Montagem de Sistemas de Aterramento por métodos menos invasivos

Tecnologia para cravação de cabos e hastes de aterramento dispensa escavações possibilitando prazos menores para execução das obras e não-interferência no trânsito do local

A instalação física (montagem) dos sistemas de aterramento nas subestações de alta tensão, em áreas industriais, nas linhas de transmissão, em torno de edificações (Proteção contra descargas atmosféricas) e outros, é um importante passo na conclusão de uma complexa atividade, culminando um processo que se inicia com medições de parâmetros do solo e o posterior projeto de aterramento.

O bom desempenho de um sistema de aterramento afeta áreas vitais do sistema elétrico, tais como: segurança pessoal; operação correta da proteção de falta a terra; eliminação de transitórios durante faltas a terra e chaveamentos; escoamento de descargas atmosféricas; operação correta dos equipamentos eletrônicos sensíveis; escoamento de cargas estáticas; controle de gradientes de tensão no solo; controle de tensões transferidas e outros.

 

Na maioria dos casos a instalação das malhas de aterramento é uma atividade invasiva (agressiva) no solo, uma vez que necessita de escavações geralmente profundas na área a ser malhada (abertura de valas), conforme apresentado na figura 1.1 a seguir.

Figura 1.1: Obra para construção de malhas de aterramento

Além disso, este método altamente destrutivo gera diversos inconvenientes para as obras, tais como:

  • Largo prazo de execução das obras;
  • Prejuízos ao meio ambiente;
  • Interferência na rotina do local, no caso de obras em locais que estejam em operação;
  • Altos gastos com demolição e reconstituição de pisos, no caso de obras em instalações já construídas;
  • Requer o emprego de um grande número de pessoas e maquinário pesado.

Estes inconvenientes podem ser minimizados aplicando a tecnologia de métodos menos invasivos, através de perfuração horizontal dirigida utilizando uma máquina perfuratriz rotativa que normalmente é aplicado na engenharia civil para instalação de redes de gás natural, esgoto e redes de telecomunicações, e que também pode ser aplicado na construção de malhas de aterramento.

Este método se dá da seguinte forma:

Após prévio mapeamento do subsolo para detectar possíveis obstáculos, as máquinas fazem o furo-piloto com uma perfuratriz, por rotação e injeção de água e lama em alta pressão, conforme figura 1.2 apresentada a seguir:

Figura 1.2: Desenho esquemático

Em seguida, alarga-se o furo inicial até a dimensão necessária para a passagem do cabo de aterramento, pela utilização progressiva de ferramentas de diâmetros maiores, que removem e compactam o solo. Finalmente, instala-se o condutor através de sonda, por tração.

Há vários tipos de métodos menos invasivos. Entre os mais usados estão o unidirecional e o direcional.

No método direcional, é possível guiar a sonda enquanto é feito o furo piloto, o que permite o desvio de obstáculos e de outras redes que se encontram no subsolo. Este desvio pode ser monitorado através de um transmissor em freqüência modulada instalado dentro de uma broca de perfuração, que transmite informações da cravação a um receptor na superfície, e este por sua vez transmite ao controle remoto instalado no painel do equipamento.

Já o método unidirecional não pode ser guiado e portanto, o alinhamento ajustado inicialmente deve ser mantido até o final da perfuração. Desta forma, para instalação de malhas de aterramento o método direcional é o mais indicado.

Com relação as máquinas perfuratrizes, a principal característica que deve ser observada é o pull-back, que significa a quantidade de toneladas que a máquina “puxa” ao final do processo de perfuração. Ou seja, para que se realize a instalação do condutor de aterramento é necessário primeiramente a introdução de barras de perfuração e de alargadores. Ao final da perfuração, esses equipamentos precisam ser retirados do subsolo. O pull-back é a capacidade que as máquinas têm de puxar as barras de perfuração e os alargadores que ela mesma levou à outra extremidade de volta a superfície. O pull-back das máquinas pode variar de 2 a 150 toneladas. No processo de retirada dos equipamentos do subsolo, as barras de perfuração devem ser utilizadas como sonda para lançamento do condutor de aterramento.    

Em relação a custos, o diretor da Abratt (Associação Brasileira de Tecnologia Não-Destrutiva), Sérgio Palazzo, diz que o custo de uma tubulação (gás) cravada é de cerca de 20% maior em relação aos métodos convencionais. “No entanto, quando se leva em conta a precisão do trabalho, os prazos menores e a não-interferência no trânsito, essa diferença perde a importância”, acredita Palazzo. Alem disso, o custo com a aplicação deste método pode ser consideravelmente reduzido, por meio de parcerias com empresas de engenharia civil que já possuem este maquinário ou através de locação mensal do maquinário.Vale destacar que o modelo da máquina apresentado na Figura 1.3 é meramente ilustrativo, podendo ser aplicado na instalação de malhas de aterramento, máquinas de menor porte.

A utilização de métodos menos evasivos para instalação de malhas de aterramento devem ser previamente analisada e estudada, já que para alguns locais a aplicação deste método pode não ser viável, devido às interferências presentes no terreno. Mesmo sendo possível efetuar desvios durante a perfuração, dependendo da complexidade dos obstáculos se inviabiliza sua utilização. Nesses casos deve-se adotar o método  convencional de abertura de valas (manual ou mecânico) que ainda é o mais utilizado por montadoras.

Figura 1.3: Exemplo de máquina perfuratriz direcional

Concluindo, é opinião do autor, que as técnicas de instalação das malhas de aterramento precisam evoluir, utilizando-se recursos mais modernos já disponíveis, e até mesmo outros que podem ser desenvolvidos. Esse artigo foi escrito com a finalidade de contribuir com esta idéia, observando que há anos não se verifica progresso acentuado na área aqui abordada. A possível aplicação da sugestão apresentada, poderá ser o início da utilização de novas tecnologias na execução de malhas de aterramento.

Bibliografia      

  • Norma ABNT NBR-5419, Segunda edição 29.07.2005 Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas palavra-chave: Pára-raio.
  • Norma Regulamentadora Nº 10, Segurança em instalações e serviços em eletricidade – Edição 08/12/2004.

Referências Bibliográficas      

 

 

Filipe Ramalho Marques da EPC Engenharia

2019-01-25T16:49:43+00:00