Energisul

25/09/2024

Os diferentes Esquemas de Aterramento conforme a NBR 5410

A NBR 5410 é norma técnica de instalações elétricas de baixa tensão no Brasil. Ela abrange instalações em edificações residenciais, comerciais e industriais, e define as diretrizes necessárias para garantir a segurança das pessoas e dos equipamentos. Um dos tópicos fundamentais da NBR 5410 é o esquema de aterramento.

1. Objetivo dos Esquemas de Aterramento
Os esquemas de aterramento têm como finalidade principal:
• Proteção das pessoas: Ao reduzir o risco de choques elétricos por contato direto ou indireto com partes energizadas.
• Proteção dos equipamentos: Minimizando danos resultantes de descargas atmosféricas e falhas de isolamento.
• Segurança do sistema elétrico: Ao evitar perigos no sistema e garantir o desligamento automático da instalação em caso de falhas.
Para escolher corretamente um esquema de aterramento, é necessário entender os diferentes tipos que a norma define e as situações em que devem ser aplicadas.

2. Esquemas de Aterramento: TN, TT e IT
A NBR 5410 descreve três esquemas de aterramento principais:
• Esquema TN (nas variações TN-C, TN-S e TN-CS)
• Esquema TT
• Esquema TI
Esses esquemas se referem à forma como o sistema de alimentação (geralmente o transformador) e os componentes das instalações são aterrados e interligados. Abaixo detalhes dos esquemas, suas específicas e aplicações.

2.1. Esquema TN (Terra Neutro)
O esquema TN é caracterizado pela conexão direta do neutro do sistema de alimentação à terra. Esse sistema pode ser subdividido em três variantes, cada uma com características específicas de aterramento e distribuição de condutores:
2.1.1.TN-C
Neste esquema, o condutor neutro e o PE (condutor de proteção) são combinados em um único condutor, chamado de PEN (condutor de proteção e neutro). O PEN é responsável por levar a corrente de falta e de retorno ao neutro.
Vantagens:
• Economia de cabos: Utilize um único condutor para neutro e proteção, reduzindo o número de condutores necessários na instalação.
Desvantagens:
• Problemas de segurança: Se houver rompimento do condutor PEN, partes da instalação podem ficar sem proteção, elevando o risco de choques elétricos.
• Impossibilidade de usar dispositivos diferenciais (DR) de forma eficaz.
Aplicação: O TN-C é geralmente utilizado em instalações industriais ou comerciais mais antigas, onde a economia de condutores era um fator preponderante.
2.1.2.TN-S
Neste esquema, o neutro (N) e o condutor de proteção (PE) são separados ao longo de toda a instalação. O condutor PE conecta-se diretamente à terra em vários pontos, e o neutro é utilizado exclusivamente para a corrente de retorno.
Vantagens:
• A separação entre neutro e condutor de proteção evita que uma falha de segurança no neutro cause choque elétrico.
• Compatível com dispositivos DR: Isso melhora a segurança contra choques elétricos.
Desvantagens:
• Custo: Requer mais condutores, o que pode aumentar o custo de instalação.
Aplicação: O TN-S é recomendado em instalações onde a segurança das pessoas é uma prioridade, como hospitais, escolas, e áreas residenciais, além de ser amplamente aplicado em novas instalações.
2.1.3. TN-CS
Neste esquema, a instalação começa como TN-C e, em um ponto específico (geralmente no quadro de distribuição), o condutor PEN é separado em dois: neutro (N) e condutor de proteção (PE).
Vantagens:
• Flexibilidade: Combina a economia de cabos do TN-C com a segurança e a possibilidade de usar dispositivos DR no TN-S.
• Compatibilidade com grandes instalações: Útil em instalações de médio e grande porte, onde pode ser necessário diferenciar áreas com diferentes critérios de proteção.
Aplicação: É amplamente utilizado em redes de distribuição pública, como em residências e prédios comerciais. O TN-CS permite um bom equilíbrio entre economia e segurança, especialmente em sistemas com longas distâncias de distribuição.

2.2. Esquema TT (Terra-Terra)
No esquema TT, o neutro do sistema de alimentação é diretamente aterrado no ponto de origem (geralmente no transformador da entrega), e as partes metálicas da instalação do usuário são aterradas separadamente por meio de um sistema de aterramento local. Ou seja, o neutro e o aterramento de proteção são independentes.
Vantagens:
• Simplicidade: O sistema é fácil de implementar, especialmente em instalações pequenas.
• Redução do risco de falha no neutro: Como o aterramento de proteção é independente do neutro, não há risco de partes metálicas ficarem energizadas em caso de falha do neutro.
Desvantagens:
• Necessidade de DR: Como a falta de falta não é necessariamente alta ou suficiente para provocar o desligamento automático, o uso de dispositivos diferenciais (DR) é obrigatório para garantir a proteção das pessoas.
Aplicação: O esquema TT é comumente utilizado em residências e pequenas edificações, principalmente quando o sistema de aterramento disponível na rede não é adequado ou quando há dificuldade em garantir a continuidade do neutro.

2.3. Esquema IT (Isolamento Terra)
No esquema IT, não há uma conexão direta entre o neutro do sistema de alimentação e a terra (o sistema de alimentação é isolado da terra). Apenas as partes metálicas da instalação são aterradas.
Vantagens:
• Continuidade de serviço: Em caso de uma primeira falha (um curto entre fase e terra), o sistema não é desligado automaticamente, o que é uma vantagem para instalações onde a continuidade de serviço é essencial, como em hospitais e instalações industriais críticas.
• Menor risco de choque elétrico: Como o neutro é isolado, a tensão entre as partes metálicas e o solo é geralmente muito baixa.
Desvantagens:
• Maior complexidade: A detecção de falhas e a manutenção deste sistema são mais complexas.
• Necessidade de supervisão contínua: Solicitar monitoramento constante para identificar a primeira falha e realizar o reparo antes que ocorra uma segunda falha, o que possa causar riscos significativos.
Aplicação: É aplicado principalmente em instalações industriais onde a continuidade do fornecimento de energia é crucial, como em centros cirúrgicos, laboratórios, indústrias químicas e plataformas de petróleo.

3. Como escolher o esquema adequado?
A escolha do esquema de aterramento adequado depende de diversos fatores, tais como:
• Tipo de instalação: Residencial, comercial, hospitalar ou industrial.
• Dimensão da instalação: Grandes edifícios podem exigir esquemas como TN-S ou TN-CS, enquanto pequenas instalações residenciais podem optar pelo TT.
• Requisitos de segurança: Áreas sensíveis, como hospitais, desativar esquemas mais robustos, como IT ou TN-S.
• Condições de aterramento local: A qualidade e continuidade do aterramento disponível (fornecido pela operação) influenciam a escolha do esquema.
• Continuidade de serviço: Em instalações críticas, como hospitais, o esquema de TI é preferível, pois garante que a primeira falha não interrompa a alimentação.

4. Conclusão
Os esquemas de aterramento têm um papel fundamental na segurança elétrica e na proteção de pessoas e equipamentos. A escolha correta do esquema deve ser baseada nas características específicas da instalação, levando em conta a continuidade do serviço, o nível de proteção necessário e a simplicidade de manutenção. Compreender as diferenças entre os esquemas TN, TT e IT é essencial para eletricistas, técnicos e engenheiros projetistas, garantindo que as instalações sigam as normas de segurança previstas na NBR 5410.