condições físicas do eletrodo 
de aterramento e do solo podem variar muito e somente uma verifi-
cação periódica conseguirá apontar esse fato.
Recentemente, esse assunto ficou mais presente na vida dos 
brasileiros pela adoção do novo padrão de tomadas que, além de 
não deixar partes energizadas disponíveis ao toque acidental, in-
cluiu o pino de aterramento, mas, infelizmente, não faltaram “solu-
ções” para que esse benefício fosse inutilizado em favor da ligação 
de equipamentos novos em instalações antigas.
Também se buscou estudar como prevenir que a sobretensão 
oriunda de uma descarga atmosférica direta ou indireta na rede elé-
trica danifique os aparelhos nela instalados. Um Sistema de Prote-
ção contra Descargas Atmosféricas (SPDA) (Figura 1) é construí-
do como forma de proteção para edifícios e pessoas que estejam 
abrigadas nele, mas não protegerão os aparelhos eletroeletrônicos 
sensíveis.
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Figura 1. Elementos que compõem SPDA.
Fonte: Creder (2007, p. 258).
Muitos dos problemas que atingem o sistema elétrico, inter-
ferindo na Qualidade de Energia Elétrica (QEE), estão relaciona-
dos com o aterramento e condutores em geral. No Brasil, a ABNT 
(Associação Brasileira de Normas Técnicas) e as Concessionárias 
de Energia Elétrica estabelecemvalores mínimos que devem ser 
seguidos para se obter um sistema que suporte de forma satisfatória 
os impactos das variações na QEE (harmônicas, transitórios e ruí-
dos) nos equipamentos interligados à rede (TELÓ, 2007).
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No entanto, é comum encontrarmos instalação sem aterra-
mento:
Na maioria das instalações elétricas, principalmente aque-
las de interesse social, são simplesmente ignorados. O con-
dutor de proteção que deve existir em todas as tomadas 
para aterramento das massas (partes metálicas de apare-
lhos normalmente não energizados), bem como o dispo-
sitivo DR, necessários para a proteção contra contatos in-
diretos, não são previstos (CAVALIN; CERVELIN, 2011, 
p. 388).
As origens das correntes elétricas que podem fluir por um 
condutor de aterramento podem ser de várias naturezas: descar-
gas atmosféricas, descargas eletrostáticas, filtros instalados na 
rede elétrica, supressores de surto, para-raios de linha e curtos- 
-circuitos para a terra (CREDER, 2013). 
A descarga atmosférica representa um grande problema para 
as redes elétricas, pois trata-se de um fenômeno natural que não 
pode ser eliminado nem previsto. Sua incidência, seja direta ou in-
direta na rede elétrica, provoca transientes de tensão que interferem 
no funcionamento normal do sistema elétrico.
“O transiente é um pulso de alta amplitude. É comum um 
transiente ultrapassar quatro ou cinco vezes o valor da tensão de 
pico de uma forma de onda, sendo, assim, perigoso. Um dos cau-
sadores do transiente é a descarga atmosférica” (CAPELLI, 2013, 
p. 99).
Um raio não precisa atingir diretamente um cabo elétrico 
para que a sobretensão se propague pela instalação, basta que des-
carregue próximo ao condutor elétrico para que os efeitos sejam 
percebidos, devido ao acoplamento capacitivo entre as nuvens e a 
linha (CAPELLI, 2013).
Uma das formas para que essa variação de tensão não atin-
ja os equipamentos finais instalados em uma rede elétrica é a uti-
lização de um Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS), que, 
segundo Cavalin e Cervelin (2011, p. 379), “[...] é um dispositivo 
de proteção contra sobretensões transitórias (surtos de tensão) 
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anulando as descargas indiretas na rede elétrica causada por 
descargas atmosféricas”.
A norma NBR 5410 (ABNT-NBR 5410, 2004, p. 10) orien-
ta sobre o cuidado com relação às sobretensões presentes na rede 
elétrica: “As pessoas, os animais e os bens devem ser protegidos 
contra as consequências prejudiciais de ocorrências que possam re-
sultar em sobretensões, como faltas entre partes vivas de circuitos 
sob diferentes tensões, fenômenos atmosféricos e manobras”. 
