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aterramento elétrico com hastes envolvidas em concreto, Notas de estudo de Engenharia Civil

aterramento elétrico com hastes envolvidas em concreto

Tipologia: Notas de estudo

2014
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Compartilhado em 28/11/2014

francisco-andre-de-oliveira-neto-2
francisco-andre-de-oliveira-neto-2 🇧🇷

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Baixe aterramento elétrico com hastes envolvidas em concreto e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! Estudo de viabilidade técnico-econômica de um sistema de aterramento elétrico com hastes envolvidas em concreto para solos de elevada resistividade elétrica Humberto Dionísio de Andrade, Pammella Emmanuella dos Santos e Francisco A. de Oliveira Neto Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA humbertodionisio@ufersa.edu.br , pammellasantos@hotmail.com e andre_neto@uol.com.br 15º SBMO – Simpósio Brasileiro de Micro-ondas e Optoeletrônica 10º CBMag – Congresso Brasileiro de Eletromagnetismo João Pessoa, 05 a 08 de agosto de 2012 RESUMO Este artigo relata um estudo de viabilidade técnica e econômica do uso de uma solução alternativa utilizando-se hastes encapsuladas em concreto como sistema de aterramento elétrico. Foi utilizado o software GROUNDMAT, o qual possibilita a simulação e análise da eficiência de malhas de aterramento convencionais, a fim de comparar os resultados obtidos para a resistência de aterramento e os custos necessários para executá-las in loco. Os resultados apresentados mostram uma validação dos dados obtidos experimentalmente, em solo de elevada resistividade elétrica, em função dos dados gerados na simulação, mostrando que há um ganho relativo à diminuição da resistência de aterramento para a solução proposta. INTRODUÇÃO A prática do aterramento elétrico se justifica pela necessidade de continuidade e segurança operacional, resguardando a integridade de pessoas, equipamentos e instalações, frente às ocorrências anômalas (curtos-circuitos, surtos, etc.) no sistema elétrico. A técnica convencional de aterramento elétrico, em solos de baixas resistividades, atende aos requisitos normativos para valor de resistência e condições de equipotencialização. Entretanto, observa-se que em solos de elevadas resistividades a técnica convencional não atende aos requisitos normativos, ainda que sejam utilizadas hastes prolongáveis e em maior quantidade, o que onera demasiadamente o custo do aterramento. A Figura 1 descreve o uso de eletrodo de aterramento encapsulado em concreto.  Uma das vantagens da utilização do uso de hastes encapsuladas em concreto é aumentar a superfície de contato do sistema de aterramento com o solo possibilitando uma melhor e mais rápida dispersão de corrente. Além das propriedades higroscópicas pertinentes ao material do tipo concreto. RESULTADOS  O método de Wenner ou (método dos quatro pontos) foi utilizado para medição da resistividade elétrica do solo  As medições da resistividade elétrica do solo foram realizadas no período seco, a figura 3 mostra uma tabela gerada pelo GROUNDMAT para modelagem do solo em duas camadas, o solo é de elevada resistividade elétrica. MATERIAIS E MÉTODOS CONCLUSÕES O presente estudo confirma a viabilidade técnico econômica da alternativa de aterramento elétrico utilizando-se hastes encapsuladas e que se mostrou mais eficiente e menos dispendiosa economicamente para aplicação em sistemas constituídos por pequenas cargas e que estejam localizados distantes de malhas de aterramento principais, os quais, geralmente, possuem aterramentos constituídos por até 05 eletrodos. Figura 1 - Haste de aterramento convencional encapsulada em concreto  Foram construídas duas malhas de aterramento, uma convencional e a outra com hastes encapsuladas em concreto, a fim de comparar os resultados obtidos para a resistência de aterramento e os custos necessários para executá-las in loco.  A equação a seguir é utilizada para calcular o valor da resistência de terra de uma haste de aterramento envolvida em concreto:  Em observância, é desejável que a resistividade elétrica do concreto seja a menor possível para que haja uma efetiva redução na resistência de aterramento em detrimento ao uso convencional, eletrodos diretamente enterrados no solo. Na consecução deste trabalho, optou-se pela utilização de cinco hastes alinhadas e espaçadas de 3m. O concreto utilizado no encapsulamento das hastes possui seção quadrada de dimensões 15cm X 15cm e 1,5 m de comprimento com a seguinte proporção de cimento, água, areia e pedras britadas, respectivamente, (1:0,6:5:5), e sofreu um processo de cura em imersão em água durante 08 dias.                                      1 8 lnln 2 1 c rc c r CE D L d D L R   Figura 2 - Simulação de malha convencional com 4 hastes alinhadas  Conforme Figura 2 e através do uso do software GROUNDMAT, o qual possibilita a simulação e análise da eficiência de malhas de aterramento convencionais, o valor considerado para a resistividade elétrica do solo foi de 1.000 Ω.m em todas as simulações, logo, constatou-se que o aterramento em linha apresentava o menor valor de resistência de aterramento que as demais configurações, com o mesmo número de hastes e comprimento total dos condutores. Figura 3 - Tela do GROUNDMAT para o solo modelado em duas camadas. Tabela 1 - Valores médios (medidos) de resistividade elétrica do solo (Ω.m) Para este trabalho, optou-se pela utilização de cinco hastes alinhadas e espaçadas de 3m, haja vista a redução prevista de 27% a favor do método alternativo e dentro das limitações de orçamento do projeto. Figura 4 – (a) Relação resistência de aterramento versus número de hastes da malha, (b) Relação resistência de aterramento versus comprimento dos eletrodos encapsulados (a) ( b)  A Figura 4 (a) demonstra que valores mais baixos de resistência de aterramento foram obtidos com o aumento do número de hastes nos dois casos e na Figura 4 (b) permite determinar qual o menor comprimento da haste encapsulada que irá apresentar a mesma resistência de aterramento que uma haste convencional de 3m corresponde a uma haste encapsulada de 1,5 m. Conforme Figura 5 constata-se que a redução mínima foi 31% corroborando com os resultados de [5]. O custo de execução da solução utilizando hastes encapsuladas em concreto é aproximadamente 22% maior enquanto a redução de resistência foi de 31%. Desse modo, a elasticidade resistência-custo é de -1,41. Ou seja, para cada 1,4 % de diminuição da resistência o custo aumenta 1%. Figura 5 - Relação resistência de aterramento versus distâncias de medição 99289
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