Resistência Máxima Recomendada para Instalação Elétrica em Edifícios Comerciais

Uma pessoa vem realizar uma inspeção elétrica em seu edifício comercial. O engenheiro informa que o eletrodo de aterramento foi testado em 22 Ohms. Alguém próximo diz que, como o NEC permite 25 Ohms, está tudo bem. Mas o manual do fabricante do equipamento afirma que é necessário um máximo de 5 Ohms, pois ele funciona com eletrônicos sensíveis; portanto, o engenheiro de comissionamento cita uma especificação que é nova para você. Qual valor deve ser seguido? A pergunta é muito comum para quem trabalha na área elétrica comercial, mas a resposta depende da norma contra a qual você está medindo.

Este texto mostra a resposta imediatamente com os números exatos que estão corretos – nenhum número imaginário será usado. Você vai saber exatamente o que o NEC exige, o que o IEEE diz, como funciona a “regra dos 25 Ohms” e o que é considerado seguro.

Se você está procurando uma resposta rápida, não existe um número claro e universalmente aplicável para a resistência máxima de aterramento em todos os edifícios comerciais, pois essa resposta depende de qual norma e qual parte do sistema você está se referindo. O NEC (NFPA 70) não possui uma resistência máxima geral para um edifício, mas sim a combinação de 25 ohms (que na verdade está especificada na 250.53) tem sentido prático quando se fala apenas na haste ou placa de aterramento e é usada apenas para verificar se 1 haste ou placa é suficiente para o eletrodo de aterramento (isto é, se 1 eletrodo tem 25 ohms ou menos, não é necessário usar o segundo). Para sistemas comerciais e industriais grandes, a norma IEEE Std 142 (“Green Book”) especifica que a resistência do eletrodo de aterramento primário à terra deve estar na faixa de 1-5 ohms, e a prática da indústria (recomendações NFPA/IEEE, práticas NETA ATS, normas da indústria de telecomunicações, etc.) visa ter cerca de 5 ohms para edifícios comerciais e até 1 ohm para subestações e usinas geradoras. Para resumir, os requisitos mínimos do NEC não estão relacionados ao desempenho exigido pelo IEEE em termos de faixa de valores de 1-5 ohms para edifícios comerciais, que tem sido comumente aceito como valor alvo na indústria, enquanto qualquer valor acima de 25 ohms é visto como ruim e inaceitável para eletrodos de aterramento comerciais.

Vamos ser precisos, porque é aqui que a desinformação vive. Os números relevantes, com suas fontes:

Norma / Orientação	Valor	A que se Aplica
NEC 250.53 (NFPA 70)	25 ohms	Eletrodo de haste/placa único — se o teste de resistência for 25Ω ou menos, não é necessário um segundo eletrodo
Padrão NEC 250.53	Dois eletrodos	Eletrodos de haste/tubo/placa padrão para dois; não é necessário teste de 25Ω quando ambos estão instalados
IEEE Std 142 (Livro Verde)	1–5 ohms	Resistência recomendada do eletrodo de aterramento principal para sistemas comerciais/industriais grandes
IEEE Std 80	0,5–1 ohm	Redes de aterramento de subestações / usinas geradoras
Orientação da indústria NFPA/IEEE	5 ohms ou menos	Alvo comercial comumente citado; padrão da indústria de telecomunicações
Teste de aceitação NETA ATS	5 ohms / 1 ohm	≤5Ω grande comercial/industrial; ≤1Ω estações de geração/transmissão
Fabricantes de equipamentos	<1 a 5 ohms	Especificações para eletrônicos sensíveis / equipamentos de diagnóstico médico

Fato importante: não há exigência na NEC de que um aterramento comercial deve ser “25 ohms ou menos”. O número 25 é incluído apenas para decidir se há espaçamento suficiente de apenas um eletrodo. Requisitos de desempenho como IEEE 142 e recomendações e práticas da NETA sugerem um valor entre 1 e 5 ohms – sendo 5 ohms o limite mais comumente usado.

A Regra dos 25 Ohms da NEC — O Que Realmente Significa

De acordo com a Seção 250.53(A)(2) da NEC (assim como a Seção 250-56 da NEC 2005), o código exige a instalação de dois eletrodos de aterramento. No entanto, há uma exceção importante que afirma que um único eletrodo é permitido se atender à resistência exigida ao terra de 25 ohms ou menos. Infelizmente, isso é frequentemente interpretado erroneamente como significando que se pode instalar apenas um eletrodo, testar sua resistência e depois adicionar o segundo eletrodo caso o primeiro não tenha atendido ao requisito de resistência de 25 ohms.

