Elementos Conectados ao BEP

Os elementos que podem e devem ser incluídos na eqüipotencialização principal, são relacionados no anexo G da norma NBR 5410/2004, que define os aspectos de grande relevância,

tais como a eqüipotencialização principal em que todos os elementos concentram-se aproximadamente num mesmo ponto e quando não se concentram ou não são acessíveis num mesmo ponto da edificação (figura 3.9).

Figura 3.9 – Barramento Equipotencial Principal

FONTE: http://www.procobre.org/pr/pdf/pdf_pr/03_aterrame.pdf, Modificado por Pesquisadoras do Projeto

Pode haver uma eqüipotencialização principal para cada edificação que compõe uma dada propriedade. Se elas tiverem a uma distância de no máximo 10 m e possuírem linhas elétricas de origem comum, ou se o eletrodo principal de cada uma delas for interligado, elas serão consideradas eletricamente integradas. Caso contrário, as equipotencializações principais devem ser individuais.

A norma prescreve materiais, padrões e dimensões mínimas para os eletrodos de aterramento, assim como suas formas de conexão a fim de que estes resistam às intempéries e às condições mecânicas a que podem ser submetidos no tempo.

Conforme exemplificado na figura 3.8, a eqüipotencialização principal deve reunir determinados elementos metálicos da edificação. Os seguintes elementos são ligados eletricamente ao BEP:

• Massas estruturais da edificação (armaduras de concreto armado e outras estruturas

metálicas);

• Massas das utilidades: tubulações metálicas de água, gás combustível, sistemas de ar-condicionado, esgoto etc.;

• Condutores metálicos de linha de energia e de sinal que entram e/ou saem da edificação;

• Condutores de proteção das linhas de energia e de sinal que entram e saem da edificação;

• Blindagens, armações, coberturas e capas metálicas de cabos das linhas de energia e de sinal;

• Condutores de interligação provenientes de eletrodos de aterramento de edificações vizinhas, no caso em que essa interligação for necessária ou recomendável;

• Condutores de interligação provenientes de outros eletrodos de aterramento porventura existentes ou previstos no entorno da edificação;

• Condutor neutro da alimentação elétrica, salvo se não existente ou se a edificação deva ser alimentada em esquema TT ou IT;

• Condutor de proteção principal da instalação elétrica (interna) da edificação;

•

Como mencionado acima, a norma admite, e aconselha, que canalizações de água e esgoto e de outras utilidades sejam também elementos conectados para eqüipotencialização. Com isso, qualquer que seja o esquema de aterramento (TT, TN ou IT), a instalação deverá possuir um sistema de aterramento para proteção constituído por todos os elementos acima descritos. As conexões dos elementos ao BEP não precisam, no entanto, ser necessariamente de forma direta quando as distâncias elétricas não permitirem.

3.2.2. Eqüipotencialização suplementar ou eqüipotencialização local

O barramento de eqüipotencialização local (BEL) é destinado a servir de via de interligação de todos os elementos incluíveis numa eqüipotencialização suplementar.

A realização de equipotencializações suplementares se faz necessária para fins de proteção contra choques ou por razões funcionais, onde contempla a prevenção contra perturbações eletromagnéticas. Como o próprio nome sugere, trata-se de uma proteção adicional, para compensar dificuldades no provimento da medida de caráter geral ou para compensar sua insuficiência em locais ou situações em que os riscos de choque elétrico são maiores ou suas conseqüências mais perigosas.

3.2.3. Eqüipotencialização e compatibilidade eletromagnética

A interferência eletromagnética (EMI – Electromagnetic Interference) é um campo ou onda elétrica e/ou magnética que pode ou não alterar o funcionamento ou danificar um equipamento, dispositivo ou aparelho. As descargas atmosféricas, que se tratam de fenômenos em altas freqüências, são exemplos de causas naturais de EMIs. São também tipos de perturbações eletromagnéticas: campos eletromagnéticos, perturbações transitórias, surtos de tensão e de corrente, harmônicas, desequilíbrio da tensão trifásica, flutuações de tensão, quedas de tensão e interrupções momentâneas.

A convivência de equipamentos em diversas tecnologias diferentes, somada à inadequação das instalações facilita a emissão de energia eletromagnética e com isto pode-se ter problemas de compatibilidade eletromagnética (EMC – Electromagnetic Compatibility), que é a habilidade de um equipamento funcionar satisfatoriamente sem interferir eletromagneticamente nos equipamentos próximos e ser imune à interferência externa de outros equipamentos e do ambiente.

O conceito de compatibilidade entra no contexto da coexistência cada vez maior de várias instalações em uma edificação, como a instalação de potência, os circuitos de sinais e o sistema

de proteção contra descargas atmosféricas. O bom funcionamento de cada um deles é imprescindível, havendo, portanto, a necessidade de que não haja interferência entre eles.

O maior problema causado pela EMI são as situações esporádicas e que degradam aos poucos os equipamentos e seus componentes. Diversos problemas podem ser gerados pela EMI, por exemplo, em equipamentos eletrônicos, provocando falhas na comunicação entre dispositivos de uma rede de equipamentos e/ou computadores, alarmes gerados sem explicação, atuação em relés sem haver comando para isto e, queima de componentes eletrônicos etc.

