Como fazer o aterramento para caldeira a gás: requisitos do eletrodo de aterramento e instruções de instalação

A instalação de uma caldeira a gás ajudará a resolver a questão do aquecimento, água quente e otimização do microclima interno da residência de acordo com sua preferência. Mas, para evitar avarias e neutralizar o risco de ignição do gás, a instalação e a operação adicional de um aparelho elétrico tão potente devem ser realizadas em conformidade com todas as regras. Você concorda?

Explicaremos como fazer o aterramento para caldeira a gás de acordo com as normas de construção e recomendações da PUE. No artigo que propomos, a tecnologia de instalação é detalhadamente analisada. Nossas dicas sobre a escolha de material e a realização de cálculos prévios permitirão aterrar o equipamento de forma impecável.

Por que é necessário aterrar a caldeira a gás?

Um elemento obrigatório de qualquer caldeira a gás é o invólucro metálico, em cuja superfície se formam cargas estáticas quando o aparelho é conectado à rede.

E se não se preocupar com os 'caminhos de fuga' para a eletricidade, em um momento desfavorável toda a parte eletrônica do aparelho ou seus elementos individuais podem falhar. Por exemplo, a placa ou o sistema de controle.

Para evitar que isso aconteça, a caldeira é 'protegida' com aterramento – um condutor que conecta o aparelho elétrico ao eletrodo de aterramento, e este último diretamente ao solo. O solo tem a propriedade de 'absorver' a corrente elétrica, portanto seu ambiente será uma garantia de segurança contra falhas do equipamento em caso de flutuações de tensão ou curtos-circuitos na rede.

Qualquer que seja o tipo de caldeira que você escolher – a gás, de combustível sólido, elétrica – a instalação correta do equipamento é impossível sem a organização de um circuito de aterramento

O aterramento é necessário para:

• Reduzir o risco de explosão do aparelho – a eletricidade estática frequentemente causa a autoignição de dispositivos que funcionam a gás, e ainda sob pressão.
• Excluir a probabilidade de ferimentos – o corpo metálico às vezes 'vaza' corrente, e ao tocar, uma pessoa pode sentir um choque elétrico desde um leve formigamento até uma descarga poderosa com possível resultado fatal.
• Prevenir a quebra da automação – as placas das caldeiras a gás são sensíveis a flutuações de tensão, e sua substituição custará pelo menos um terço do valor do próprio equipamento.

Além disso, uma caldeira operando sem aterramento levantará muitas questões por parte dos inspetores do serviço de gás, o que pode resultar em multas significativas e desligamento compulsório do aparelho. Portanto, vale a pena instalar um circuito de aterramento em qualquer caso, pois não se trata apenas de aspectos econômicos, mas também da sua segurança.

Detalhes da configuração do circuito

O sistema de aterramento pode ser natural ou artificial. O primeiro tipo inclui estruturas de metal ou concreto armado que estão em contato direto com o solo. Pode ser a fundação do edifício, tubulações ou outras comunicações subterrâneas.

Mas para a caldeira a gás, o aterramento natural exige pelo menos dois contatos com partes separadas do corpo, sendo que tubulações de esgoto, aquecimento e gasoduto são excluídos neste caso. Por isso, na instalação, é mais comum utilizar um sistema artificial, cuja organização vamos analisar.

Que material escolher para os eletrodos de aterramento?

Para o aterramento artificial, os condutores-eletrodos são hastes ou tubos que são conectados entre si por tiras metálicas. Eles são instalados verticalmente na profundidade do solo para garantir o funcionamento do sistema mesmo durante o inverno, quando a camada superficial do solo congela.

Uma condição importante – os elementos metálicos não devem ser protegidos contra corrosão por material isolante.

A vida útil do circuito de aterramento depende muito da presença de proteção anticorrosiva em seus eletrodos – os elementos cobreados e de aço inoxidável durarão mais tempo.

No mercado, também é possível encontrar kits prontos para o sistema de aterramento, que consistem em hastes de aço (geralmente com revestimento de cobre) e pontas afiadas especiais para solo de diferentes densidades.

O kit também inclui um agente anticorrosivo para tratar o sistema antes da instalação e elementos de conexão – conectores de latão, grampos. A principal vantagem dessa solução é que o circuito pode ser montado sem trabalhos de soldagem e longa preparação.