Na verdade, a divisão é a seguinte:

Padrão = dois eletrodos instalados com pelo menos 6 pés de distância.
Permitido = eletrodo único submetido a um teste de resistência adequado verificando que a resistência ao terra é 25Ω ou menos.

No caso de o segundo eletrodo ser instalado, a combinação não precisa cumprir a condição de 25 ohms — pois o segundo eletrodo é considerado como tendo cumprido os requisitos da NEC por estar instalado.

IEEE 142 (Livro Verde): A Recomendação de 1–5 Ohms

A pergunta, “qual é a resistência recomendada para uma estrutura comercial?” recebe uma solução de engenharia autoritária da IEEE Std 142, conhecida como Livro Verde. A sugestão feita é uma resistência de terra de 1 a 5 ohms para o eletrodo principal de aterramento em grandes sistemas industriais e comerciais.

A razão para preferir esse valor de resistência em vez de 25 ohms é que as instalações comerciais frequentemente possuem eletrônicos sensíveis, etc., e portanto precisam de uma referência de terra muito estável e de baixa impedância, o que não é suficiente apenas com o mínimo do código. Ter baixa resistência de terra conforme mencionado acima permite:

Corrente de falha mais alta retornando à fonte mais rapidamente
Menor elevação de tensão na carcaça do equipamento durante a falha
Melhor dissipação de surtos de raios
Menos ruído elétrico

Para resumir, o código exige 25 ohms; em termos de engenharia, 1-5 ohms é o valor necessário para bom desempenho.

Prática da Indústria: 5 Ohms como Meta Comercial

No campo, a informação que a maioria das pessoas provavelmente ouvirá para sistemas comerciais é “5 ohms ou menos.” Isso vem de várias fontes diferentes, mas complementares, tais como:

as recomendações da NFPA e IEEE para 5,0 ohms ou menos como uma boa meta
as abordagens em telecomunicações (5 ohms ou menos para aterramento e ligação)
os padrões da NETA para testes de aceitação (≤5 ohms para sistemas comerciais/industriais; ≤1 ohm para usinas/transmissão)
os valores fornecidos por diferentes fabricantes de equipamentos (de 1 a 5 ohms para eletrônicos delicados)

De acordo com a recomendação comum de diferentes engenheiros e testadores, 5 ohms ou menos é bom para edifícios comerciais, enquanto o valor médio para subestações é 1 ohm ou menos. Isso não é um requisito da NEC, mas são as melhores práticas que muitos projetistas seguem e que estão sujeitas a testes.

Existe uma Faixa Segura? Entendendo os Números

Aqui está como interpretar leituras de resistência de aterramento na prática:

Resistência	Interpretação
< 1 ohm	Excelente — típico de grandes redes, subestações, eletrodos de alta densidade
1–5 ohms	Bom — faixa recomendada para comercial/industrial (IEEE 142)
5–10 ohms	Aceitável para muitas instalações, mas vale a pena melhorar para cargas sensíveis
10–25 ohms	Atende ao limite de eletrodo único do NEC, mas é marginal para eletrônicos comerciais; investigar
25–100 ohms	Ruim — acima do limite de eletrodo único do NEC; provavelmente necessita múltiplos eletrodos ou tratamento
> 100 ohms	Muito ruim — inaceitável para qualquer instalação permanente; retrabalho necessário

O principal aviso é o seguinte: não existe um valor “seguro” universal que se aplique a cada situação do ponto de vista de segurança — ele também é influenciado por diferentes fatores como corrente de falta à terra, condições do solo e o circuito real. A qualidade da resistência de aterramento do eletrodo é apenas parte do problema; a integridade de todo o sistema de aterramento é igualmente importante. Um eletrodo perfeito de 2 Ohm é inútil se os condutores de terra dos dispositivos estiverem tortos ou corroídos.

20 Ohms é Ruim? Interpretando Sua Medição

Níveis de resistência de 20 ohms não são vistos positivamente no código de construção comercial, mas também não há violações de código associadas a esse valor, portanto:

Padrão NEC: Este nível é inferior ao valor máximo de eletrodo único determinado pela legislação acima. No entanto, o nível de resistência de 20 ohms ainda está próximo de exceder os padrões, dependendo do aumento e declínio sazonal do nível de umidade no solo.
Padrão IEEE 142: Com base neste padrão, o nível de resistência de 20 ohms excede o valor recomendado de 1-5 ohms, o que significa que alguns equipamentos eletrônicos, como aqueles que previnem operações de surto, podem ser danificados devido ao nível inadequado de aterramento.

Em termos práticos, qualquer organização comercial garantirá que o aterramento atenda aos padrões estabelecidos.