Para que o aterramento tenha um desempenho adequado, é 
necessário o conhecimento das características do solo da região 
onde o aterramento será executado, mediante medições específi-
cas (o solo é estratificado em camadas horizontais com valores de 
resistividade elétrica diferentes). Após o término da confecção do 
aterramento, é realizada uma medição para conferir os valores reais 
encontrados e compará-los com os de projeto. Esse procedimento 
servirá também para acompanhar o desempenho do sistema de ater-
ramento durante a vida útil da instalação (TELÓ, 2007).
Entende-se por aterrar um sistema o ato de conectar de forma 
intencional um elemento condutor à terra, com a função de manter 
os níveis de tensão em relação ao potencial de terra em valores 
previstos. Essa conexão representa um caminho seguro para que o 
fluxo de uma corrente indesejada seja transmitido dos condutores 
vivos para a terra, fazendo com que dispositivos de proteção da 
rede atuem de forma correta, garantindo a segurança de pessoas e 
instalações (PINHEIRO, 2008).
Em geral, a falta do sistema de aterramento não impede que 
um equipamento seja ligado, mas considerando que as tensões são 
referidas ao potencial de referência chamado terra, o funcionamen-
to adequado somente será garantido quando a condição de ligação 
à terra estiver satisfeita (PINHEIRO, 2008).
A construção adequada de uma malha terra é um dos fatores 
que influenciam na segurança e funcionalidade de uma instalação 
elétrica. Os valores de resistência dessa malha devem garantir o mí-
nimo de proteção exigido por instituições como a IEC (Comissão 
Eletrotécnica Internacional). Esse valor de resistência é encontrado 
por meio de medições realizadas nos eletrodos da malha pelo ter-
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rômetro, que é o instrumento utilizado para esse fim. Uma tensão 
é aplicada ao sistema a ser medido e um terra auxiliar (que serve 
como referência para o levantamento do valor de resistência da ma-
lha), a resistência é medida até o local desejado (MAMEDE, 2013).
2. OBJETIVOS DO ATERRAMENTO ELÉTRICO
Um sistema de aterramento é utilizado para várias aplicações, 
como proteção contra choque, contra sobretensões, descargas at-
mosféricas, descargas eletrostáticas e proteção de linhas de sinais. 
Todas essas funções podem levar a imaginar que exista fisicamente 
um aterramento para cada uma, porém, para que todos esses bene-
fícios sejam possíveis, o aterramento deverá ser único, conforme 
ilustra a Figura 2.
Figura 2. Funções do Aterramento.
Fonte: Procobre.org (2016).
O aterramento elétrico é a conexão intencional de partes con-
dutoras de um circuito ou aparelho, que não devem estar energiza-
das quando em funcionamento, a um eletrodo conectado diretamen-
te ao solo ou uma grande massa. A terra cumpre essa função, sendo 
considerado o potencial zero ao qual todas as tensões são referidas, 
principalmente se tratando da comunicação entre sistemas de infor-
mação que se utiliza de um ponto apropriado para referência.
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Os eletrodos de aterramentos que farão o contato com o solo 
poderão ser: a própria armadura do concreto das fundações; fitas e 
barras metálicas embutidas no concreto; malhas metálicas enterra-
das cobrindo a área da edificação ou anel metálico enterrado cir-
cundando a área da edificação.
Os materiais e dimensões que comporão esses eletrodos são 
escolhidos em função da resistência mecânica para garantir a inte-
gridade da malha, além da resistência e da corrosão. Suas medidas 
são conhecidas pela Tabela 1, a seguir, dependendo do tipo de ma-
terial.
Tabela 1. Materiais comumente utilizáveis em eletrodos de ater-
ramento – dimensões mínimas do ponto de vista da corrosão e da 
resistência mecânica, quando os eletrodos forem diretamente en-
terrados.
Diâmetro
mm
Seção
mm²
Espessura 
do 
material
mm
Espessura 
média do 
revestimento
µm
Fita 100 3 70
Perfil 120 3 70
Haste de 
seção 
circular 15 70
Cabo de 
seção 
circular 95 50
Tubo 25 2 55
Capa de cobre
Haste de 
seção 
circular 15 2000
Revestida de 
cobre por
eletrodeposição
Haste de 
seção 
circular 15 254
Fita 50 2
Cabo de
 seção 
circular 50
Cordoalha
1,8 (cada
veio) 50
Tubo 20 2
Zincada Fita 50 2 40
Nú
Cobre
Dimesões Minimas
FormaSuperfícieMaterial
Zincada a 
quente
ou inoxidável
Aço
Fonte: ABNT NBR 5410 (2004, p. 143).