Embora as autoridades reguladoras defendam os kits prontos para aterramento, é possível fabricar a estrutura por conta própria – isso não será uma violação e custará muito mais barato.

Para montar um sistema com materiais improvisados, é importante considerar alguns detalhes importantes:

• As estruturas metálicas destinadas à instalação no solo podem ser feitas de tubo perfilado, viga I, canal U, cantoneira.
• O metal do eletrodo de aterramento deve ser protegido contra deterioração por galvanização, cobreamento ou, em último caso, com pasta anticorrosiva.
• A área da seção transversal do fio que conecta a fase neutra do quadro ao circuito de aterramento depende do tipo de metal do qual é feito. Para cobre, o valor ideal é 1 cm², para aço – 7,5 cm², e para alumínio – 16 cm².
• A resistência do aterramento para solo arenoso não deve exceder 50 ohms, para solo argiloso – no máximo 10 ohms.
• Os materiais para os eletrodos devem ser escolhidos também levando em consideração a resistência do circuito. A opção ideal são tubos de duas polegadas ou cantoneiras com comprimento mínimo de 2 m e área de seção transversal mínima de 5 cm².
• A barra de aterramento é feita de tira de cobre ou aço (o uso de alumínio é proibido neste caso).

O cumprimento desses requisitos e a correta instalação do circuito de aterramento ajudarão a evitar reclamações dos inspetores do serviço de gás, independentemente de você ter usado um sistema modular pronto ou montado manualmente.

Cálculo dos parâmetros do circuito

Na lista de requisitos para a instalação do aterramento, existem vários indicadores cujo método de obtenção pode ser incompreensível para um iniciante em eletricidade – por exemplo, quantos eletrodos serão necessários para o correto funcionamento do sistema ou como medir a resistência do circuito. Vamos tentar esclarecer os princípios básicos para determinar esses parâmetros.

É possível determinar a resistividade do solo, de dispositivos de aterramento de qualquer configuração e até mesmo a existência de conexão entre os eletrodos, com o uso de um medidor especial.

O aterramento é realizado após a instalação da caldeira a gás em uma casa de campo. Os parâmetros físicos do circuito de aterramento são determinados principalmente por tentativa e erro. Esse método prático é adequado para quem tem medo de se atolar em cálculos teóricos complexos.

O algoritmo de execução dos trabalhos é o seguinte:

• Tomemos como base um circuito em forma de triângulo isósceles composto por três hastes metálicas de 3 metros de comprimento.
• Conectamos os condutores.
• Pegamos um ohmímetro (instrumento para medir resistência) e medimos os valores do circuito. O valor ideal é considerado 4 Ohm.
• Se o resultado obtido exceder significativamente o valor ideal, adicionamos outro elemento ao circuito e verificamos novamente a resistência. Continuamos até obter o valor ideal ou, pelo menos, o valor máximo permitido para o circuito da caldeira, que é de 10 Ohm.

Mas também é possível determinar a quantidade necessária de eletrodos utilizando fórmulas, escolhendo as opções adequadas para o seu caso.

Com esta fórmula, é possível determinar a resistência de um único eletrodo, se no terreno onde a casa está localizada, o solo for homogêneo e não estiver disposto em camadas.

Na fórmula, é necessário inserir o valor médio da resistividade, dependendo do tipo de solo onde o eletrodo de aterramento estará localizado:

• areia úmida – 500 Ohm*m;
• franco-arenoso duro – 300 Ohm*m;
• mistura de argila e areia – 150 Ohm*m;
• argila siltosa – 100 Ohm*m;
• argila semidura e chernozem – 60 Ohm*m;
• solo de jardim – 40 Ohm*m;
• argila siltosa plástica rígida – 30 Ohm*m;
• turfa – 25 Ohm*m;
• argila plástica e solo salino – 20 Ohm*m.

Os menos adequados para a instalação do circuito de aterramento são a pedra e o solo rochoso. Nesse caso, será necessário construir um aterro artificial.

Para solo heterogêneo, calcular as resistências para um eletrodo será mais difícil, mas também é possível fazer isso, inserindo seus próprios dados na fórmula indicada

O valor do coeficiente climático sazonal da resistência do solo depende da região onde sua casa está localizada. Convencionalmente, eles são divididos em 4 grupos.

