Para iniciarmos os estudos sobre “ATERRAMENTO”, gostaria de falar da importância da descoberta do COBRE( vide Figura1) e de sua classificação dentro da TABELA PERIÓDICA. O cobre nativo foi o primeiro metal a ser usado pelo homem, sendo empregado a mais de 10.000 anos. Em 5.000 a.C já se realizava a fusão e refinação do cobre( vide Figura2). Os egípcios também descobriram que a adição de pequenas quantidades de estanho facilitava a fusão do metal e aperfeiçoaram os métodos de obtenção do bronze ao observarem a durabilidade do material, e representaram o cobre com o ANKH, símbolo da vida eterna. Na antiga CHINA se conhece o uso do COBRE desde 1.200 a.C, e já fabricavam BRONZES de excelente qualidade, estabeleceram o domínio da metalurgia em relação ao Ocidente.Os tipos de COBRE usualmente obtidos são : COBRE TENAZ destinado a aplicações elétricas , COBRE DESOXIDADO para fabricação de caldeiras e o COBRE ISENTO DE OXIGÊNIO que é o de maior qualidade e de alta condutibilidade elétrica. É um elemento químico de símbolo Cu ( do Latim Cuprum ) , com número atômico 29( 29 Protóns e 29 Elétrons) , com massa atômica 63,6u.À temperatura ambiente encontra-se em estado sólido, é um metal de transição , pertencente ao grupo 11(1B) da Classificação Periódica dos Elementos .Tem coloração avermelhada , é dúctil , maleável e excelente condutor de eletricidade .Sua principal aplicação é na fabricação de fios e cabos , aproximadamente 45% da produção mundial , além da fabricação de tubos de condensadores ,tubos de encanamentos , eletroímãs, motores elétricos , interruptores e relês, tubos de vácuo , magnetrons de fornos microondas , circuitos integrados , cunhagem de moedas , esculturas , construção de sinos , usos ornamentais em ligas com zinco , estanho e prata , lentes de cristal de cobre empregadas em radiologia para detecção de pequenos tumores e dissipadores de calor .Importante aplicação como sulfato de cobre II , empregado na agricultura como fungicida , na purificação da água e como conservante da madeira .
Figura1.Cobre Nativo Figura2.Mina Subterrânea de Cobre CODELCO Chile.
Em 1.869, enquanto escrevia seu livro de química inorgânica, Dmitri Ivanovich Mendeleiev (vide Figura3)organizou os elementos na forma da Tabela Periódica Atual. Ele criou uma carta para cada um dos 63 elementos conhecidos até aquele momento. Cada carta continha o símbolo do elemento , a massa atômica e as suas propriedades químicas e físicas.Colocando as cartas numa mesa , organizou-as em ordem crescente de massas atômicas , agrupando-as em elementos de propriedades semelhantes .Tinha então acabado de formar a TABELA PERIÓDICA(vide Fi . Tinha vantagens em relação as outras tabelas ou teorias antes apresentadas , mostrando semelhanças numa rede de relações vertical, horizontal e diagonal.A classificação de Mendeleiev ainda deixava espaços vazios , prevendo a descoberta de novos elementos .A tabela de Mendeleiev serviu de base para a elaboração da atual tabela periódica que além de catalogar 118 elementos conhecidos , fornece inúmeras informações sobre o comportamento de cada um.O trabalho de Mendeleiev foi um trabalho audacioso e um exemplo extraordinário de intuição científica.De todos os trabalhos apresentados que tiveram influência na tabela periódica o de Mendeleiev teve maior perspicácia.
“O fato capital para se notar é que o petróleo nasceu nas profundezas da Terra , e é somente lá que devemos procurar sua origem”.( Dmitri Mendeleiev – Químico , Físico e criador da Tabela Periódica ).
Figura4.Tabela Periódica Mendeleiev
Figura3.Dmitri Ivanovich Mendeleiev -Criador da Tabela Periódica
Como referência aos estudos e normas sobre Aterramento sugiro o PROCOBRE uma rede de instituições latino-americanas cuja missão é a promoção do uso do COBRE, impulsionando a pesquisa e o desenvolvimento de novas aplicações. O PROCOBRE faz parte da Internacional Copper Association ( ICA – International Copper Association– site:WWW.procobre.org).