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Quando se utiliza uma única haste como aterramento, o valor 
da resistência que suportará uma elevada corrente no momento da 
falta será muito alto, devido à dependência do valor da resistivida-
de do solo na profundidade em que o eletrodo está enterrado. Essa 
situação causa uma má distribuição da tensão pelo solo que estará 
concentrada em um raio ao redor da haste. Esse valor de tensão, co-
nhecido como tensão de passo, poderá ser perigoso caso haja a pre-
sença de pessoas em pé no momento da dissipação (Figura 3). Por 
esse motivo, em algumas situações, há a necessidade de construção 
de malhas de aterramentoconstituídas de várias hastes interligadas 
por condutores horizontais.
Figura 3. Tensão de passo.
Fonte: Procobre.org (2016).
3. PROJETO DO ATERRAMENTO
A NBR 5410-2004 não especifica um valor mínimo para a 
resistência do aterramento. A norma esclarece que mais importante 
que esse valor é a equipotencialização da instalação elétrica com o 
solo; no entanto, é exigido que essa impedância de aterramento seja 
suficientemente baixa para a atuação dos dispositivos de proteção 
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e seccionamento como disjuntores e DR (diferencial residual) de 
forma segura.
Esses valores levam em consideração o tipo de aterramento 
adotado e os dispositivos empregados. A NBR 5419-2005, que trata 
exclusivamente de SPDA, ressalta que um subsistema de aterra-
mento único é preferível, além de atender às necessidades de pro-
teção contra raio, sistemas de potência de baixa tensão e sistemas 
de sinais.
Sobre o valor mínimo de resistência, a norma cita:
Para assegurar a dispersão da corrente de descarga atmos-
férica na terra sem causar sobretensões perigosas, o arran-
jo e as dimensões do subsistema de aterramento são mais 
importantes que o próprio valor da resistência de aterra-
mento. Entretanto, recomenda-se, para o caso de eletrodos 
não naturais, uma resistência de aproximadamente 10 Ω, 
como forma de reduzir os gradientes de potencial no solo 
e a probabilidade de centelhamento perigoso. No caso de 
solo rochoso ou de alta resistividade, poderá não ser pos-
sível atingir valores próximos dos sugeridos. Nestes casos 
a solução adotada deverá ser tecnicamente justificada no 
projeto (ABNT NBR 5419, 2001, p. 9).
A resistividade do solo onde poderá ser instalado o sistema de 
aterramento pode variar muito em função da sua formação geológi-
ca. Normalmente, apresentam-se em camadas horizontais compos-
tas por diversos tipos de materiais, conforme Figura 4, podendo ser 
inclinadas e, em casos raros, até verticais.
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Figura 4. Solo estratificado n + 1 camadas.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 27).
Considerando esse fato, o primeiro passo para se elaborar um 
projeto de aterramento é conhecer o valor da resistividade do solo. 
Para simplificação dos cálculos, alguns autores fixam esse valor 
como ρ = 100 (Ω m), mas, como sabemos que o solo possui diver-
sas camadas com variação da composição, a melhor forma de se 
estabelecer um valor confiável é a medição em campo. 
Alguns valores de resistividade podem ser conhecidos, como 
o disposto na Tabela 2. 
Tabela 2. Tipo de solo e sua respectiva resistividade.
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
Argila seca 1.500 a 5.000
Argila com 40% de umidade 80
Argila com 20% de umidade 330
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Areia molhada 1.300
Areia seca 3.000 a 8.000
Calcário compacto 1.000 a 5.000
Granito 1.500 a 10.000
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 3).
Para se obter os valores de resistividade do solo onde será 
instalada a haste de aterramento, utilizam-se métodos de prospec-
ção geoelétricos, sendo o mais utilizado, pela sua simplicidade e 
precisão, o de Wenner. Esse método se utiliza da instalação de qua-
tro eletrodos, dois de corrente e dois de tensão, conectados ao solo. 
O aparelho utilizado é chamado Megger. Dependendo do grau de 
precisão que se deseja do valor necessário para a atuação dos dis-
positivos de proteção da instalação elétrica, será necessária a reali-
zação do procedimento em diferentes períodos do ano; com isso, é 
possível obtermos um perfil de comportamento deste solo durante 
os vários períodos do ano, uma vez que temperatura e umidade do 
solo influenciarão no valor encontrado. A pior situação onde o va-
lor de resistividade será mais alto é durante o período seco.
