O aterramento elétrico para usinas dissipa correntes de falta que alcançam dezenas de milhares de ampères, valores incomparáveis com instalações convencionais.

Isto é, as usinas hidrelétricas e solares operam com equipamentos de alta potência concentrados em áreas específicas, onde falhas elétricas podem destruir transformadores, geradores e sistemas de controle em segundos.

Quando o aterramento falha, as consequências vão além de danos materiais. Trabalhadores ficam expostos a tensões de toque e passo letais, proteções deixam de atuar e a geração para completamente.

Por isso, as malhas subdimensionadas que funcionaram durante comissionamento revelam-se inadequadas anos depois, custando milhões em correções emergenciais.

Desafios específicos do aterramento em usinas

As correntes de falta em subestações de usinas alcançam valores dezenas de vezes superiores aos encontrados em instalações industriais convencionais.

Itens como transformadores de potência, geradores e sistemas de média tensão criam cenários onde a dissipação eficiente torna-se questão de sobrevivência do sistema.

Outro aspecto crítico é a equipotencialização entre estruturas metálicas extensas. As usinas hidrelétricas possuem comportas e tubulações que se estendem por centenas de metros, enquanto as usinas solares apresentam milhares de estruturas de suporte.

Todas essas massas metálicas devem integrar-se à malha de aterramento para evitar diferenças de potencial perigosas.

Como dimensionar uma malha adequada para usinas?

O primeiro passo envolve a análise detalhada da resistividade do solo através de medições com terrômetro de 4 hastes conforme a NBR 7117.

A estratificação do solo em diferentes profundidades revela camadas com características elétricas distintas, informação essencial para otimizar profundidade e distribuição dos eletrodos.

Para complementar esses dados, o cálculo da corrente máxima de curto-circuito define capacidade que o sistema deve suportar.

Em usinas com geradores síncronos, essa corrente pode atingir 50 a 100 kA durante os primeiros ciclos da falta, exigindo condutores com seção robusta e conexões que mantenham integridade mecânica sob estresse térmico extremo.

Vale ressaltar que a NBR 5410 estabelece resistência de aterramento inferior a 5 ohms para as instalações elétricas críticas.

Entretanto, usinas frequentemente trabalham com valores ainda menores, tipicamente entre 1 e 3 ohms, garantindo atuação instantânea das proteções e minimizando elevação de potencial durante faltas.

Quais materiais são adequados para usinas?

O cobre nu representa a escolha preferencial pela excelente condutividade e resistência à corrosão. Condutores com seções entre 50 e 120 mm² formam a malha principal, enquanto conexões exotérmicas garantem continuidade elétrica permanente.

Em alternativa ao cobre, o aço galvanizado oferece solução econômica para malhas extensas. Porém, essa opção exige cuidados adicionais com corrosão galvânica nos pontos de contato entre materiais diferentes.

Como integrar SPDA ao aterramento?

Os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas compartilham necessariamente a mesma malha de aterramento da instalação.

Essa integração significa que correntes de raios escoam pelos mesmos condutores que dissipam faltas elétricas, exigindo um dimensionamento que suporte ambas solicitações.

Para gerenciar essas correntes simultâneas, a malha deve formar rede fechada com múltiplos caminhos paralelos. Configurações em grade com espaçamento entre 3 e 5 metros distribuem corrente uniformemente, evitando pontos de concentração que elevariam perigosamente o potencial local.

Da mesma forma, captores instalados em estruturas altas conectam-se à malha através de descidas dedicadas, posicionadas em pontos estratégicos que minimizem indutância do caminho.

A baixa indutância torna-se crítica quando correntes de raio com taxa de variação superior a 100 kA/μs precisam escoar sem criar diferenças de potencial que perfurem isolações.

Quando realizar medições e verificações?

As medições iniciais após a instalação comprovam atendimento aos valores de projeto antes da energização. Essa verificação utiliza equipamentos calibrados que aplicam método da queda de potencial.

Além da verificação inicial, as inspeções periódicas identificam degradações progressivas. A NBR 5419-3:2015 recomenda medições anuais em instalações críticas, período durante o qual corrosão ou ressecamento do solo podem elevar significativamente a resistência.

Quais erros comuns devem ser evitados?

Falhas recorrentes em projetos de aterramento comprometem segurança e geram custos elevados de correção:

• Ausência de equipotencialização entre sistemas auxiliares: iluminação, CFTV, automação e telecomunicações instalados posteriormente conectam-se a terras isoladas, criando caminhos alternativos perigosos para correntes de falta
• Subdimensionamento das conexões entre malha e equipamentos: cabos de aterramento com seção inadequada funcionam como fusíveis durante faltas severas, abrindo circuito quando proteção torna-se mais necessária
• Falta de documentação detalhada da malha instalada: projetos as-built com posicionamento exato de hastes, condutores e conexões permitem intervenções futuras sem comprometer integridade do sistema existente

Conte com a Aplica Engenharia para aterramento de usinas

Na Aplica Engenharia, desenvolvemos aterramento elétrico para usinas hidrelétricas e solares em todo Brasil. Nossa equipe possui quase duas décadas de experiência em projetos de geração de energia, seguindo rigorosamente NBR 5410, NBR 7117 e NBR 5419.

Oferecemos soluções completas:

• Estratificação de solo com simulações computacionais avançadas
• Dimensionamento de malhas para correntes de falta superiores a 50 kA
• Integração com SPDA para proteção atmosférica completa
• Medições e laudos técnicos com análise de tensões de passo e toque
• Consultoria para adequação de sistemas existentes

Trabalhamos com a manutenção preventiva em usinas, identificando degradações antes que evoluam para falhas.

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