Que son os materiais de aterramento

Materiais de Aterramento

Os materiais de aterramento son materiais condutores utilizados para o aterramento de equipos e sistemas eléctricos. A súa función principal é proporcionar unha via de baixa impedancia para dirixir de forma segura a corrente á terra, garantindo a seguridade do persoal, protexendo os equipos de danos por sobretensión e mantendo a estabilidade do sistema. A continuación, móstranse algúns tipos comúns de materiais de aterramento:

1. Cobre 

• Características: O cobre é un dos materiais de aterramento máis comúnmente utilizados debido á súa excelente conductividade e resistencia á corrosión. Ten unha conductividade eléctrica superior e non se corroen facilmente en entornos húmidos.

• Aplicacións: Utilízase amplamente para electrodos de aterramento, barras colectoras de aterramento e cables de conexión de aterramento. Os materiais de aterramento de cobre están dispoñibles típicamente en formas como varas de cobre, tiras de cobre e cabos trenzados de cobre.

• Ventajas: Excelente conductividade, resistente á corrosión, longa duración, fácil de procesar e instalar.

• Desvantaxes: Máis caro.

2. Aço Galvanizado 

• Características: O aço galvanizado é aço ordinario recubierto con unha capa de zinco para mellorar a súa resistencia á corrosión. Aínda que a súa conductividade non é tan boa como a do cobre, pode cumprir os requisitos de aterramento en moitas ocasións.

• Aplicacións: Utilízase comúnmente para electrodos de aterramento, redes de aterramento e descensores de aterramento. Os materiais de aterramento de aço galvanizado están dispoñibles típicamente en formas como varas de aço, tubos de aço e cabos trenzados de aço.

• Ventajas: Menor custo, alta resistencia mecánica, adecuado para uso subterraneo.

• Desvantaxes: Conductividade inferior, pode perder gradualmente a capa de zinco e corroerse ao longo do tempo en entornos húmidos.

3. Aço Inoxidable 

• Características: O aço inoxidable ten unha excelente resistencia á corrosión e alta resistencia mecánica, facéndoo adecuado para aplicacións de aterramento en entornos adversos. Existen varios graos, como 304 e 316, sendo o 316 o que ofrece mellor resistencia á corrosión.

• Aplicacións: Utilízase principalmente para o aterramento en entornos especiais, como plantas químicas ou entornos marítimos.

• Ventajas: Altamente resistente á corrosión, alta resistencia mecánica, adecuado para condicións extremas.

• Desvantaxes: Conductividade inferior, maior custo.

4. Aluminio 

• Características: O aluminio ten boa conductividade e é leve, pero oxidase facilmente, formando unha capa de óxido aislante que afecta a súa conductividade. Polo tanto, os materiais de aterramento de aluminio adoitan requiren un tratamento especial ou combinarse con outros materiais.

• Aplicacións: Utilízase en situacións específicas, como estruturas lexas ou aplicacións aeroespaciais.

• Ventajas: Leve, boa conductividade.

• Desvantaxes: Propenso á oxidación, conductividade inestable, non adecuado para contacto directo co solo.

5. Grafito 

• Características: O grafito é un material non metálico con excelente conductividade e resistencia á corrosión, especialmente adecuado para solos ácidos ou alcalinos. Non se corroen como os metais, ofrecendo unha maior duración.

• Aplicacións: Utilízase comúnmente para fabricar módulos de aterramento ou como material de recheo para electrodos de aterramento.

• Ventajas: Resistente á corrosión, boa conductividade, adecuado para condicións de solo adversas.

• Desvantaxes: Baixa resistencia mecánica, non adecuado para soportar significativas tensións mecánicas.

6. Materiais Compósitos

• Características: Os materiais compósitos de aterramento adoitan ser feitos combinando metais (como cobre ou aço) con materiais non metálicos (como fibras de carbono ou grafito). Esta abordaxe busca combinar as vantaxes de ambos os materiais. Por exemplo, os materiais de aterramento de aço revestido de cobre teñen unha capa exterior de cobre e un núcleo de aço, mellorando a conductividade e a resistencia mecánica.

• Aplicacións: Utilízanse amplamente en sistemas de enerxía, estacións base de comunicación, edificios, etc.

• Ventajas: Boa conductividade, alta resistencia mecánica, resistente á corrosión.

• Desvantaxes: Maior custo, proceso de fabricación complexo.

7. Reductores de Resistencia Química 

• Características: Os reductores de resistencia química son materiais que reducen a resistividad do solo para diminuír a resistencia de aterramento. Vienen en formas líquidas, en polvo ou en gel e poden mellorar a conductividade do solo circundante, especialmente en solos de alta resistividad.

• Aplicacións: Utilízanse comúnmente en áreas onde é difícil atopar ubicacións adecuadas para o aterramento, como zonas rochosas, desérticas ou solos secos.

• Ventajas: Poden reducir significativamente a resistencia de aterramento, adecuados para solos de alta resistividad.

• Desvantaxes: Os efectos poden diminuír ao longo do tempo, requirindo manutención periódica.

8. Módulos de Aterramento 

• Características: Os módulos de aterramento son bloques prefabricados feitos de materiais condutores (como grafito ou fibras de carbono). Cando se enterren no subsolo, reducen eficazmente a resistencia de aterramento. Ademais, adoitan conter componentes retentores de humidade que mantén húmido o solo circundante, aumentando adicionalmente a conductividade.

• Aplicacións: Utilízanse amplamente en sistemas de enerxía, estacións base de comunicación, edificios, etc.

• Ventajas: Boa conductividade, resistente á corrosión, fácil de instalar, longa duración.

• Desvantaxes: Maior custo, require máis espazo para a instalación.

9. Fibra de Carbono 

• Características: A fibra de carbono ten excelente conductividade e resistencia mecánica, é leve e resistente á corrosión. Ofrece bons efectos de aterramento sen engadir moito peso.

• Aplicacións: Utilízase principalmente en aeronaútica, xeración eólica e outros campos onde o peso é un factor crítico.

• Ventajas: Leve, boa conductividade, resistente á corrosión.

• Desvantaxes: Maior custo, proceso de fabricación complexo.

10. Materiais Naturais

• Características: Algúns materiais naturais, como auga salgada, carbón e escoria de carón, poden utilizarse como materiais de aterramento temporarios ou auxiliares. Aumentan a conductividade do solo circundante para diminuír a resistencia de aterramento.

• Aplicacións: Utilízanse principalmente para aterramento temporal ou auxiliar, como en sitios de construción ou operacións de campo.

• Ventajas: Baixo custo, facilmente dispoñible.

• Desvantaxes: Rendemento inestable, inefectivo para uso a longo prazo.

Factores a Considerar ao Escoller Materiais de Aterramento:

• Conductividade: A conductividade do material afecta directamente a efectividade do aterramento; unha mellor conductividade significa menor resistencia de aterramento.

• Resistencia á Corrosión: Os materiais de aterramento adoitan estar enterrados e expostos a entornos húmidos, ácidos ou alcalinos, polo que a resistencia á corrosión é crucial.

• Resistencia Mecánica: Os materiais de aterramento deben resistir certas tensións mecánicas, especialmente durante a instalación e o uso.

• Custo: Diferentes materiais varián significativamente en custo, e a elección debe equilibrar o rendemento e o orzamento.

• Adaptabilidade Ambiental: Diferentes condicións de solo (como humidade, pH, temperatura) poden afectar o rendemento do material, polo que o material debe escollecerse en función do entorno específico.

Resumo

A selección de materiais de aterramento debe basarse nas necesidades específicas do proxecto, nas condicións ambientais e no orzamento. O cobre e o aço revestido de cobre son os materiais máis comúnmente utilizados, ofrecendo excelente conductividade e resistencia á corrosión para a maioría das aplicacións. Para entornos especiais ou aplicacións de alta demanda, poden considerarse materiais como o aço inoxidable, o grafito e os materiais compósitos.