O Papel Crucial do Aterramento e Blindagem de Cabos em Equipamentos Digitais
Um aspecto frequentemente negligenciado na implantação e manutenção de equipamentos digitais em ambientes não-domésticos é o aterramento e a blindagem de cabos. Esses dois componentes desempenham um papel crítico em garantir a operação confiável de equipamentos digitais sensíveis, protegendo-os de interferências eletromagnéticas (EMI), ruídos de sinal e outros problemas possíveis que podem afetar negativamente o desempenho e a confiabilidade.
Aterramento
Aterramento é o processo de criar um caminho direto e de baixa resistência para a terra, para prevenir o acúmulo de eletricidade estática, que pode destruir componentes eletrônicos sensíveis. O aterramento é fundamental para reduzir os riscos associados a surtos de tensão, falhas elétricas ou descargas atmosféricas. Além disso, garante a estabilidade dos níveis de tensão utilizados nos equipamentos eletrônicos. São consequências das EMI em equipamentos com aterramento ineficaz:
- Queima prematura de equipamentos, sem razão aparente, mesmo quando novos e confiáveis
- Travamentos constantes
- Operação anormal / fora da lógica esperada de operação
- Erros de leitura ou de comando intermitentes
Em ambientes não-domésticos, o aterramento é imperativo para manter a confiabilidade e a precisão dos equipamentos digitais. Sem o aterramento adequado, o equipamento pode apresentar mau funcionamento, gerar dados imprecisos ou até falhar prematuramente, interrompendo as operações e levando a perdas financeiras significativas.
Blindagem de Cabos
Por outro lado, a blindagem de cabos é uma medida preventiva que visa reduzir a interferência causada pela EMI e interferência de radiofrequência (RFI). EMI e RFI podem causar interrupções no funcionamento de equipamentos digitais, levando a comportamentos anômalos. Isso é especialmente crítico em ambientes onde cargas motóricas como elevadores, bombas e portões automáticos estão operando na mesma rede elétrica, aumentando o risco de interferência.
Os cabos blindados têm uma camada condutora de cobre (malha) ou alumínio (fita), envolta no núcleo interno do cabo, para protegê-lo de campos eletromagnéticos externos. Este escudo é aterrado em uma das extremidades do cabo, proporcionando assim um caminho para o sinal de interferência ser desviado para o solo.
Pontos que Nunca Devem Ser Negligenciados
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Instalação Correta: Independentemente da qualidade do aterramento e da blindagem, uma instalação incorreta pode anular seus benefícios. Sempre siga as normas e melhores práticas durante o processo de instalação para garantir desempenho e proteção ótimos. Dentre as melhores práticas, as mais relevantes são:
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Cuidado na organização e encaminhamento de cabos de sinais de rede e controle, os quais devem sempre serem encaminhados em eletrodutos separados daqueles destinados à rede elétrica. Em quadros de controle, organizar fisicamente os cabos de controle e alimentação em separado, evitando ao máximo o cruzamento entre eles.
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Utilização de dispositivos de suprimento ininterrupto de energia ("no-breaks") de dupla conversão (equipamentos profissionais que retificam a rede elétrica e geram formas de onda limpas, sem harmônicos, mesmo fora do uso em contingência com baterias). Alimentar os equipamentos de controle a partir desse dispositivo, evitando o acoplamento ou condução de interferências da rede elétrica geral.
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Inspeção e Manutenção Regulares: Como qualquer outro sistema, o aterramento e a blindagem podem se deteriorar ou falhar ao longo do tempo. A inspeção anual da eficácia do aterramento em quadros de controle, em conjunto com reapertos de bornes e outras medidas clássicas de manutenção preventiva, garante um funcionamento adequado, assim como quando da instalação do equipamento.
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Escolha adequada de cabos: Para pequenos sinais como comandos e estados de equipamentos, quando os cabos são encaminhados para fora da Gaiola de Faraday (estrutura de bloqueios ou quadros de controle, com suas estruturas metálicas externas devidamente aterradas), deve-se utilizar cabo manga, mínimo 22AWG, com blindagem de preferência do tipo MALHA (As blindagens do tipo fita aluminizada são mais recomendadas para sinais de rede de campo, onde a frequência do sinal é tipicamente maior). Os cabos de rede Ethernet devem ser no mínimo de categoria 5e (UTP ou, em ambientes de muito ruído, STP, isto é, blindados), seguindo sempre a norma EIA/TIA 568, esquema T568A ou T568B para conexão.
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Aterramento da blindagem: DEVE SER FEITA EM APENAS UMA DAS EXTREMIDADES, preferencialmente no lado do quadro de controle ou mais próximo da controladora, no mesmo aterramento do negativo da fonte da mesma. Um aterramento dos dois lados promove tanto condução de corrente parasita, podendo conter sinais de interferência, quanto funciona como uma antena tipo "loop", captando interferências do ambiente, que podem ser amplificadas nos circuitos da controladora (funcionando como uma espécie de rádio-receptor não intencional).
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Aterramento do negativo da fonte de alimentação: A fonte da controladora deve ter seu negativo ostensivamente aterrado (juntar um cabo terra ao negativo da fonte, não apenas ao borne de aterramento do invólucro da mesma), de forma a equipotencializar as referências de alimentação e sinais.