O estudo geoelétrico do subsolo permite definir a melhor configuração do sistema de ligação à terra a projetar. A medição da resistividade do solo permite determinar a disposição, profundidade, número e tipo de elementos necessários de acordo com os requisitos de segurança e funcionais.
A resistividade do solo é a propriedade que define a oposição deste à passagem de eletricidade, também conhecida como a resistência específica do solo. O subsolo é normalmente estratificado em camadas com resistividades desconhecidas, que condicionam o valor de resistência de um sistema de ligação à terra. O objetivo dos estudos geoelétricos é a caracterização elétrica do subsolo, determinando o número de camadas, a sua espessura e a resistividade de cada uma.
A medição da resistividade permite estimar a resistência da terra de uma estrutura ou sistema e dos gradientes de potencial, incluindo as tensões de passo e de contacto. Também ajuda no cálculo do acoplamento indutivo entre circuitos de potencia e de comunicação próximos, bem como no desenho de sistemas de proteção catódica.
A resistividade do solo determina os parâmetros do projeto do sistema de rede de terras, tais como a profundidade ideal de enterramento; os materiais apropriados de acordo com a taxa de corrosão do terreno; o número, tipo e disposição adequada dos elétrodos necessários. Desta forma, obtém-se o valor de resistência desejado e maior segurança do sistema.
Com as características elétricas do solo, é possível conceber um sistema de ligação à terra mais eficiente, mais rápido de implementar, com menores custos de conceção, contacto controlado e tensões de fluxo em toda a superfície, maior segurança para as pessoas na instalação, e com uma vida útil otimizada.
Porque é que a resistividade do terreno é crucial num projeto de rede de terra
Os terrenos não são homogéneos, pelo que ocorrem variações na resistividade. Os principais fatores para estas variações são o tipo de solo, quantidade de humidade, composição química, compactação do material, temperatura, estratificação do solo, mistura de diferentes materiais, concentração e composição química de sais dissolvidos, dimensão das partículas, etc.
Alguns destes aspetos dependem de alterações a longo prazo e podem ser assumidos como constantes no projeto do sistema de rede de terra (tipo de solo, composição química, estratificação e compactação do material). Contudo, outros (teor de humidade, temperatura, concentração e composição química dos sais dissolvidos) são variáveis.
Ao medir a resistividade, os efeitos das diferentes camadas do solo são calculados como média para obter a chamada resistividade aparente. Existem vários métodos de medição da resistividade. Dois dos mais utilizados são apresentados abaixo: a configuração de Wenner e a de Schlumberger¹.
Método de Wenner para medir a resistividade do terreno
O método Wenner, desenvolvido por Frank Wenner do US Bureau of Standards em 1916² é o método mais utilizado para medir a resistividade do solo. Consiste na utilização de quatro piquet’s, separados entre eles a igual distância. Os dois interiores são os elétrodos potenciais, enquanto que os exteriores são os elétrodos de corrente. Medindo a diferença potencial entre os elétrodos internos e dividindo pelos elétrodos de corrente, obtém-se a resistência.
Com a realização de medições distintas, alterando o espaçamento dos elétrodos, conseguem-se diferentes valores que, traçados em função da distância, indicam as diferentes camadas que compõem o terreno em estudo.
Este método permite obter a resistividade do solo para camadas profundas, sem a necessidade de enterrar os elétrodos a essas profundidades. Além disso, os resultados não são afetados pela resistência dos elétrodos auxiliares ou pelos buracos criados ao cravá-los no solo.
A interpretação dos valores de resistência medidos no terreno é mais direta em termos de resistividade aparente, de modo a que a tendência deste parâmetro possa ser facilmente visualizada.
Os instrumentos podem ser menos sensíveis que os necessários para a configuração da Schlumberger, porque quando os elétrodos de corrente são separados também se distanciam os elétrodos de potencial.
Método de Schlumberger
O método Schlumberger é baseado no método Wenner, mas obtém uma sensibilidade superior em testes com distâncias de medição maiores. Nesta configuração, o espaçamento entre os elétrodos potenciais é mantido fixo no centro do sistema, enquanto a distância dos elétrodos de corrente é variada. O espaçamento entre os elétrodos potenciais é pequeno em comparação com os outros piquet’s e assim permanece.
Esta configuração é menos sensível às variações laterais do terreno, uma vez que os elétrodos potenciais permanecem imóveis. No entanto, a medição é mais simples precisamente porque os elétrodos centrais permanecem fixos, exigindo assim menos espaço global para medições.
Serviço profissional de estudos geoelétricos avançados
Os estudos geoelétricos requerem normalmente equipamentos específicos e pessoal com amplo conhecimento na matéria para que a sua realização seja correta. No final, isto complica a sua execução e torna-os mais caros.
Por esta razão, Aplicaciones Tecnológicas S.A. desenvolveu o seu próprio método baseado na simplificação da aplicação de medidas, das comunicações IoT e da aplicação da inteligência artificial. Oferecemos este método a empresas de engenharia e arquitetura com o serviço de estudos geoelétricos avançados. O nosso método proporciona os resultados mais fiáveis e o procedimento mais otimizado possível.
Através de colaboradores de Aplicaciones Tecnológicas (em Espanha) e de uma rede de parceiros (no mercado internacional), a recolha de dados é realizada in situ com o equipamento GEOELECTRIC EARTHING METER.
O sistema GEOELECTRIC EARTHING METER consiste num dispositivo inteligente e fácil de usar com o qual o operador, guiado pela app do sistema, realiza as medições nos pontos previamente determinados no pré-estudo do terreno.
Os valores de leitura e o geoposicionamento para cada ponto são enviados por GSM para o centro de cálculo e desenho, para processamento usando algoritmos heurísticos. A nossa equipa técnica de peritos realiza a representação e interpretação dos dados, bem como a preparação de um relatório final com os resultados otimizados.
As redes de terra são sistemas críticos em qualquer instalação elétrica ou industrial, cuja execução incorreta tem consequências para a segurança de pessoas e bens. Por outro lado, o sistema de ligação à terra é subterrâneo, tornando qualquer adaptação subsequente muito complexa.
A resistividade do solo é um parâmetro fundamental para o dimensionamento de um sistema de ligação à terra adequado. É, portanto, necessário conhecer o seu valor no desenho de um sistema de ligação à terra. Um estudo geoelétrico permite-nos conhecer a resistividade do solo em cada camada do subsolo, a fim de escolher o sistema de ligação à terra mais apropriado. O método de Aplicaciones Tecnológicas S.A., consegue uma instalação mais rápida e eficiente, com custos finais de projeto reduzidos, mas com maior eficácia e vida útil.
Se desejar melhorar os seus projetos de redes de terra com otimização dos custos logísticos, pode solicitar mais informações sobre o serviço de estudos geoelétricos avançados clicando no seguinte link.
Referências
1. Sanz Alzate, J. H. Métodos para la medida de la resistividad del suelo. Sci. Tech. 19, 125–130 (2002).
2. Wenner, F. A method of measuring earth resistivity. Bull. Bur. Stand. 12, 469–478 (1916).