Figura 5. Método de Wenner.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 20).
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Para um ponto que será analisado pelo aparelho, deve-se 
cravar as duas hastes de injeção de tensão a uma profundidade de 
20cm ou até se obter uma boa fixação mecânica, de modo a estabe-
lecer um contato elétrico satisfatório com o solo com uma distância 
da metade do comprimento da distância estabelecida que poderá 
ser: 2, 4, 6, 8, 16 e 32m em relação ao ponto. A partir desses ele-
trodos, deverão ser fixadas as hastes de corrente com uma distância 
em relação às de tensão igual ao comprimento utilizado, conforme 
representa a Figura 5. O local deverá ser distante de áreas sujeitas a 
interferências como aterramento do neutro, solos com condutores, 
tubulações metálicas e cercas aterradas.
O valor da resistividade do solo com uma profundidade igual 
ao espaçamento será dado pela fórmula:
ρ = 2.π.a.R [Ω.m], (1)
Onde: a: distância entre eletrodos;
R : valor indicado no potenciômetro do Megger (Ω).
A quantidade de pontos que serão medidos depende da im-
portância da área ou de valores muito divergentes obtidos. Para 
cada ponto deverá ser realizada a medição em três direções diferen-
tes, defasadas 60º entre si, conforme a Figura 6, a seguir. Para cada 
ponto, os espaçamentos são indicados pela Tabela 3.
Figura 6. Direções do ponto de medição.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 23).
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Tabela 3. Valores de Espaçamento.
Espaçamento
a (m)
Leitura
R(Ω)
Calculado
ρ(Ω.m)
2
4
6
8
16
32
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 22).
Para cada ponto medido, será calculada a média aritmética 
com os três valores de resistividade das direções diferentes, porém, 
com o mesmo espaçamento. Para efeito de demonstração esses va-
lores estão dispostos na Tabela 4, a seguir. 
Tabela 4. Medições em campo.
1 2 3 4 5
2 340 315 370 295 350
4 520 480 900 550 490
6 650 580 570 610 615
8 850 914 878 905 1010
16 690 500 550 480 602
32 232 285 196 185 412
Resis vidade Elétrica Medida por ponto
(Ω.m)
Espaçamento 
a (m)
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 25).
Por meio da média entre os pontos com o mesmo espaça-
mento, obtém-se a resistividade média. Com esse valor, calcula-se 
o desvio para cada ponto da tabela anterior. Valores com desvio 
acima de 50% deverão ser desprezados e uma nova média será cal-
culada, como na última coluna da Tabela 5.
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Tabela 5. Determinação da média e desvios relativos.
1 2 3 4 5
2 1,7 5,6 10,77 11,37 4,79 334 334
4 11,56 18,36 53,06 6,46 16,66 558 510
6 7,43 4,13 5,78 0,82 1,65 605 605
8 6,73 0,28 3,66 0,7 10,81 911,4 911,4
16 22,25 11,41 2,55 14,95 6,66 564,4 564,4
32 11,45 8,77 25,19 29,38 57,25 262 224,5
Espaçamento 
a (m)
Desvios Rela vos
(%)
Resis vidade 
Média (Ω.m)
Resis vidade Média
Recalculada (Ω.m)
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 25).
O próximo passo consiste na estratificação do solo, que sig-
nifica definir valores de resistividade em camadas de acordo com 
a profundidade. Para essa atividade, alguns métodos são utiliza-
dos, como o de Pirson e Tagg, que, embora não sejam rápidos, são 
mais precisos, o Simplificado, que traduz o solo em apenas duas 
camadas e só apresenta bons resultados em certos tipos de solo, e o 
método Yokogawa, que se utiliza de gráficos e apresenta resultados 
satisfatórios.
Pelos valores de resistividade média encontrados, traça-se a 
curva ρ x a, que representa o local de construção do aterramento, 
conforme exemplo a seguir.
Tabela 6. Valores para exemplo.
Espaçamento 
a (m)
Resistividade 
 medida (Ω.m)
1 684
2 611
4 415
6 294
8 237
16 189
32 182
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 35).
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Gráfico 1. Resistividade x espaçamento.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995,p. 36).