A correção para características climáticas é especialmente importante para regiões com invernos frios, pois em solo congelado a eficiência do aterramento é significativamente reduzida

Também existem algoritmos mais complexos para determinação precisa dos parâmetros dos eletrodos e até programas especiais para seus cálculos. Mas para o correto funcionamento da caldeira a gás, será suficiente seguir as recomendações gerais para a instalação de um circuito de aterramento padrão.

O uso de hastes de aço revestido de cobre permite construir sistemas em solos com quaisquer propriedades físico-mecânicas:

Instalação do sistema de aterramento para a caldeira

Para a instalação do circuito, será necessário reservar um espaço livre que esteja a uma distância não inferior a um, mas não superior a 5 metros da fundação da casa.

Esta área não pode ser usada posteriormente para construir diversas extensões, trabalhos de plantio, e também é inseguro para uma pessoa permanecer nela, pois em caso de ativação pode ser fatal. Portanto, vale a pena cercar o circuito com um meio-fio e embelezar o local com alguma composição de pedra ou decorar com uma escultura de jardim.

Projeto e trabalhos preparatórios

Para realizar o aterramento da caldeira a gás, primeiro desenha-se um esboço do futuro circuito na área designada. Na maioria das vezes, utiliza-se um esquema que prevê a colocação das hastes de aterramento nos lados de um triângulo isósceles.

Mas o circuito também pode ter forma de linha, quadrado ou polígono – tudo depende da quantidade calculada de eletrodos e da localização do próprio edifício.

Embora tradicionalmente na instalação do contorno seja escolhido um triângulo isósceles com lados de 0,5-2,5 m, na falta de espaço livre perto da casa, o sistema pode ser linear.

Para a montagem de uma estrutura caseira, serão necessárias as seguintes ferramentas:

• máquina de solda para conectar os elementos metálicos do sistema;
• esmerilhadeira para cortar e afiar tubos ou barras;
• martelo perfurador ou furadeira para passar o cabo de aterramento para dentro da casa.

Além disso, é necessário preparar ferramentas para escavação. O conjunto mínimo, que certamente estará disponível nos utensílios dos proprietários de uma casa particular, é uma pá de ponta e uma marreta pesada. Mas se o terreno for duro, é melhor usar uma perfuratriz de solo ou uma motoperfuratriz, que facilitarão significativamente a etapa de trabalho em profundidade.

Instalação e conexão do circuito

Agora, vamos ver passo a passo como fazer um contorno triangular para o aterramento de uma caldeira a gás. Primeiro, é necessário cavar trincheiras ao longo das linhas do layout previamente desenhado. A largura ideal de cada vala é de 35-40 cm, profundidade de 50-70 cm. Do vértice do triângulo mais próximo da casa, é feita uma trincheira reta até a fundação.

O esquema triangular é simples e confiável, pois mesmo que a ponte metálica entre as hastes seja danificada, ele continuará funcionando do outro lado.

Com a ajuda de uma marreta ou perfuratriz, os eletrodos – condutores de aço feitos de tubos ou cantoneiras – são cravados verticalmente nos vértices do triângulo. Para facilitar esse processo, pode-se afiar previamente com uma esmerilhadeira a borda inferior de cada segmento.

Eles devem ser instalados a uma profundidade tal que a distância do fundo da trincheira até a borda superior do condutor esteja entre 15-20 cm (ou seja, posteriormente toda a estrutura ficará coberta por uma camada de solo de 30-55 cm).

Em seguida, os eletrodos precisam ser conectados entre si. Coloque ao longo das trincheiras cavadas nos lados do triângulo um condutor de aço com seção transversal de 4,8-5 cm² ou uma tira com largura de 4 cm e espessura de pelo menos 4 mm.

Todo o procedimento de instalação do contorno de aterramento inclui uma série de etapas padrão:

Os kits prontos para aterramento podem ser conectados com os parafusos fornecidos no conjunto. Já para estruturas caseiras, a melhor solução é a soldagem por pontos.

Diagrama ilustrativo do circuito de aterramento para caldeira a gás, construído com tiras de aço e três eletrodos

Em seguida, deve-se soldar uma tira metálica horizontal ao condutor de aço, que será levada pela trincheira até o local planejado para a entrada do aterramento no edifício. Ela se eleva cerca de 50 cm acima do nível da calçada (também pode ser usado um pino de aço).

