Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Considerações preliminares, conceitos básicos, aplicações típicas, aterramento de sistema e sistema de aterramento, influência do aterramento no desempenho dos sistemas elétricos. Técnicas de medição em sistemas de aterramento: resistividade do solo, dependência da frequência dos parâmetros elétricos, resistência de aterramento e impedância impulsiva de aterramento. Instrumentação para medições de aterramento. Modelagem eletromagnética de aterramentos elétricos para fenômenos de baixa e alta frequências. Conceitos básicos de segurança pessoal. Filosofias de aterramento e projeto de sistemas de aterramento. Aplicações.

JUSTIFICATIVA

O aterramento Elétrico desempenha várias funções, podendo ser útil desde a uma proteção contra choques elétricos ou escoar correntes provenientes de desequilíbrios de tensão. Conhecer as variáveis envolvidas com a temática e as técnicas de projetos, é bastante útil para qualquer engenheiro eletricista, uma vez que é totalmente aplicado a diversas área da engenharia elétrica.

OBJETIVO

PROGRAMA

1. Introdução Geral

   1. Definições básicas segundo a norma ABNT NBR 15749;

   2. Conceitos básicos (VISACRO FILHO, S.);

   3. Aplicações típicas associados aos aterramentos elétricos (Objetivos);

   4. Aterramento de sistema e sistema de aterramento;

   5. Considerações sobre a influência do aterramento no desempenho de sistemas elétricos;

2. Condição de Baixa Frequência: Conceito de Resistividade Elétrica

   1. Introdução (VISACRO FILHO, S.);

   2. Resistividade elétrica do solo;

   3. Fatores que determinam e influenciam a resistividade elétrica do solo;

   4. Resistividade características de nosso meio;

   5. Medição de resistividade elétrica do solo:

      1. Diversos métodos conforme a norma ABNT NBR 7117;

      2. Arranjo de Wenner;

      3. Arranjo Schlumberger – Palmer;

3. Condição de Baixa Frequência: Estratificação ou Modelagem do Solo (ABNT NBR 7117 / KINDERMANN, G.; CAMPAGNOLO, J. M.)

   1. Modelagem matemática do solo para duas camadas:

      1. Modelagem convencional;

      2. Método semiesférico;

   2. Métodos Gráficos:

      1. Método Simplificado;

      2. Método de Curva Padrão e Auxiliar (Yokogawa);

      3. Método de Pirson;

   3. Métodos computacionais;

4. Condição de Baixa Frequência: Resistividade Aparente do Solo (KINDERMANN, G.; CAMPAGNOLO, J. M.)

   1. Introdução;

   2. Haste em solo de várias camadas;

   3. Redução de camadas;

   4. Coeficiente de penetração;

   5. Coeficiente de divergência;

   6. Resistividade aparente do solo reduzido em duas camadas.

5. Condição de Baixa Frequência: Resistência de Aterramento (ABNT NBR 15749 / VISACRO FILHO, S.)

   1. Introdução;

   2. Conceito e Quantificação da Resistência de Aterramento;

   3. Natureza da resistência de um aterramento;

   4. Determinação da Resistência de Aterramento;

   5. Medição de Resistência de Aterramento:

      1. Método da queda de potencial;

      2. Método da queda de potencial com injeção de alta corrente;

      3. Medições em instalações energizadas.

6. Fundamentos sobre choques elétricos e tensões perigosas (KINDERMANN, G.; CAMPAGNOLO, J. M.)

   1. Introdução;

   2. Funcionamento mecânico do coração;

   3. Funcionamento elétrico do coração;

   4. Fibrilação ventricular do coração pelo choque elétrico;

   5. Cálculo das tensões permissíveis: (ABNT NBR 15751)

      1. Corrente de choque de longa duração;

      2. Corrente de choque de curta duração;

      3. Tensão de passo;

      4. Tensão de toque;

   6. Medição de potenciais na superfície do solo: (ABNT NBR 15749)

7. Dimensionamento de Sistemas de Aterramento (ABNT NBR 16527)

   1. Fluxograma com a metodologia a ser aplicada;

   2. Dimensionamento de sistemas de aterramentos (AS) com eletrodo vertical (Haste);

   3. Alternativas para redução do valor da resistência de aterramento:

      1. Dimensionamento (SA) compostos por hastes interligadas em paralelo;

      2. Dimensionamento (SA) utilizando-se tratamento do solo;

      3. Dimensionamento (SA) utilizando hastes profundas;

   4. Dimensionamento (SA) compostos por condutores horizontais;

   5. Dimensionamento (SA) compostos por hastes em linha interligadas por condutores horizontal;

   6. Dimensionamento (SA) compostos por hastes verticais dispostas em quadrado vazio;

   7. Dimensionamento (SA) compostos por hastes verticais dispostas em quadrado cheio;

   8. Aterramento do tipo Estrutural (Ver vídeos ilustrativos)

8. Dimensionamento de malha de aterramento para subestações (ABNT NBR 15751)

   1. Dimensionamento dos condutores do (SA);

   2. Fluxograma com a metodologia a ser aplicada;

   3. Cálculo das Tensões de Toque e Passo máximas admissíveis;

   4. Cálculo do potencial de malha;

   5. Cálculo do valor da resistência de aterramento da malha;

   6. Verificação de pontos críticos: Aterramento de cercas;

   7. Determinação da corrente de malha pelo método aproximado conforme ABNT NBR 8449.

9. Aterramento do Sistema (Esquemas de Aterramento em baixa tensão) (ABNT NBR 5410)

   1. Introdução;

   2. Esquemas de aterramento de alimentação de energia e sua importância na proteção conta choques elétricos;

   3. Diferentes modos de configuração dos esquemas de aterramento de segurança em baixa tensão;

   4. Aterramento de referência de sinal ou terra de sinal;

   5. Conceito de Equalização dos Potenciais;

   6. Filosofias de Aterramento (VISACRO FILHO, S.):

      1. Aterramento isolado;

      2. Aterramento por ponto único;

      3. Aterramento com equipotencialização.

10. Condição de Alta Frequência: Comportamento do Sistemas de Aterramentos na Presença de Surtos de Tensão (KINDERMANN, G.; CAMPAGNOLO, J. M.)

    1. Introdução;

    2. Campo elétrico gerado no solo pelo surto de corrente em uma haste;

    3. Gradiente de ionização do solo;

    4. Zona de ionização do solo;

    5. Sistemas de aterramento de um SPDA.

METODOLOGIA

Para a presente componente curricular, a ser ministrada em formato remoto, no âmbito do período 2020/1, serão adotadas aulas em duas modalidades distintas de comunicação: síncrona (todos os alunos simultaneamente conectados à internet sob a regência do professor) e assíncrona (contemplando atividades remotas off-line). Essas modalidades estão previstas e concordantes com a Resolução nº 25/2020 do Conselho de Graduação. Para tal efeito, serão consideradas as seguintes mídias e conteúdos:

• Modalidade síncrona (on-line): Compreende como sendo aulas expositivas, podendo haver participação dos alunos, através da plataforma Microsoft Teams**. O acesso é concedido pelo seguinte endereço: https://teams.microsoft.com/l/team/19%3aec02c21d5deb49c9aadb1af4e89c557c%40thread.tacv2/conversations?groupId=47f09e37-23ff-4315-9d66-49b40ca80889&tenantId=cd5e6d23-cb99-4189-88ab-1a9021a0c451

• Modalidade assíncrona (off-line): Compreende como sendo atividades diversas, tais como: videoaulas (as aulas expositivas, ofertadas na modalidade síncronas, serão gravadas e disponibilizadas no Grupo criado para a disciplina no Microsoft Teams**), apostilas, Slides de apresentações, simulações computacionais, listas de exercícios, exercícios resolvidos. O acesso é concedido pelos seguintes endereços:

• Grupo da Disciplina no Microsoft Teams**: Mesmo endereço para assistir as aulas síncronas

• Sistema Moodle**: https://www.moodle.ufu.br/course/view.php?id=5719

A carga horária total do curso é de 72 horas-aula, que serão divididas da seguinte forma:

• Modalidade síncrona (on-line): Serão ministradas 2 horas-aulas semanais todas às segundas-feiras das 08h50 às 10h30 e uma terça-feira dos meses de março, abril e maio de 2021, das 08h50 às 10h30 (totalizando 36 horas-aulas);

• Modalidade assíncrona (off-line): Serão atribuídas 36 horas-aulas ao longo do semestre, compreendendo entre diversas atividades descritas anteriormente como sendo assíncronas.

O atendimento ao aluno será realizado de forma remota, seja durante as aulas na modalidade síncrona, através do chat da Plataforma Moodle, ou através do e-mail: paulohenrique.rezende@ufu.br;

**Caso a plataforma fique indisponível por algum motivo externo, será proposto uma nova ferramenta que atenda às necessidades dos discentes e docentes.

AVALIAÇÃO

A metodologia de avaliação do curso, será baseada nos seguintes itens:

Trabalho em dupla (100,0 Pontos): Atividades assíncronas

• 1º Trabalho (20,0 Pontos) - Data de entrega: 27/03/2021 até às 23h59;

• 2ª Trabalho (20,0 Pontos) – Data de entrega: 24/04/2021 até às 23h59;

• 3ª Trabalho (20,0 Pontos) – Data de entrega: 22/05/2021 até às 23h59;

• 4ª Trabalho (40,0 Pontos) – Data de entrega: 16/06/2021 até às 23h59;

Todas as atividades deverão ser postadas, em um único arquivo .pdf ou outro específico, na plataforma Moodle da referida disciplina.

BIBLIOGRAFIA

Básica

[1] KINDERMANN, G.; CAMPAGNOLO, J. M. Aterramento elétrico. 5ª ed. Florianópolis: LabPlan, 2002

[2] VISACRO FILHO, S. Aterramentos Elétricos: Conceitos Básicos, Técnica, Medição e Instrumentação, Filosofias de Aterramento. 2ª ed.São Paulo, Artliber, 2002.

[3] TELLÓ, M. Aterramento Elétrico Impulsos em Baixa e Alta Frequências com Apresentação de Casos. 1ª ed. Porto Alegre, EdiPUCRS, 2007.

[4] MARTINS, L. Curso de Aterramentos Elétricos. CD multimídia, FEELT.

[5] GOMES, G. Curso ABNT: Sistemas de aterramento - Projeto, construção, medições e manutenção. Apostila impressa, ABNT.

Complementar

[1] MAMEDE FILHO, J. Proteção de Equipamentos Eletrônicos Sensíveis: Aterramento. São Paulo: Érica, 2012.

[2] GOMES, D. S. F.; MACEDO, F. F.; GUILLIOD, S. M. Aterramento e Proteção Contra Sobretensões em Sistemas Aéreos de Distribuição. Rio de Janeiro: ELETROBRAS, Diretoria de Gestão Empresarial. Niterói: EDUFF, 1990.

[3] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7117: Medição da resistividade e determinação da estratificação do solo. Rio de Janeiro. 2012.

[4] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15749: Medição de resistência de aterramento e de potenciais na superfície do solo em sistemas de aterramento. Rio de Janeiro. 2009.

[5] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15751: Sistemas de aterramento de subestações - Requisitos. Rio de Janeiro. 2013.

[6] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16527: Aterramentos para sistemas de distribuição. Rio de Janeiro. 2016.

[7] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro. 2004.

[8] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419-1: Proteção contra descargas atmosféricas Parte 1: Princípios gerais. Rio de Janeiro. 2015.

[9] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419-2: Proteção contra descargas atmosféricas Parte 2: Gerenciamento de risco. Rio de Janeiro. 2015.

[10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419-3: Proteção contra descargas atmosféricas Parte 3: Danos físicos a estrutura e perigos à vida. Rio de Janeiro. 2015.

[11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419-4: Proteção contra descargas atmosféricas Parte 4: Sistemas elétricos e eletrônicos internos na estrutura. Rio de Janeiro. 2015.

[12] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16254-1: Materiais para sistemas de aterramento Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro. 2014.

[13] IEEE POWER AND ENERGY SOCIETY. IEEE Std 80: IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding. New York, USA. 2013;

[14] IEEE POWER AND ENERGY SOCIETY. IEEE Std 81: IEEE Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials of a Grounding System. New York, USA. 2012;

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Paulo Henrique Oliveira Rezende, Professor(a) do Magistério Superior, em 10/02/2021, às 18:57, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 2560406 e o código CRC 7E83729C.

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