Observando o gráfico e prolongando a curva, tem-se que para 
ρ
1
 = 700 Ω.m. Escolhe-se um espaçamento a
1
= 4 m e encontramos 
ρ(a
1
) = 415 Ω.m. De acordo com a curva, o valor do coeficiente de 
reflexão k pode ser negativo ou positivo.
Gráfico 2. Curvas ρ(a) x a Descendente e Ascendente.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 32).
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Nesse caso, como a curva é descendente, o valor de K é 
negativo, dado pela relação:
(2)
A partir desse valor, traça-se uma linha paralela ao eixo das 
abcissas no gráfico teórico para o valor de K correspondente. 
Gráfico 3. Curvas para o valor de K < 0.
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 33).
Teremos os valores de K e h/a, que, multiplicados pelos valo-
res de a
1
, comporá uma nova tabela.
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Tabela 7. Valores de profundidade (h) para espaçamento a
1
k h/a h [m]
-0,1 - -
-0,2 - -
-0,3 0,263 1,052
-0,4 0,423 1,692
-0,5 0,547 2,188
-0,6 0,625 2,5
-0,7 0,691 2,764
-0,8 0,752 3,008
-0,9 0,8 3,2
-1 0,846 3,384
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 37).
Escolhemos outro valor para a
2
 como, por exemplo, 6 m:
a
2
 = 6 m, ρ(a
2
) = 294 m, ρ(a
2
)/ρ
1
 = 294/700 = 0,42.
Novamente, recorremos ao gráfico teórico traçado para os 
valores de K negativo e uma segunda tabela será composta.
Tabela 8. Valores de profundidade (h) para espaçamento a
1
.
a
1
 = 6 m ρ(a
2
)/ρ
1
 = 0,42 
K h/a h[m]
-0,1 0 0
-0,2 0 0
-0,3 0 0
-0,4 0 0
-0,5 0,305 1,83
-0,6 0,421 2,526
-0,7 0,488 2,928
-0,8 0,558 3,348
-0,9 0,619 3,714
-1 0,663 3,978
Fonte: Kindermann e Campagnolo (1995, p. 38).
88
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
Com os valores de K e h das tabelas construídas pelos dois 
espaçamentos a
1
 e a
2
 de, plotamos os dois gráficos e o ponto onde 
as duas linhas se cruzam indica a profundidade h do solo em que o 
valor de resistividade é igual ρ
1
. 
Gráfico 4. Curvas h x K.
Fonte: Adaptado de Kindermann e Campagnolo (1995, p. 38).
Tem-se, então, que, para uma camada com profundidade de 
2,574m, a resistividade aparente ρ
a
 = 700 Ω.m e o k = -0,616. Pela 
fórmula k =(ρ
2
-ρ
1
)/ (ρ
2
+ρ
1
), o valor ρ
2 
= 166,36 Ω.m.
89
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
Figura 7. Solo estratificado em duas camadas.
Fonte: Adaptado de Kindermann e Campagnolo (1995, p. 39).
O valor da resistência de aterramento para uma haste é dado 
pela fórmula:
(3)
Onde: ρ
a 
: resistividade aparente do solo no local de instalação da 
haste [Ω.m];
l: comprimento enterrado da haste [m];
d: diâmetro da haste [m].
No entanto, dificilmente uma haste será suficiente para o fun-
cionamento correto do sistema de aterramento. Alternativas pode-
rão ser utilizadas, como o aumento do diâmetro da haste, instalação 
de hastes em paralelo, utilização de hastes profundas e o tratamento 
químico do solo, porém, a forma que reduz os riscos de uma ele-
vada tensão de passo é a construção de uma malha de aterramento.
Para a primeira camada de solo nessa modalidade de aterra-
mento, considera-se a resistividade superficial (ρ
s
) igual a da brita 
molhada, que equivale a 3.000 Ω.m. 
90
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
4. CONDUTOR DE PROTEÇÃO
A partir do eletrodo ou malha de terra construído, deverá 
ser conectado um condutor de proteção até o BEP (Barramento de 
Equipotencialização Principal). 
Figura 8. Barramento de equipotencialização principal.
Fonte: Adaptado de NBR 5410 (2004).