Conclusão: De modo geral, 20 ohms de resistência pode não ameaçar a vida do edifício, mas ainda é muito alto para um edifício comercial; portanto, precisa ser melhorado.

Outros Requisitos Comerciais: Tomadas & Ligação Equipotencial

A resistência de aterramento é parte da segurança elétrica comercial. Os requisitos do National Electrical Code (NEC) são os seguintes:

As características das tomadas comerciais (NEC 406, 210.52, 210.8): As tomadas comerciais devem ser especificadas como tipos 125V, 15A e/ou 20A, proteção GFCI é necessária em determinados locais (banheiros, telhados, cozinhas, locais externos etc. conforme 210.8(B)), todas as tomadas serão conectadas à caixa metálica e cada tomada deve ser assegurada de estar conectada ao condutor de aterramento.
Processo de aterramento (NEC 250.102-250.104): É essencial entender que todas as partes metálicas que podem se energizar, como tubulações, equipamentos em estrutura, aço estrutural, equipamentos de bombeamento, devem ser aterradas ao sistema de aterramento. Vale ressaltar que o teste de continuidade do aterramento será realizado separadamente da resistência do eletrodo (a resistência ponto a ponto não deve exceder 0,5 ohm quando o equipamento estiver conectado ao sistema de aterramento).
Condutor do eletrodo de aterramento (NEC 250.66): Os eletrodos de aterramento devem ser dimensionados de acordo com o serviço, não excedendo o diâmetro máximo e devem conectar o sistema de aterramento ao equipamento de serviço.

Se você também estiver verificando os dispositivos de proteção no circuito, nossa explicação sobre disjuntores vs interruptores diferenciais residuais esclarece qual proteção realiza o quê em um painel comercial.

O que Conta como Alta Resistência Elétrica?

O contexto desempenha um papel no que significa “alta resistência”:

Ao medir eletrodos de aterramento, significa maior que cerca de 25 ohms (por exemplo, 100 ohms ou mais é um valor muito alto). O nível “ideal” de resistência é de 1-5 ohms.
Em termos de continuidade do aterramento, qualquer valor acima de 0,5 ohm indica uma falha. A conexão entre o equipamento e o aterramento deve ser quase zero.
Com respeito à resistência de isolamento, um valor alto de resistência significa uma boa resistência, pois é medido em mega e gigaohms, onde qualquer valor abaixo de 1 MΩ indica alta probabilidade de falha.

Em conclusão, “alta resistência” quase sempre significa um problema (para aterramento), mas pode significar uma boa situação (para isolamento). Sempre certifique-se do que exatamente está sendo referido ao usar o termo “alta resistência”.

Fatores que Afetam a Resistência de Aterramento

A resistência de aterramento não é um valor constante. Ela varia conforme as circunstâncias:

Resistividade do solo: Argila/terra argilosa (10–100 Ω·m) tem resistividade menor que areia/cascalho (1.000–10.000 Ω·m).
Teor de umidade: Solos úmidos têm resistividade menor, enquanto tempo seco aumenta a resistência enormemente.
Temperatura: Solo frio tem resistividade muito maior.
Profundidade e seção transversal do eletrodo: Eletrodos mais longos e placas maiores penetram mais fundo no solo.
Número e separação entre eletrodos: Quanto mais eletrodos você tiver e quanto mais distantes eles estiverem, menor será a resistência.
Material do eletrodo e corrosão: Quanto mais tempo os eletrodos permanecem no solo, maior a corrosão e a resistência aumentará.

Como Alcançar um Aterramento de Baixa Resistência

Caso seu aterramento comercial esteja excessivamente alto, aqui está uma lista classificada das soluções mais custo-efetivas:

Adicione hastes: Adicionar uma segunda haste de aterramento, colocada a 2,4 metros da primeira, reduzirá muito a resistência. Continue adicionando hastes adicionais até que a resistência correta seja alcançada (o benefício gerado diminui a cada haste adicionada).
Use hastes maiores ou mais longas: Usar uma haste mais longa (3 metros) ou hastes grossas ou eletrodos em placa ajudará a alcançar solos mais profundos e menos resistentes.
Melhorar a conexão com o solo: Reaterrar materiais condutivos ou aditivos químicos ao redor da haste melhorará sua conexão com o solo.
Criar anéis ou malhas de aterramento: Condutor de cobre subterrâneo circundando a estrutura cria uma área maior de conexão (esta solução é amplamente utilizada no campo comercial/industrial).
Usar eletrodos encapsulados em concreto (aterramentos Ufer): Vergalhões e condutores embutidos em concreto apresentam propriedades de condução excelentes e confiáveis.
Connect to the building’s steel parts and water pipe: Connecting to the metal structural steel and underground water pipes (if any) gives additional ways of conduction.