ABRACOPEL-Associação Brasileira de Conscientização para os perigos de eletricidade (WWW.abracopel.org.br) ; ABRAEL –Associação Brasileira de Eletricistas(WWW.abrael.com.br); IEC – International Engineering Consortium ( WWW.iec.org) ;IEEE ( WWW.ieee.org) ; IEEE Brasil ( www.ieee.org.br);ABNT –Associação Brasileira de Normas Técnicas ( WWW.abnt.org.br).
TERRA ou MASSA são conceitos usados nos campos da eletricidade e da eletrônica como ponto de referência para um potencial elétrico de zero volt.Um TERRA ELÉTRICO(vide Figura Simbologia Aterramento) é capaz de absorver a quantidade de carga elétrica que se fizerem necessárias à situação sem , entretanto, alterar quaisquer de suas propriedades elétricas , mostrando-se sempre eletricamente neutro ao ambiente que o cerca.Aterrar o sistema , ou seja , ligar intencionalmente um condutor fase ou , o que é mais comum , o neutro à terra (vide Figura Tomada 2P+T), tem por objetivo controlar a tensão em relação à terra dentro de limites previsíveis.Esse aterramento também fornece um caminho para a circulação de corrente que irá permitir a detecção de uma ligação indesejada entre os condutores vivos e a terra.Isso provocará a operação de dispositivos automáticos que removerão a tensão nesses condutores.O controle dessas tensões em relação à terra limita o esforço de tensão na isolação dos condutores , diminui as interferências eletromagnéticas e permite a redução dos perigos de choque para as pessoas que poderiam entrar em contato com os condutores vivos.
A primeira função do aterramento é proteger as pessoas e o patrimônio contra uma falta, curto- circuito na instalação. Em termos simples se uma das três fases de um sistema não aterrado entrar em contato com a terra , intencionalmente ou não , nada acontece.Nenhum disjuntor desliga o circuito , nenhum equipamento pára de funcionar.Os sistemas não aterrados foram muito populares nas instalações industriais na primeira metade do século XX, precisamente porque as cargas acionadas por motores que eram muito comuns na época não parariam simplesmente por causa de um curto-circuito fase-terra. No entanto mais tarde observaram que a carcaça metálica do equipamento estava energizada e se as pessoas a tocassem poderiam tomar um choque.O segundo objetivo de um sistema de aterramento é oferecer um caminho seguro , controlado e de baixa impedância em direção à terra para as correntes induzidas por descargas atmosféricas.
Figura.Simbologia Aterramento
Figura.Tomada 2P+T.
Resumindo as funções básicas do sistema de aterramento são:
1- SEGURANÇA PESSOAL;
2-DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO;
3-CONTROLE DE TENSÕES;
4-TRANSITÓRIOS ;
5-CARGAS ESTÁTICAS;
6-EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS.
1-) SEGURANÇA PESSOAL consiste na conexão dos equipamentos elétricos ao sistema de aterramento para permitir que caso ocorra uma falha na isolação dos equipamentos , a corrente de falta passe através do condutor de aterramento ao invés de percorrer o corpo de uma pessoa que eventualmente esteja tocando no equipamento .
2-)DESLIGAMENTO AUTOMÁTICO deve fornecer um percurso de baixa impedância de retorno para a terra de corrente de falta , permitindo , assim , que haja a operação automática , rápida e segura do sistema de proteção .
3-) CONTROLE DE TENSÕES deve permitir uma equalização das tensões desenvolvidas no solo , quando um curto-circuito fase-terra retorna pela terra para a fonte próxima ou quando da ocorrência de uma descarga atmosférica local .
4-)TRANSITÓRIOS deve permitir uma estabilização da tensão durante mudanças na freqüência do sistema elétrico provocados pela falta de terra , chaveamentos , de tal forma que não apareçam sobretensões perigosas durante esses períodos que possam provocar a ruptura da isolação dos equipamentos elétricos .
5-)CARGAS ESTÁTICAS devem escoar pela estrutura do equipamento , bem como pelos suportes e carcaças .
6-) EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS devem ser aterrados visando um plano de referência sem perturbações , quieto , de tal modo que eles possam operar satisfatoriamente tanto em altas quanto em baixas freqüências .
Figura.Esquemático da barra de aterramento Figura .Esquemático da barra de aterramento 2