Legenda:
BEP = Barramento de equipotencialização principal
EC = Condutores de equipotencialização
1 = Eletrodo de aterramento (embutido nas fundações)
2 = Armaduras de concreto armado e outras estruturas metálicas da edificação
3 = Tubulações metálicas de utilidades, bem como os elementos estruturais metálicos a elas 
associados:
3.a = água
3.b = gás
3.c = esgoto
3.d = ar-condicionado
4 = Condutos metálicos, blindagens, armações, coberturas e capas metálicas de cabos:
91
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
4.a = Linha elétrica de energia
4.b = Linha elétrica de sinal
5 = Condutor de aterramento principal
A conexão deverá apresentar excelente contato elétrico e 
resistência mecânica para garantir a continuidade. Em uma malha 
de terra, deverá ser executada a conexão preferencialmente através 
de solda exotérmica. A bitola do condutor PE ou terra utilizada é 
definida em função do condutor fase de alimentação da instalação, 
conforme o Quadro 3.
Quadro 3. Seção mínima do condutor de proteção.
Seção dos condutores de fase S
mm²
Seção mínima do condutor de
proteção correspondente
mm²
S<_ 16 S
16<=S<=35 16
S>35 S/2
Fonte: ABNT NBR 5410 (2004, p. 150).
Nesse BEP, deverão estar conectados individualmente e pelo 
uso exclusivo de ferramenta adequada (e que não seja removido 
manualmente): armaduras do concreto armado, estruturas metáli-
cas da edificação, tubulações metálicas diversas, condutos metáli-
cos de energia e sinal, blindagens e capas metálicas de cabos das 
linhas de energia e sinal, condutores de proteção, outros eletrodos 
de aterramento existente e condutor neutro da alimentação elétrica.
Além dessas estruturas utilizadas para proteção, a norma pre-
vê outra utilização para o BEP:
O barramento de equipotencialização principal (BEP) da 
edificação pode ser utilizado para fins de aterramento fun-
cional e, para tanto, ele pode ser prolongado, por meio de 
um condutor de baixa impedância. No caso de edificações 
com uso extensivo de equipamentos de tecnologia da in-
formação (ETI), esse barramento de equipotencialização 
funcional deve constituir preferencialmente um anel fe-
92
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
chado, internamente ao perímetro da edificação (ABNT 
NBR 5410, 2004, p. 153).
Com essa atribuição, deverão estar ligados conectores de 
aterramento de dispositivos de proteção contra sobretensão; con-
dutores de aterramento de antenas de radiocomunicação; condutor 
de aterramento de polo aterrado de fontes de corrente contínua para 
os ETI (Equipamento de Tecnologia da Informação); condutores 
de aterramento funcional e de equipotencialização suplementares.
5. PROTEÇÕES CONTRA SOBRETENSÃO
A NBR 5410 prevê a utilização de proteção contra sobreten-
sões transitórias nos seguintes casos:
a) Quando a instalação for alimentada por linha total ou par-
cialmente aérea, ou incluir ela própria linha aérea e se si-
tuar em região sob condições de influências externas AQ2.
b) Quando a instalação se situar em região sob condições de 
influências externas AQ3.
Quadro 4. Descargas Atmosféricas.
Código Classifica-ção Característica Aplicações exemplos
AQ1 Desprezí-veis ≤25 dias por ano --
AQ2 Indiretas
>25 dias por anos
Risco proveniente de redes de 
alimentação
Instalações alimentadas por 
redes aéreas
AQ3 Diretas
Risco proveniente da expo-
sição dos componentes da 
instalação.
Partes da instalação situa-
das no exterior das edifi-
cações
Fonte: ABNT NBR 5410 (2004, p. 29).
O número de dias de trovoadas por ano é calculado pela 
seguinte fórmula:
93
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
Ng, = 0,04. Td1,25, (4)
Onde: Ng : Densidade de descargas atmosféricas para a terra [km²/
ano];
 Td: Número de dias de trovoadas por ano ou índice 
cerâunico.
O valor de Ng está disponível no site do INPE (Instituto 
Nacional de Pesquisas Espaciais) e para o município de Rio Claro-
SP, este valor é igual a 8,85 km²/ano. Realizando os cálculos, temos:
(5)
Portanto, para essa região, é necessária a utilização de meios 
para a proteção contra sobretensões, como os DPS, para a entrada 
de energia elétrica, e de sinais eletrônicos como telefone, comuni-
cação de dados, sinais deantenas externas ou qualquer outro sinal 
eletrônico.
Os dispositivos selecionados para a proteção da instalação 
e dos equipamentos eletroeletrônicos sensíveis deverão suportar 
os limites de tensão de impulso, para os quais os aparelhos foram 
projetados para operar sem que ocorra a ruptura da isolação. Esse 
valor-limite deverá ser fornecido pelo fabricante e indicado por ca-
tegorias, conforme o Quadro 5.
