Aterramento

Descargas Elétricas:

O canal de descarga possui um diâmetro estimado de 2 a 5 cm e é capaz de aquecer o ar até 30.000 °C em alguns milisegundos. Apenas 1% da energia do raio é convertida em ruído (trovão) sendo o resto libertado sob a forma de luz. O raio é uma manifestação de plasma, no qual sua condutividade permite o escoamento da eletricidade entre os centros de carga.

Um raio completamente formado pode conduzir correntes em torno de 10 a 80 kA, mas existem registros em torno de 250 kA, sendo que um raio trabalha com uma tensão elétrica da ordem de 15 kV. A forma da corrente é unidirecional, sendo de polaridade negativa na maioria das ocorrências. A corrente de um impulso atinge seu máximo em 5μs, em média, tendo uma duração total do impulso em torno de 100μs. A duração total da descarga varia entre 0.1 a 1000 ms. Uma descarga pode liberar entre 1 a 40 C de carga elétrica e podendo dissipar uma potência elétrica de até 100 MW.

fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Raio_(meteorologia)

Dessa forma, um cano de PVC não será suficiente para isolar uma descarga de no mínimo 15 KV com corrente de 10 kA. Sem levarmos em conta o peso extra acrescentado, como bem lembrou o Adalberto.

Já que todos aqui somos Radioescutas e estamos falando sobre ráios, vamos nos extender um pouco mais sobre esse assunto, pois como bem disse o Adalberto, existem aterramentos de diversas classes.

Alguns fatos sobre aterramento:

Aterramento é algo muito importante e sempre presente nas conversas dos Radioamadores e Radioescutas , mas devemos lembrar que aterramento de RF é uma coisa, e aterramento para evitar choque elétrico é outra!

Aterramento de rede elétrica :

No aterramento de rede elétrica, também chamado de "aterramento de segurança", o que acontece basicamente é termos o neutro da entrada de força aterrado para evitar choques e prevenir danos elétricos nos equipamentos, algo que já deve existir na entrada de eletricidade da residência. Também para evitar choques elétricos, alguns aparelhos eletrônicos também têm suas caixas metálicas ligadas a um fio verde para serem aterrados.

Para conhecer mais sobre aterramento de rede elétrica, dê uma olhadinha nas seguintes páginas:

https://apostilas.netsaber.com.br/ver_apostila_c_1395.html

https://labindustrial.vilabol.uol.com.br/apostindust.htm

https://www.fisica-potierj.pro.br/Sobre_Raios_%20e_Outros/Aterramento.pdf

https://www.forumpcs.com.br/viewtopic.php?t=140264

https://www.music-center.com.br/aterramento.htm

https://www.clubedotecnico.com/ (procure por "novidades"e "cursos relâmpago")

https://www.clubedohardware.com.br/artigos/457

https://www.eletricazine.hpg.ig.com.br/art_aterramento.htm

https://www.micromais.com/energiaaterramento.htm

https://www.nbr5410.eng.br/nbr5410.htm (comentários sobre a norma NBR-5410)

Aterramento de RF:

Já o aterramento de RF é outra coisa. Em antenas longwire e verticais sem radiais para as faixas baixas de HF, como 160, 80 e 40 metros, que precisam de um "terra" como retorno de RF o aterramento de RF é muito importante, pois faz parte do sistema irradiante, sendo que essas antenas não funcionam sem um bom sistema de aterramento.Como bem explica o Roland, PY4ZBZ, "o aterramento de RF permite que a indutância do fio que vai até a haste de terra seja cancelada na freqüência de RF de operação,basicamente por um capacitor variável em serie, ou ainda, por um acoplador de antenas adequado. Pode portanto não ter contato DC com o terra, que no caso, deve ser completado pelo terra DC de proteção pessoal."

O aterramento de RF deve ser feito individualmente, ligando um condutor (de preferência uma tira larga de cobre) do chassi do equipamento até o ponto de aterramento, para evitar que ocorra um "loop" que provoque realimentação de RF. Você deve ligar todos os aparelhos num único ponto de aterramento.

https://www.geocities.com/SiliconValley/2775/gndsys.html

https://www.hamuniverse.com/grounding.html

https://www.w8ji.com/station_ground.htm (fotos de um bom sistema de aterramento)

https://www.smeter.net/grounds/grounds.php

https://www.smeter.net/grounds/earthres-10.php

Apenas despreze a indicação de usar uma barra cobreada tipo coperweld, pois estes artigos se baseiam em literatura estrangeira, não levando em conta como são (porcamente...) fabricados aqui no Brasil essas barras com uma mísera camada de cobre adicionada por deposição eletrolítica. Use um cano de água de ferro de seis metros de comprimento, daqueles de parede grossa, que os antenistas usam para fazer antenas. Não use canos finos, daqueles chamados "galvanizados", mas sim aqueles grossos, geralmente zincados a fogo. Esses canos podem ser encontrados com facilidade em ferro-velhos.

Para enfiá-los no solo, cave um buraco com uma cavadeira para facilitar o início. Não jogue sal grosso, carvão ativado ou gel para aterramento, pois esses materiais agridem violentamente o metal, e com uma barra de seis metros isso será desnecessário. Bata a barra no buraco. Se martelar a parte superior do cano, sempre injetando água, ele entra facilmente na terra.

Com um parafuso no cano, conecte uma cinta ou tira larga de cobre e ligue-a numa chapa localizada no shack que permita conexão de aterramento para os chassis de todos os equipamentos, que devem ser ligados todos individualmente a este ponto. Melhor que usar um fio grosso é usar cinta com chapa de cobre com 3 a 4 centímetros para diminuir a indutância.