Be sure to test every time you change the system, but keep in mind that the NEC does not require retesting the two-electrode system.

How Ground Resistance Is Tested

Ground testing is to be carried out by persons qualified for this job. The main and widespread methods are:

Fall-of-Potential (more commonly known as three-point testing): The fall-of-potential method consists in the use of two temporary stakes and resistance measuring with increasing distance. It is the most precise technique used for small to medium installations.
Clamp-on (or inductive) testing: The clamp-on method involves the clamp around the rod/conductor so that the loop resistance can be measured without disconnecting the loop. It is advantageous for the already existing installations but requires the whole loop connected.
Two-point testing: The two-point method is used to make fast measurements against a known reference electrode: this technique is less accurate, thus used in rough calculations.

Testing is dangerous, since it usually requires isolation of the electrode, and fault current may be present, this job should not be done by an ordinary homeowner. For commercial buildings the commissioning and regular tests usually are performed by contractors or specialized companies in accordance with NETA standards.

Perguntas Frequentes

Which guideline outlines the acceptable maximum resistance for earthing in commercial installations?

NEC does not specify a single standard maximum value. The 25-ohm requirement outlined in NEC 250.53 applies only to the case of a single-electrode system, and not to the whole building. A major engineering standard is IEEE Std 142 (the Green Book), which suggests that the value of the main grounding electrode in large commercial and industrial installations should be in the range of 1-5 ohms. Normally, in practice, and accepting standards set by NETA, the value of 5 ohms is satisfactory for a commercial building (1 ohm for a substation). In general, NEC shows the limit according to the requirements of the code, IEEE 142 provides the acceptable range according to the engineering requirements, and then 5 ohms emerges as the accepted practice.

Is 20 ohms of resistance in a ground bad?

A resistance of 20 ohms is not hazardous in itself but is borderline acceptable for commercial buildings. While the NEC’s single-rod criterion of 25 ohms is passed, the number is above the level recommended by IEEE 142 for commercial installations, which is 1－5 ohms, as well as the commonly accepted level of 5 ohms. With that level of grounding, the fault current is returning in a slower manner and not providing remarkable surge protection or reference grounding for sensitive electronics as well. And since it is just a step away from going above the code threshold, the level may go up as a result of soil condition changes during the seasons. Hence, the grounding system should be improved in the case of commercial installations.

What are the NEC commercial receptacle requirements?

All commercial receptacles have a voltage rating of 125 volts to 15 or 20 amps as stated in NEC 406, and their minimum amount and spacing rules can be found in 210.52 for general areas. GFCI protection is mandatory in given commercial spaces under NEC 210.8(b), such as bathrooms, kitchens, rooftops, outdoors, and garages/service areas. All receptacles must be provided with an equipment grounding, and metallic boxes are to be grounded. In many commercial child-occupied places, tamper-resistant receptacles are a must, while some types of occupancies have their particular rules for provided receptacles.

What is a high electrical resistance?

“High electrical resistance” depends upon what measurement is at hand. With regard to grounding electrodes, anything over approximately 25 ohms counts as high, while numbers over 100 ohms are considered very high. Ideally, the resistance should be somewhere between 1 and 5 ohms. Concerning equipment grounding continuity, the electrical resistance should not exceed 0.5 ohm when measuring the equipment and the ground. In insulation, a high resistance is a positive sign. For insulation to be considered healthy, it must have a resistance of millions of ohms (MΩ) or even billions of ohms. A resistance level of less than 1 MΩ indicates a breakdown with leakage danger.

Referências

Conclusion

The NEC’s two figures — 25 ohms and 1-5 ohms as per the IEEE 142 guide cover the maximum allowed electrical ground resistance of a commercial building. While the NEC does not consider for a commercial building the value of under 25 ohms that would indicate compliance with the code as a performance standard, it depends on whether a single electrode is sufficient. From this standpoint, the ideal value for reliable and safe performance of commercial installation would be in the range of 1-5 ohms, as noted by IEEE, thus facilitating fast failure elimination, effective surge protection, low noise level for commercial electronics.

Use proper fall-of-potential testing to get a good measurement and tally it against the range table (as good value is under 5, value ranging from 5 to 25 is marginal, value over 25 is below the acceptable level); you may need to add more or longer electrodes to the grounding system unless you find the readings satisfactory. Finally, do not forget that the resistance of electrodes is only half of the story and the continuity of bonding and grounding must also be accounted for.