Existem três caminhos de EMI entre a fonte e o dispositivo a ser influenciado:

• irradiação - A EMI irradiada se propaga a partir da fonte, através do espaço, para o dispositivo a ser influenciado.

• condução - Os ruídos utilizam algum meio físico para atingir o circuito que interferem (cabeamento, condutores etc). O meio conduzido pode envolver qualquer cabo de alimentação, entrada de sinal e terminais de terra de proteção. Geralmente, o meio físico inicial é a linha de distribuição de energia, que recebe toda sorte de interferência devido à complexidade e tamanho da malha elétrica e porque alimenta diversos tipos de equipamentos. O ruído aí presente se propaga facilmente pelas linhas de fase e neutro até o aparelho no qual interfere.

• indução - ocorre quando dois circuitos estão magneticamente acoplados.

As perturbações conduzidas normalmente estão na faixa de 10kHz a 30MHz, que são características de descargas atmosféricas, e se classificam em:

• modo-comum – aparece entre os condutores vivos e os elementos do aterramento. A corrente e tensão de modo comum se propagam simultaneamente no mesmo sentido em pares de condutores como o positivo e o negativo ou a fase e o neutro. A corrente de modo comum também flui em feixes de condutores como cabos telefônicos, cabos de informática, cabos do sistema trifásicos, dentre outros. Este distúrbio pode ser causado

por laços de corrente, por impulsos eletromagnéticos de descargas atmosféricas e sinais interferentes internos ou externos ao sistema em geral

• modo-diferencial - este tipo de ruído se propaga apenas pela linha de fase, fechando o circuito pelo neutro ou pelo plano de terra.

As perturbações induzidas dependem das técnicas de aterramento e de blindagem.

O aterramento é um fator importante na qualidade da energia. A maioria dos dispositivos eletrônicos utiliza a conexão de terra como referência para todas as outras tensões operacionais e também para a segurança. Além dos danos por falta de aterramento, devem-se considerar que os transientes de energia podem ocorrer de forma bidirecional ao longo da linha de terra. Nem todos os transientes de energia fluem para terra, alguns podem fluir do terra para o equipamento.

Técnicas de compatibilidade eletromagnética e de aterramento elétrico são fundamentais para minimizar os efeitos indesejados dos transitórios.

Deve-se procurar evitar o acúmulo de cargas nos componentes condutivos do sistema.

Essa aplicação é muito importante no contexto de EMC, pois as descargas eletrostáticas são uma importante fonte de distúrbios, posto que os pulsos resultantes são extremamente rápidos e o sinal induzido depende da taxa di

dt. Esta transferência de cargas poderá resultar em falhas que reduzem a vida útil, prejudicam o funcionamento ou até mesmo destroem o dispositivo. Neste caso, a questão essencial refere-se a assegurar a continuidade das conexões metálicas entre as cargas e os eletrodos de aterramento, pois o valor da impedância de aterramento não é importante para a eliminação de acúmulos de carga.

A implementação de um bom sistema de aterramento na instalação é uma importante linha de defesa contra os distúrbios, assegurando a passagem de correntes indesejadas para o terra e também o correto funcionamento dos dispositivos de proteção. O aterramento e eqüipotencialização implementados com a finalidade de se garantir o bom funcionamento dos circuitos e a compatibilidade eletromagnética são denominados funcionais.

O aterramento com eqüipotencialização visa evitar o aparecimento de diferenças de

potencial significativas entre partes elétricas da instalação, quando sujeitas a interferências eletromagnéticas. Para atender tal finalidade adota-se, geralmente para o sistema de aterramento, uma composição constituída por vários aterramentos locais interconectados.

O loop de terra é causado pela corrente de modo comum que circula no circuito quando se tem dois ou mais pontos em um sistema elétrico que são aterrados em diferentes pontos. A resistência dos terminais transforma essa corrente em flutuações de tensão, e por causa disso a referência de terra no sistema deixa de ser estável, e o ruído aparece no sinal.

Os efeitos de ruídos podem ser minimizados com técnicas adequadas de projetos, instalação, distribuição de cabos, aterramento e blindagens.

Aterramentos inadequados podem ser fontes de potenciais indesejados e perigosos e que podem comprometer a operação efetiva de um equipamento ou o próprio funcionamento de um sistema. Um bom aterramento também garante a proteção contra sinais de modo-comum.

Já na sua versão de 1997, a norma NBR 5410 demonstrou sua preocupação com este aspecto ao introduzir a seção 6.4.8 “Aterramento e eqüipotencialização de equipamentos de tecnologia da informação”, definindo uma proposta de implementação de eqüipotencialização que garanta compatibilidade eletromagnética.

O bom desempenho do aterramento com eqüipotencialização no que se refere ao nível de imunidade a interferências eletromagnéticas tem determinado a superioridade deste conceito nas atuais aplicações no que concerne a EMC.