94
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
Quadro 5. Suportabilidade a impulso exigível dos componentes da 
instalação.
Produto a ser 
u lizado na
 entra da 
instalação
Produto a ser 
u lizado em 
circuitos de 
distribuição 
e circuitos terminais
Equipamentos 
de u lização
Produtos
 especialmente 
protejidos
4 3 2 I
120/208
127/220
115-230
120-240
127-254
4 2,5 1,5 0,8
220/380, 
230/400,
277/480
_ 6 4 2,5 1,5
400/690 _ 8 6 4 2,5
Sistemas
Trifásicos
Tensão nominal da instalação
V
Tensão de impulso suportável requerida
kV
Categoria do produto
Categoria de suportabilidade a impulsos
Sistemas 
monofásicos 
com neutro
Fonte: NBR 5410 (2004, p. 71).
As quatro categorias citadas estão em ordem crescente de su-
portabilidade. Para a categoria I, estão contidos os equipamentos 
conectados de forma fixa a uma instalação, porém, protegidos por 
algum dispositivo externo que exerça a proteção contra sobreten-
sões. Para os da categoria II também estão aparelhos conectados 
diretamente à rede elétrica, como eletrodomésticos, ferramentas 
elétricas e similares.
Na categoria III, estão os produtos que mais exigem confia-
bilidade aos impulsos, como quadros de distribuição, condutores, 
caixas de passagem, disjuntores, interruptores, tomadas, painéis, 
contatores e motores elétricos conectados diretamente à rede. Na 
categoria IV, estão os elementos de entrada da instalação, como me-
didores de energia, dispositivos de seccionamento e demais acessó-
rios contidos nesse ponto da instalação.
95
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
6. INSTALAÇÃO E SELEÇÃO DE DPS
Os DPS funcionam com a diminuição da impedância inter-
na em função do aumento da tensão entre os terminais de ligação, 
desviando para o aterramento o surto de tensão, evitando que uma 
sobretensão ultrapasse o valor da suportabilidade do equipamento 
que está sendo protegido. São construídos basicamente por varisto-
res, diodos ou centelhadores.
Esses dispositivos estão subdivididos em três classes. Os 
DPS classe 1 foram projetados para a proteção de sistemas de baixa 
tensão para altas correntes de surto causadas por descargas diretas 
ou indiretas. Possuem o nível de proteção de tensão de até 1,5 kV. 
Para os dispositivos classe 2, está prevista a proteção contra 
descargas indiretas. Estes são os mais utilizados em instalações re-
sidenciais, complementando a proteção exercida pelo DPS classe 1.
O DPS classe 3 finaliza a proteção para os equipamentos ele-
troeletrônicos mais sensíveis e deve ser instalado o mais próximo 
possível dessas cargas. Como conduzirão baixas correntes, os mo-
delos 5 a 10 kA são os mais utilizados, normalmente são construí-
dos por diodos. 
Deverão ser ligados em série após o dispositivo de proteção 
contra sobrecorrentes, com o valor de corrente determinado pelo 
fabricante, para que, em caso de defeito apresentado pelo disposi-
tivo, este seja seccionado da rede, evitando danos à instalação. De-
verá ser instalado um DPS com número de polos igual ao número 
de fases da instalação e, caso o neutro não esteja aterrado no local 
de instalação do dispositivo, deverá ser previsto, também, um polo 
para a proteção do condutor neutro.
A seleção dos dispositivos de proteção contra surto deverá 
seguir as características mínimas em relação ao nível de proteção, 
tensão máxima de operação contínua, capacidade para suportar as 
sobretensões temporárias, corrente nominal de descarga ou de im-
pulso e corrente de curto circuito.
A especificação do DPS para o nível de proteção (Up) está 
descrita no Quadro 5. Por exemplo: caso a instalação seja alimen-
96
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
tada por uma tensão de 220/380 V, o nível de proteção não poderá 
exceder 2,5 kV no ponto de utilização dos equipamentos.
Para a tensão máxima de operação contínua (Uc), o Quadro 
6, a seguir, descreve os valores, também em função da tensão da 
instalação.
Quadro 6. Valor mínimo de U
c
 exigível do DPS, em função do 
esquema de aterramento.