Com um instrumento chamado megômetro, verifique se o aterramento está correto. Se não conseguir um megômetro, use um multímetro, usando a menor escala. Se quiser simplificar, ligue uma lâmpada incandescente com um pólo na fase e o outro pólo no aterramento, verificando se a mesma acende com brilho (brilho máximo você conseguirá apenas se morar na praia, a beira do mar ou ao lado de um brejo).

Se não puder ter um bom aterramento, principalmente se residir num apartamento ou num prédio onde não disponha de um quintal, você poderá usar um aparelho chamado "terra artificial" ou "sintonizador de terra". A Soundy, tradicional fabricante de equipamentos para radioamador, produz um excelente equipamento para essa finalidade, o sintonizador artificial de terra SD-330:

www.soundy.com.br/loja/produtos_descricao.asp?lang=pt_BR&codigo_produto=54

Caso você tenha material adequado e conhecimentos suficientes para montar seu próprio "sintonizador de terra" ou "terra artificial", aqui vai uma sugestão:

https://www.remeeus.eu/english/hamradio/artificial_ground.htm

Como verificar a estratificação do solo para aterramento:

O colega Caio Paulucci, engenheiro eletrônico com mais de 30 anos de experiência em aterramentos na CPFL nos repassou uma dica importante de como verificar a estratificação do solo para fazermos um aterramento:

"Para um bom aterramento o ideal é fazer uma estratificação do solo, ou seja, é necessário um terrômetro (nada mais é que um omimetro que gera uma tensão relativamente alta cerca de 130 volts) e 5 hastes de 50 centímetros de cobre.

O terrômetro é usado da seguinte forma: colocam-se eletrodos em espaços de 0, 2, 8, 16 e 32 metros, coloca-se um eletrodo de referencia em zero metro e liga-se do zero ao eletrodo de 2 metros e anota-se a resistência do solo, depois do zero ao segundo eletrodo á 8 metros e assim por diante.....

Anotam-se os valores e traça-se um gráfico.

A estratificação é feita primeiro na horizontal depois na vertical (em cruz) ou vice versa para ver qual a área que apresenta menor resistência, aí escolhe-se os melhores pontos.

O melhor sistema de aterramento dos quais eu já executei e pesquisei é o seguinte:

Usando barras cobreadas ou cantoneiras de aço zincado (dessas usadas em aterramento de rede elétrica), são geralmente de 2,44 metros.

Faz-se um aterramento "básico" excelente colocando-se as barras á uma distancia de 3 metros entre uma e outra ... faz-se 2 círculos , um de 60 cm de raio e outro á 3,6 metros de raio (desenho de um alvo o centro é a referencia das medidas).

Desenha-se uma cruz nesses dois círculos onde a intersecção dos pontos são os pontos onde devem ser colocadas as hastes ou cantoneiras.

Todos os pontos de intersecção devem ser interligados juntamente com o centro onde está o objeto á ser aterrado no caso o mastro.

Quem quiser um terra mais perfeito é só adicionar mais círculos e interliga-los entre si sempre seguindo a regra de 3 metros entre uma haste e outra.

Em terreno arenoso (pior tipo de solo) um modulo com 3 círculos se obtém uma resistência de aproximadamente 32 ohms, isto melhora á medida que o solo seja mais consistente ou que possua propriedades mais condutoras.

Uma curiosidade que durante minhas pesquisas e testes me surpreendeu é que todo mundo pensa que quanto mais próximo de um córrego ou rio o aterramento melhora, mas isso na maioria das vezes é falho.

As hastes mais longas de 6 a 8 metros são usadas para aterramentos profundos onde será buscada na profundidade do solo uma melhor composição para menor resistência.
Sempre usando a "regra dos 3 metros."

Como funciona o para raios: o sistema de para raios oferece o "melhor caminho" para a descarga elétrica do raio; *se* o sistema de pára-raios não estiver bem dimensionado *ou* não tiver manutenção adequado, a instalação de uma antena (juntamente com o cabo coaxial "descendo") pode vir a oferecer esse "melhor caminho":

Quando "cai um raio" a corrente 'desce' pelos cabos de cobre do para raios *e* pelo cabo coaxial da antena. Lembrando que um raio é uma descarga de altíssima energia, 0,00001% dessa energia pode ser suficiente para queimar (literalmente) seu equipamento. Muito pior: uma antena instalada em local errado (p.ex: mais alta do que o pára-raios) pode vir a funcionar como se *ela* fosse o pára-raios !! Imagine o que acontece....

Sobre pára-raios existem excelente publicações da própria Embratel. O melhor deles é:

Telecomunicações: Sistemas de EnergiaA.Ferreira da Silva e O. BarradasEmbrateleditora LITECEsse livro tem tudo que se imagina sobre aterramentos e pára-raios. Resumindo: Se não pudermos ter um bom e eficiente pára-ráios acima de nossas antenas (algo difícil em residências comuns), é melhor não ter nada nesse sentido!Por cautela, deixem sempre suas antenas desconectadas de seus equipamentos quando não os estiverem utilizando, e antes de conectá-las ao equipamento, curto-circuitem o conector, pois podem estar carregadas de eletricidade estática.

Colaborador com esse tema : 
Adinei, PY2ADN, ZZ2-0652 (Radioescuta Oficial desde 1978)

            Adinei Brochi PY2ADN
py2adn (arroba) yahoo.com.br
www.py2adn.com
(19) 7801-6376 
GG67ig
Americana-SP