2.3 Resistividade

Ponto único Malha densa

Figura 12.1 Sistemas de aterramento: ponto único e malha densa. Fonte: Ilustração do autor.

Hoje é praticamente unânime a aceitação do sistema de malha densa como o melhor, proporcionando maior segurança para pessoas e equipamentos.

Uma das principais razões que depõem contra o sistema de ponto único é a quase impossibilidade de manutenção da filosofia de aterramento, tendo-se em vista que cabos de sinal que interligam componentes acabam violando a filosofia.

Outro consenso é a necessidade de se utilizar um condutor PE correndo junto com os condutores de alimentação elétrica dos equipamentos. Uma prática cada vez mais adotada em ambientes com muitos equipamentos eletrônicos é a utilização da malha de referência de sinais.

Essa malha de referência de sinais proporciona uma melhor equalização de potenciais, garantindo mais segurança pessoal e um melhor desempenho do sistema frente a ruídos de alta frequência, conforme figura a seguir.

Carcaça do equipamento Equipamento eletrônico

Sistema de aterramento geral Fio de proteção Malha de referência de sinal

Figura 12.2 Utilização de uma malha de referência de sinais. Fonte: Adaptada de IEEE (2005).

A malha de referência reduz a impedância na interligação entre os equipamentos que convivem no ambiente atendido pela malha.

O critério aproximado para dimensionamento do grid ou trama da malha de referência é de que ele deve ser menor do que um vigésimo do maior comprimento de onda de interesse.

CAPÍTULO 13

ATERRAMENTO INTRINSECAMENTE SEGURO

13.1 ATERRAMENTO INTRINSECAMENTE SEGURO

Um sistema intrinsecamente seguro é composto de partes que devem ser aterradas e outras que não devem. O aterramento tem a função de evitar o surgimento de níveis de tensão considerados inseguros na área que contém atmosferas com potencial de explosão.

O aterramento correto é que garante a efetiva segurança oferecida pelas barreiras de diodos zeners. A barreira tem a função de garantir níveis de energia seguros na instrumentação empregada em áreas classificadas, desviando todo o excesso de energia para a terra, ainda na área não classificada.

Já o isolamento de partes do sistema com relação à terra tem a função de assegurar a inexistência de dois pontos de terra com uma possível diferença de potencial.

Dessa forma, na área classificada evita-se o aterramento do circuito intrinsecamente seguro (a menos que esse aterramento seja necessário para fins funcionais, quando se emprega isolação galvânica). A normalização estabelece uma isolação mínima de 500 Vca.

A figura à frente apresenta um sistema típico que faz uso de uma barreira linear convencional, em que o instrumento intrinsecamente seguro em campo (área classificada) apresenta a isolação mínima necessária 500 Vca.

O invólucro do equipamento encontra-se conectado ao terra estrutural e estruturas metálicas em geral, como eletrodutos e invólucros metálicos.

A barreira possui o terra que é responsável pelo caminho de retorno para as correntes excessivas provenientes da falha, isolado do terra estrutural e ligado diretamente ao terra do sistema por um condutor de baixa impedância.

Área classificada Área não classificada

A

500 v

Invólucro metálico B

Equipamento não intrinsecamente seguro Corrente de falha Terra da barreira < 1 Ohm

Terra estrutural

Figura 13.1 Aterramento de uma barreira passiva (linear). Fonte: Ilustração do autor.

Normalmente várias barreiras são montadas sobre um mesmo barramento de terra, e a conexão de cada barreira com esse barramento deve ser efetiva e de boa qualidade.

A resistência entre o terminal de aterramento do barramento de terra das barreiras e o terra do sistema deve ser inferior a 1 Ω. O barramento de terra deve ser isolado de qualquer outro plano de terra e conectado à terra do sistema em um único ponto.

Na Alemanha, em função da existência de um sistema de equalização de potencial que se estende por toda a área onde estão instalados os circuitos intrinsecamente seguros, é permitido o aterramento na própria área classificada, como apresenta a figura a seguir.

Área classificada Área não classificada

A

500 v

Invólucro metálico B

Equipamento não intrinsecamente seguro

Corrente de falha

Terra estrutural

Figura 13.2 Aterramento de uma barreira na área classificada. Fonte: Ilustração do autor.

A corrente de falha que circula pela estrutura metálica poderia permitir uma elevação de potencial indevida para a área classificada, porém toda estrutura metálica nesse tipo de sistema é conectada ao condutor de equalização de potencial, resultando em um excelente aterramento.