Fonte: ABNT NBR 5410 (2004, p.133).
A capacidade de suportar as sobretensões temporárias está es-
tabelecida pela NBR IEC 61643-1:2007 – Dispositivos de proteção 
contra surtos em baixa tensão; Parte 1: Dispositivos de proteção 
conectados a sistemas de distribuição de energia de baixa tensão; 
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas e deve garantir 
que o dispositivo não ofereça risco em caso de dano provocado por 
sobretensão causada por falhas externas na média tensão ou perda 
do condutor neutro.
A característica de suportar a corrente nominal de descarga 
(I
n
) e de impulso (I
imp
) passa pela análise de, ao menos, duas si-
tuações básicas, quando o DPS tem a função apenas para prote-
97
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
ção por descargas atmosféricas indiretas transmitidas pela rede de 
alimentação ou manobras na rede elétrica externa, esse valor não 
deverá ser menor que 20 kA para rede trifásica e de 10 kA para a 
rede monofásica. Para a proteção contra descarga direta, os valores 
descritos passam para 50 kA para rede trifásica e 25 kA para a mo-
nofásica.
A corrente de curto-circuito suportada pelo DPS não deve ser 
inferior à do dispositivo de proteção contra sobrecorrente da insta-
lação (disjuntores e fusíveis). Em caso de ligação entre neutro e o 
condutor PE, esse valor não deve ser inferior a 100 A.
Os dispositivos de proteção contra surto deverão ser instala-
dos na entrada de energia elétrica em baixa tensão do consumidor 
ou no quadro de distribuição principal. É possível que seja insta-
lado com a medição de consumo de energia elétrica, desde que o 
condutor de aterramento esteja conectado ao barramento de equi-
potencialização principal da instalação. Uma sugestão de instala-
ção é indicada pela Figura 9, a seguir.
Figura 9. Sugestão de instalação do DPS.
Fonte: WEG (2016).
98
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
Os DPS que fazem parte de uma mesma instalação deverão 
estar distantes em relação ao outro, por uma distância elétrica in-
formada pelo fabricante, de modo a garantir a seletividade de sua 
atuação. Dessa forma, cada DPS atuará sequencialmente, um após 
o outro, prolongando a vida útil do dispositivo.
Figura 10. Sequência de DPS.
Fonte: adaptação dos autores.
O dispositivo de proteção contra surto pode atuar por mui-
tas vezes, porém, quando esse limite de atuações for atingido, um 
indicador localizado no corpo desse dispositivo informará sobre a 
necessidade de substituição.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após a análise das obras que tratam sobre o assunto, entende-
mos que o dimensionamento do aterramento se trata de uma etapa 
que envolve a análise de solo considerando a formação geológica 
(composição, umidade e profundidade das camadas existentes de 
acordo com as respectivas resistividades elétricas), dimensão do 
espaço disponível, máxima corrente de circulação pela malha de 
terra e tensão de passo admissível.
99
Ling. Acadêmica, Batatais, v. 6, n. 1, p. 69-100, jan./jun. 2016
O valor da resistência de aterramento não foi um dos critérios 
mais importantes para a proteção contra a sobretensão como acre-
ditávamos. A grande preocupação está na equipotencialização dos 
barramentos existentes para essa finalidade, visto que o DPS pode 
atuar, inclusive, por meio de um sistema com neutro aterrado.
Descobrimos que o SPDA garante apenas a proteção de edi-
fícios e pessoas no seu interior, mas nãooferece qualquer função 
quanto a sobretensões que possam estar presentes na instalação elé-
trica no momento da descarga.
Reproduzimos o método de Wenner para o cálculo da resisti-
vidade do solo, atingindo o objetivo proposto de conhecer as etapas 
de construção do aterramento. Para estudos posteriores, há a possi-
bilidade de uma verificação mais detalhada quanto à distribuição da 
corrente elétrica pelo solo pelas medições reais, com a verificação 
dos diferentes tipos de sistemas de aterramento.
Constatamos que o aterramento elétrico é importante no com-
plemento das ações para redução da sobretensão, no entanto, o uso 
de DPS mostrou-se decisivo na solução do problema, a seleção e a 
instalação desses dispositivos complementam a proteção pelo fun-
cionamento sequencial que oferecem. 
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Janeiro, 2001.
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CREDER, H. Instalações Elétricas. 15. ed. Rio de Janeiro: LTC; 2007.
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