Agora é necessário levar o aterramento para dentro da casa. Para isso, faz-se um furo na parede com um martelo perfurador, por onde passa o fio de cobre. Um parafuso M8 é soldado à tira. O fio de cobre é fixado com uma extremidade no terminal da barra de aterramento e a outra na placa metálica do rodapé.

Diagrama de conexão através de fio tripolar ao circuito e ao poste da rede elétrica (para realizar essa ligação, é obrigatório obter autorização das redes de energia locais)

Em seguida, a caldeira a gás é conectada ao quadro de distribuição através de um disjuntor individual, usando um fio tripolar. Recomenda-se também instalar um estabilizador de tensão.

Como verificar o funcionamento e obter o certificado de aterramento?

Com um instrumento de medição, verifique a resistência de dispersão de corrente do circuito. Se o resultado da medição da resistência de aterramento não ultrapassar o valor máximo permitido de 10 ohms, pode-se enterrar as trincheiras.

Se forem encontrados desvios, adicione a quantidade necessária de eletrodos e certifique-se de que a resistência está normal. O aterramento está pronto; pode-se enterrar o circuito e chamar a inspeção.

Para enterrar as trincheiras com os eletrodos de aterramento, use apenas solo homogêneo, sem mistura de pedras ou entulho de construção, e proteja o ponto de entrada do sistema na casa das intempéries com uma caixa de PVC.

Aliás, existe outra maneira de verificar o funcionamento do sistema. Para isso, será necessária uma lâmpada simples de 100 W (ou mais), que é rosqueada em um soquete com extensão. Em seguida, uma extremidade da extensão é conectada a uma das tiras horizontais de aço instaladas nos lados do triângulo de aterramento, e a outra à fase de 220 volts.

Compare o resultado:

• A lâmpada brilha intensamente, como se estivesse conectada a uma tomada – o circuito está funcionando.
• A lâmpada acende, mas a luz está fraca ou piscando – solde novamente as juntas da estrutura.
• A lâmpada não acende – é necessário verificar a integridade de todo o esquema, desde a qualidade da soldagem até a conexão ao quadro.

Os representantes dos órgãos de fiscalização geralmente seguem, ao verificar a prontidão do equipamento para operação, as recomendações do PUE, indicadas nos itens 1.7-1.8. Eles determinam a resistência do solo e do circuito de aterramento, a correta conexão ao quadro da caldeira a gás e outros parâmetros.

Sem o certificado e o protocolo de inspeção do serviço de gás, podem recusar a conexão da sua casa à rede de gás.

Se todos os indicadores estiverem normais, é emitido um certificado de aterramento. Ele consiste em um conjunto de documentação técnica, incluindo um relatório dos testes realizados com a lista dos instrumentos de medição utilizados, o certificado de registro do laboratório, o protocolo de verificação do circuito entre o circuito de aterramento e a caldeira, e uma lista de defeitos.

O próximo artigo, que recomendamos ler, irá familiarizá-lo com as particularidades do aterramento da banheira em um apartamento de edifício de vários andares.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

E, por último, oferecemos uma seleção de vídeos onde você pode obter uma representação visual de como aterrar com segurança uma caldeira a gás em uma casa particular.

Neste vídeo, é possível ver a construção de um circuito de aterramento com 4 hastes com o objetivo de atingir resistência de até 7 ohms:

Outra opção para a instalação do circuito da caldeira a gás para uma casa particular, conectada a partir do poste:

O sistema de aterramento é uma etapa importante que não deve ser negligenciada na instalação de uma caldeira a gás. E se você não tem certeza de que pode instalar e conectar corretamente o circuito ao quadro elétrico, é melhor não arriscar e recorrer a profissionais, porque o que está em jogo não é apenas a integridade do equipamento caro, mas o mais importante – a sua segurança e até mesmo a sua vida.

Conte-nos como você construiu o sistema de aterramento no seu terreno de campo. É possível que você tenha informações que serão úteis para futuros instaladores autônomos de sistemas de aterramento. Por favor, escreva comentários, publique fotos sobre o assunto e faça perguntas no bloco abaixo.