Resistência de Terra: Definição, Fatores e Métodos de Medição

A resistência da terra é definida como a resistência oferecida pelo eletrodo de terra à corrente elétrica que flui para o solo. Também é conhecida como resistência à terra ou resistência ao solo. A resistência da terra é um parâmetro importante para o projeto e manutenção de sistemas de aterramento, pois afeta a segurança e o desempenho das instalações elétricas.

O que é um Eletrodo de Terra?

Um eletrodo de terra é uma barra ou placa de metal enterrada no solo e conectada ao terminal de terra de um sistema elétrico. Ele fornece um caminho de baixa resistência para correntes de falha e surtos de raio dissiparem-se no solo. Também ajuda a estabilizar a tensão do sistema e reduzir a interferência eletromagnética.

O eletrodo de terra pode ser feito de cobre, aço, ferro galvanizado ou outros materiais com boa condutividade e resistência à corrosão. O tamanho, forma, comprimento e profundidade do eletrodo de terra dependem das condições do solo, da corrente nominal e da aplicação do sistema de aterramento.

Quais são os Fatores que Afetam a Resistência da Terra?

A resistência da terra depende principalmente da resistividade do solo entre o eletrodo e o ponto de potencial zero (terra infinita). A resistividade do solo é influenciada por vários fatores, tais como:

• A condutividade elétrica do solo, que é principalmente devida à eletrólise. A concentração de água, sal e outros componentes químicos no solo determina sua condutividade. Solo úmido com alto teor de sal tem menor resistividade do que solo seco com baixo teor de sal.

• A composição química do solo, que afeta seu valor de pH e propriedades de corrosão. Solo ácido ou alcalino pode corroer os eletrodos de terra e aumentar sua resistência.

• O tamanho, uniformidade e compactação das partículas do solo afetam sua porosidade e capacidade de retenção de umidade. Solo de grãos finos com distribuição uniforme e compactação apertada tem menor resistividade do que solo de grãos grosseiros com distribuição irregular e compactação solta.

• A temperatura do solo, que afeta sua expansão térmica e ponto de congelamento. Temperaturas elevadas podem aumentar a condutividade do solo, aumentando a mobilidade de íons. Temperaturas baixas podem diminuir a condutividade do solo, congelando seu conteúdo de água.

A resistência da terra também depende da resistência do próprio eletrodo e da resistência de contato entre a superfície do eletrodo e o solo. No entanto, esses fatores geralmente são negligenciáveis em comparação com a resistividade do solo.

Como Medir a Resistência da Terra?

Existem diversos métodos para medir a resistência da terra em sistemas existentes. Alguns dos métodos comuns são:

Método de Queda de Potencial

Este método também é conhecido como método de 3 pontos ou método de queda de tensão. Ele requer dois eletrodos de teste (eletrodo de corrente e eletrodo de potencial) e um tester de resistência de terra. O eletrodo de corrente é inserido a uma distância do eletrodo de terra existente, a uma profundidade igual à sua profundidade. O eletrodo de potencial é inserido entre eles a uma distância adequada, de modo que esteja fora de suas esferas de influência (áreas de resistência). O tester injeta uma corrente conhecida através do eletrodo de corrente e mede a tensão entre o eletrodo de potencial e o eletrodo de terra existente. A resistência da terra é calculada usando a lei de Ohm:

Onde R é a resistência da terra, V é a tensão medida, e I é a corrente injetada.

Este método é simples e preciso, mas exige a desconexão de todas as conexões ao eletrodo de terra antes do teste.

Método de Pinça

Este método também é conhecido como teste de frequência induzida ou método sem estaca. Não requer eletrodos de teste ou desconexão de quaisquer conexões ao eletrodo de terra. Usa duas pinças que são colocadas em torno do eletrodo de terra existente. Uma pinça induz uma tensão ao eletrodo e outra pinça mede a corrente que flui através dele. A resistência da terra é calculada usando a lei de Ohm:

Onde R é a resistência da terra, V é a tensão induzida, e I é a corrente medida.

Este método é conveniente e rápido, mas requer uma rede de terra paralela com múltiplos eletrodos.

Método de Haste Afixada

Este método usa um eletrodo de teste (eletrodo de corrente) e um tester de resistência de terra. O eletrodo de corrente é anexado ao eletrodo de terra existente com um fio. O tester injeta uma corrente conhecida através do fio e mede a tensão entre o fio e o eletrodo de terra existente. A resistência da terra é calculada usando a lei de Ohm:

Onde R é a resistência da terra, V é a tensão medida, e I é a corrente injetada.

Este método não exige desconexão de quaisquer conexões ao eletrodo de terra, mas exige bom contato entre o fio e o eletrodo de corrente.

Método Estrela-Triângulo

Este método usa três eletrodos de teste (eletrodos de corrente) dispostos em um triângulo equilátero ao redor do eletrodo de terra existente. Um tester de resistência de terra injeta uma corrente conhecida através de cada par de eletrodos de teste por vez e mede a tensão entre cada par de eletrodos de teste por vez. A resistência da terra é calculada usando as leis de Kirchhoff:

Onde R é a resistência da terra, V_AB, V_BC, V_CA são as tensões medidas entre cada par de eletrodos de teste, e I é a corrente injetada.

Este método não exige desconexão de quaisquer conexões ao eletrodo de terra, mas exige mais eletrodos de teste do que outros métodos.

Método de Terra Morta

Este método usa dois eletrodos de teste (eletrodos de corrente) conectados em série com um tester de resistência de terra. Um eletrodo de teste é inserido perto do eletrodo de terra existente, e outro eletrodo de teste é inserido longe dele. O tester injeta uma corrente conhecida através de ambos os eletrodos de teste no solo e mede a tensão entre eles. A resistência da terra é calculada usando a lei de Ohm:

Onde R é a resistência da terra, V é a tensão medida, e I é a corrente injetada.

Este método não exige desconexão de quaisquer conexões ao eletrodo de terra existente, mas exige um fio muito longo entre ambos os eletrodos de teste.

Método de Inclinação

Este método usa um eletrodo de teste (eletrodo de potencial) e um tester de resistência de terra. O eletrodo de potencial é movido ao longo de uma linha reta, afastando-se do eletrodo de terra existente, em intervalos regulares. O tester injeta uma corrente conhecida através do eletrodo de terra existente no solo e mede a tensão entre ele e o eletrodo de potencial em cada intervalo. Um gráfico de tensão versus distância é traçado e extrapolado para encontrar o intercepto no eixo de tensão. A resistência da terra é calculada usando a lei de Ohm: