1.1 “Padrão Ouro” das malhas de aterramento
O cobre puro (eletrolítico) é considerado o padrão ouro para malhas de aterramento críticas devido a um conjunto de propriedades físicas e químicas que garantem que o sistema não apenas funcione em condições normais, mas sobreviva a eventos extremos.
Abaixo podemos elencar, os 5 principais motivos que deram essa fama ao cobre puro:
A. Condutividade Elétrica Insuperável (99,9% IACS)
O cobre eletrolítico possui a maior condutividade entre os metais comerciais. Isso é vital porque:
Baixa Impedância: Em descargas atmosféricas (raios), a corrente possui alta frequência. O cobre minimiza a oposição a essa corrente, permitindo que ela se espalhe rapidamente pelo solo sem causar elevações perigosas de potencial (GPR - Ground Potential Rise).
Eficiência de Escoamento: Quanto maior a condutividade, menor a "resistência de contato" e a resistência ôhmica do condutor, facilitando o caminho para a terra.
B. Estabilidade Térmica Elevada
Durante uma falta de curto-circuito, o condutor pode ser submetido a temperaturas altíssimas em frações de segundo.
Resistência à Fusão: O cobre tem um ponto de fusão elevado e uma capacidade térmica que permite suportar densidades de corrente imensas sem derreter ou se degradar, ao contrário de ligas de cobre ou alumínio que podem falhar prematuramente.
Dissipação de Calor: Ele dissipa o calor gerado pelo efeito Joule muito mais rápido que o aço ou o alumínio, protegendo a integridade física da malha.
C. Excepcional Resistência à Corrosão
Como as malhas de aterramento são enterradas e devem durar décadas (30 a 50 anos), a durabilidade química é crucial.
Potencial Eletroquímico: O cobre é um metal nobre e estável no solo. Ele não sofre corrosão galvânica severa como o aço ou o alumínio (que precisaria de camadas de proteção que podem romper).
Manutenção da Seção Transversal: Ao não corroer, o cabo mantém sua espessura original ao longo dos anos, garantindo que a capacidade de condução projetada no primeiro dia continue a mesma após 30 anos.
D. Alta Ductilidade e Maleabilidade
Estas propriedades mecânicas facilitam a instalação e garantem a segurança pós-instalação:
Conexões por Compressão: O cobre puro deforma-se plasticamente sem trincar. Isso permite que conectores de compressão "moldem-se" perfeitamente aos fios, criando uma conexão quase molecular (fria) que impede a entrada de umidade e oxigênio.
Resiliência a Esforços: Em caso de acomodação do solo ou vibrações, o cobre dobra-se sem quebrar, mantendo a continuidade elétrica da malha.
E. Compatibilidade com Conexões Exotérmicas
A solda em seu conceito primordial, foi desenvolvida para proporcionar a fusão molecular junto do cobre puro do condutor, resultando em juntas que são, uma continuação do próprio condutor. Soldas Exotérmicas utilizadas com outros materiais que não sejam o cobre puro, devido à alta concentração de calor pode ter efeito contrário e inclusive prejudicar a conexão. O projetista deve manter-se atento a este detalhe para evitar possíveis danos na malha
Em resumo, o cobre puro é escolhido para sistemas críticos porque é o único material que combina performance elétrica máxima com longevidade extrema no subsolo. Entretanto, a eficiência deste sistema não reside apenas na robustez dos condutores ou na baixa resistividade do solo; ela depende, de forma vital, da integridade das conexões.
“Um projeto de aterramento é tão seguro quanto o seu ponto de conexão mais fraco”.
A integridade das conexões deve ser analisada sob três perspectivas fundamentais:
Continuidade Elétrica: A conexão não pode se tornar um "gargalo" ou um ponto de alta resistência. Se a interface entre dois condutores apresentar uma condutividade inferior à do próprio cabo, ela criará uma queda de potencial localizada e aquecimento por efeito Joule.
Estabilidade Mecânica: Durante uma descarga atmosférica, as forças eletrodinâmicas e a rápida expansão térmica podem exercer pressões violentas sobre os conectores. Uma conexão íntegra deve resistir a esses esforços sem sofrer deformações, trincas ou afrouxamentos que interrompam o caminho do escoamento.
Resistência Química (Corrosão): Como as malhas estão enterradas, as conexões estão expostas à umidade e agentes químicos do solo. A integridade depende de materiais que evitem a corrosão galvânica e mantenham a área de contato limpa e condutiva ao longo de décadas.
E agora, eu só posso utilizar cabos de cobre puro?
Embora o cobre puro eletrolítico seja o padrão de referência para máxima performance, o mercado oferece materiais alternativos que podem ser aplicados em cenários específicos. Contudo, a escolha de uma opção diferente do cobre puro exige que o projetista esteja plenamente ciente das diferenças técnicas e dos riscos envolvidos. Para melhor compreensão, abaixo vamos discutir brevemente as características básicas dos materiais normalmente utilizados em malhas de aterramento.
Tipos de Cabos em uma Malha de Aterramento
(Cobre Eletrolítico × Aço Cobreado × Alumínio Cobreado × Aço)
A performance de uma malha de aterramento depende diretamente do material do cabo, sua condutividade, capacidade térmica, comportamento em descargas atmosféricas, durabilidade e resistência mecânica.
A seguir, tabela comparativa contendo os principais pontos:
