Răspunsul depinde de scopul exact al prizei de pământ, pentru că normativul românesc în vigoare — I7/2011, cel care reglementează instalațiile electrice de joasă tensiune — nu impune o singură valoare universală, ci trei praguri diferite, în funcție de rolul pe care îl are instalația de împământare. Iată exact ce cifre contează, de unde vin și ce anume influențează, de fapt, rezistența măsurată.
Cele trei praguri impuse de normativ
Conform normativului I7/2011, valoarea rezistenței de dispersie a prizei de pământ trebuie să respecte următoarele limite maxime, în funcție de destinația instalației:
– Cel mult 4 ohmi, atunci când priza de pământ este folosită exclusiv pentru protecția împotriva șocurilor electrice — cazul standard pentru majoritatea locuințelor obișnuite, unde împământarea protejează utilizatorii de electrocutare în cazul unui defect de izolație.
– Cel mult 1 ohm, atunci când priza de pământ este comună, adică deservește simultan atât protecția împotriva șocurilor electrice, cât și instalația de paratrăsnet a clădirii — o cerință mult mai strictă, justificată de nevoia de a disipa rapid curenți de intensitate foarte mare, specifici unei lovituri de trăsnet.
– Cel mult 10 ohmi, atunci când priza de pământ este dedicată exclusiv instalației de paratrăsnet, fără să fie combinată cu protecția generală a instalației electrice a clădirii.
Diferența dintre aceste praguri ține de viteza și de siguranța cu care trebuie să se disipeze curentul de defect în sol. Cu cât rezistența prizei de pământ este mai mică, cu atât curentul de defect se scurge mai rapid și mai eficient către sol, reducând timpul în care tensiunea periculoasă rămâne prezentă pe carcasele metalice ale echipamentelor sau pe alte elemente conductoare accesibile.
Din ce este alcătuită, de fapt, rezistența unei prize de pământ
Rezistența totală măsurată la o priză de pământ nu este un singur număr abstract, ci suma a trei componente distincte: rezistența proprie a electrodului metalic (practic neglijabilă, dat fiind că metalul conduce foarte bine electricitatea), rezistența de contact dintre electrod și solul înconjurător (de asemenea foarte mică, în condiții normale de instalare) și rezistența solului propriu-zis, măsurată de la suprafața electrodului spre exterior — aceasta este, de departe, componenta dominantă și cea care determină, în proporție covârșitoare, valoarea finală a rezistenței de dispersie.
Practic, atunci când vorbim despre „câți ohmi are împământarea unei case”, vorbim aproape exclusiv despre cât de bine conduce electricitate solul din jurul electrozilor îngropați — motiv pentru care tipul de sol, umiditatea și temperatura sunt factorii care contează cel mai mult.
Rezistivitatea solului, factorul care schimbă totul
Rezistivitatea electrică a solului, măsurată în ohm-metru (Ω·m), variază enorm în funcție de compoziția și de umiditatea terenului. Ca valori orientative, general acceptate în literatura de specialitate din domeniul electrotehnic:
– Solurile mlăștinoase și argila foarte umedă au cea mai bună conductivitate, cu rezistivități de aproximativ 5-40 Ω·m.
– Argila obișnuită și solul agricol umed se situează, de regulă, între 20 și 100 Ω·m.
– Nisipul umed și solurile mixte, cu conținut moderat de umiditate, ajung frecvent la valori între 100 și 300 Ω·m.
– Nisipul uscat și pietrișul au o conductivitate mult mai slabă, cu rezistivități care pot urca spre 1.000-3.000 Ω·m.
– Roca solidă, granitul și alte formațiuni stâncoase compacte sunt cele mai slabe conducătoare, cu rezistivități care pot depăși 3.000-10.000 Ω·m, uneori chiar mai mult, în funcție de gradul de fisurare al rocii.
Diferența dintre extremele acestui interval este uriașă — un teren argilos, umed, poate fi de peste o sută de ori mai bun conducător decât un teren stâncos, uscat. Din această cauză, o instalație de împământare identică, cu aceleași dimensiuni și aceiași electrozi, poate avea rezultate complet diferite la măsurătoare, în funcție strict de tipul de teren pe care este amplasată casa.
Factorii care mai influențează rezistența măsurată
Pe lângă tipul de sol, mai există câțiva factori importanți care pot modifica semnificativ valoarea rezistenței de dispersie măsurate la fața locului:
– Umiditatea solului este, probabil, cel mai variabil factor. Un teren uscat, în plin sezon cald, poate avea o rezistivitate de câteva ori mai mare decât același teren după o perioadă ploioasă, motiv pentru care ghidurile tehnice de măsurare recomandă aplicarea unor coeficienți de corecție sezonieri, cu valori care pot varia de la 1,1 până la 3, în funcție de tipul de electrod și de condițiile de umiditate din momentul măsurătorii.
– Temperatura solului influențează, la rândul ei, conductivitatea — solul înghețat, în special în zonele cu adâncime mică de îngheț, poate avea o rezistivitate semnificativ mai mare decât același sol în stare normală, neînghețată.
– Adâncimea de îngropare a electrozilor contează, pentru că straturile mai adânci de sol păstrează, de regulă, o umiditate mai constantă de-a lungul anului, comparativ cu stratul superficial, expus direct variațiilor climatice.
– Prezența sărurilor minerale sau a altor substanțe conductoare din sol poate îmbunătăți semnificativ conductivitatea, motiv pentru care unele soluții tehnice de reducere a rezistenței presupun tratarea chimică a solului din jurul electrozilor.
Cum se măsoară, practic, rezistența unei prize de pământ
Verificarea rezistenței de dispersie a prizei de pământ este obligatorie, conform normativului I7/2011, atât înainte de recepția și punerea în funcțiune a unei instalații electrice noi, cât și periodic, pe parcursul exploatării clădirii, tocmai pentru a se asigura că valoarea rămâne, în orice anotimp, în limitele impuse pentru siguranța persoanelor și a bunurilor.
Cele mai folosite metode de măsurare includ metoda căderii de tensiune (cu trei sau patru electrozi auxiliari, considerată metoda clasică de referință), testarea selectivă cu clește ampermetric, testarea fără țăruși auxiliari (cu doi clești) și metoda impulsului, folosită mai ales pentru instalațiile complexe de paratrăsnet. Alegerea metodei depinde de tipul instalației, de spațiul disponibil pentru amplasarea electrozilor auxiliari și de precizia dorită a măsurătorii.
Ce se face atunci când rezistența măsurată este prea mare
Dacă rezultatul măsurătorii arată o rezistență de dispersie mai mare decât pragul admis — de exemplu, peste 4 ohmi pentru o priză destinată exclusiv protecției împotriva șocurilor electrice — există mai multe soluții tehnice pentru reducerea acestei valori, fără a fi nevoie de schimbarea completă a locației instalației:
– Adăugarea de electrozi suplimentari, conectați în paralel cu cel existent, la o distanță de cel puțin de două ori lungimea unui electrod. Această metodă este deosebit de eficientă: dacă o priză formată dintr-un singur electrod are, de exemplu, o rezistență de 20 de ohmi, adăugarea unui al doilea electrod similar poate reduce valoarea la aproximativ 10 ohmi, iar cu trei electrozi rezistența ajunge la aproximativ 6,6 ohmi, iar cu patru electrozi, la aproximativ 5 ohmi.
– Creșterea adâncimii electrozilor, pentru a ajunge la straturi de sol cu umiditate mai constantă și, implicit, cu rezistivitate mai scăzută.
– Tratarea chimică a solului din jurul electrozilor, cu substanțe care îmbunătățesc conductivitatea locală, o soluție folosită mai ales în terenurile stâncoase sau foarte nisipoase, unde adăugarea de electrozi suplimentari nu este suficientă sau nu este posibilă din cauza spațiului limitat.
– Folosirea unor electrozi de tip „priză de pământ în fundație”, încorporați direct în betonul fundației clădirii, de regulă sub formă de buclă — o soluție recomandată încă din faza de proiectare a unei case noi, tocmai pentru a beneficia de suprafața mare de contact cu solul oferită de fundația întregii construcții.
De ce nu poți estima singur, cu certitudine, câți ohmi va avea împământarea casei tale
Din cauza variației extrem de mari a rezistivității solului — de la câțiva ohm-metri în terenurile mlăștinoase, până la câteva mii de ohm-metri în terenurile stâncoase — nu există o formulă simplă și universală prin care un proprietar să estimeze, fără măsurători, ce valoare va avea împământarea casei sale. Singura metodă sigură rămâne măsurătoarea efectivă, realizată de un specialist autorizat, cu aparatură dedicată, atât în faza de proiectare a instalației, cât și periodic, pe parcursul exploatării clădirii, exact pentru a confirma că valoarea rezistenței de dispersie rămâne, indiferent de anotimp sau de condițiile meteorologice, sub pragul impus de normativ pentru tipul respectiv de instalație.
