O bom aterramento! – Revista Reparação Automotiva

O bom aterramento!

Inspeção e diagnóstico de circuito elétrico

Há muitos anos, quando iniciamos em nossa profissão, a eletricidade e a eletrônica eram áreas em que muitas oficinas, técnicos automotivos e mesmo engenheiros evitavam o tanto quanto possível. Os veículos de hoje estão mudando a uma taxa nunca antes vista na história da indústria automotiva. Com o advento de transmissões com um grande número de marchas, mais eletrônica embarcada foi adicionada aos veículos, inclusive com os fabricantes anunciando para breve a fabricação de veículos populares totalmente elétricos, inclusive picapes e SUVs, a eletrônica e a eletricidade são assuntos que não podemos mais evitar se quisermos trabalhar neste ramo.

Visitando oficinas independentes e concessionárias em base semanal, encontro mais e mais reparos que necessitam de entendimento de conceitos elétricos bem como processos de diagnóstico para reparar corretamente um veículo. Temos observado que o pessoal em geral solicita muito mais informação sobre problemas elétricos do que de problemas mecânicos ultimamente. Durante nossos fóruns, temos discutido continuamente e estudado a respeito de questões de elétrica e eletrônica numa frequência muito maior do que assuntos de mecânica das transmissões. Isto se dá em outras áreas do veículo também.

O problema com a eletrônica e a eletricidade é que não podemos vê-las com nossos olhos ou tocá-las com nossas mãos, assim como fazemos com sistemas mecânicos. Isto causa apreensão ao técnico reparador. Muitos técnicos estão cientes de que o sistema elétrico/eletrônico consiste tipicamente de 6 partes:

• Uma fonte de alimentação (lado alimentado do circuito).

• Uma massa ou linha de retorno para a corrente fluir de volta para sua fonte ou bateria.

• Uma carga (componente) tal como uma lâmpada, solenoide, relé ou motor.

• Fios para conectar os componentes do circuito.

• Um interruptor ou dispositivo de controle tal como um computador.

• Um protetor de circuitos tal como um fusível ou disjuntor.

Uma área que exige constantemente um procedimento de diagnóstico por parte do técnico é o circuito de massa ou aterramento. A massa é a outra metade do circulo que fecha o circuito elétrico. Uma massa ou aterramento simplesmente completa o caminho para que a corrente ou amperagem flua de volta ao seu ponto de partida ou fonte. Na sua forma mais simples, é a porção de voltagem mais baixa do circuito  (utilizando a teoria convencional da eletricidade que diz que a corrente flui do positivo para o negativo).

Contrário à crença popular, a corrente ou amperagem (volume de elétrons) não é consumida pelo circuito ou componente, mas ao invés ele realiza o serviço, quando é utilizado para operar o componente. A voltagem (pressão elétrica) é utilizada para forçar a corrente/amperagem através dos circuitos e componentes. A voltagem é o item que é consumido no circuito elétrico e deve ser consumida pelo componente e não pela resistência do condutor ou suas conexões. Se houver um problema com a conexão, a voltagem será utilizada para conduzir a corrente através da resistência na conexão com mau contato fazendo com que a voltagem seja consumida quando passa pela conexão ao invés de pelo componente. Isto fará com que o componente não seja alimentado corretamente, o que acarretará mau funcionamento do componente tal como um atenuador de luz, um solenoide ou relé que não está completamente energizado, ou um motor elétrico girando mais lento ou não girando de forma alguma.

Muitas vezes, nas nossas consultas, perguntamos como está o sistema de aterramento ou massa no circuito, visto que ele é responsável por muitas causas de falhas em sistemas elétricos. A resposta na maioria dos casos é: “ele parece muito bom”. Conforme mencionamos antes, não podemos ver a eletricidade, e assim podemos afirmar que o sistema de aterramento não pode estar bem quando temos várias falhas simultâneas de componentes em um circuito. Sim, algumas vezes é bastante óbvio que existe resistência no circuito quando podemos ver corrosão em uma conexão, mas na maioria das vezes a corrosão não é claramente visível embora continue sendo a fonte de seu problema.

Podemos imaginar porque o circuito de massa é a fonte mais comum de problemas nas conexões em um veículo? A resposta é porque tipicamente porque as conexões estão expostas aos elementos, tais como neve, gelo, água, poeira e produtos químicos no tratamento das estradas, tais como sal e cloreto de magnésio. Adicionalmente, os fabricantes estão fazendo de tudo que podem para diminuir o peso e cortar custos nos veículos modernos. Isto inclui tornar a fiação e seus terminais menores e eliminar as arruelas de aterramento. Isto tornou os problemas com chicotes elétricos muito mais difíceis de se lidar. 

Enquanto a inspeção visual continua sendo uma ferramenta importante quando lidamos com problemas ligados à fiação, testar o circuito e seus pontos de aterramento são métodos mais confiáveis para determinar se existe algum problema lá. Não existe somente um método de testar todo o tipo de aterramento presente nos veículos modernos. Técnicos diferentes possuem preferências diferentes quando executam testes de aterramento, os quais incluem:

• Teste do multímetro (Ohms)

• Teste de carga

• Teste de by-pass (ou desvio)

• Teste de queda de voltagem

TESTE DO MULTÍMETRO (OHMS)

Seu multímetro atua como um voltímetro ultrassensível quando ele tem sua chave posicionada na posição Ohms. Ele fornece uma pequena quantidade de corrente e voltagem para uma das pontas de prova. Quando ligado a um componente ou circuito, ele mede a tensão consumida através das pontas de prova (queda de voltagem ou tensão) e mostra uma leitura de resistência em ohms em sua tela. O teste do multímetro (ohms) é muito limitado em seus resultados, pois ele não aplica uma “Carga” ao circuito. Isto significa que um condutor com somente um filamento (filete) inteiro vai mostrar no multímetro ou ohmimetro zero (0) ohms (figura 1). Se o fio danificado estiver conectado ao componente, ele não funcionará, pois a corrente fornecida ao componente por este único filamento é muito baixa devido ao fio danificado. Muitos técnicos são enganados por este fato frustrando o trabalho e fazendo com que um monte de componentes em perfeito estado seja substituído sem necessidade, visto que presumem que o teste do multímetro mostrou que o fio está bom (conduzindo).

Figura 1 – 1 filamento ainda indica Zero Ohm

Para medir resistência, o circuito deve ser desenergizado ou desligado da fonte. Isto é a principal desvantagem de se usar um ohmimetro para se testar aterramentos, pois o circuito não está operando quando o testamos. Assim, em termos positivos, um ohmimetro NUNCA deve ser usado para testar um circuito de alta corrente ou aterramento. Então, quando podemos usar um ohmimetro para se testar um circuito de aterramento? Massas de sensores são provavelmente o melhor exemplo de quando podemos utilizar um multímetro (na função ohmimetro). O fluxo de alimentação de um sensor drena uma corrente muito baixa do circuito, por isso a utilização de um ohmimetro é uma boa escolha para se encontrar um aterramento deficiente de um sensor.

TESTE DE CARGA

Vários técnicos utilizam o processo de teste de carga para testar um aterramento que eles suspeitam estar deficiente. Muitos técnicos que aplicam diagnósticos utilizam lâmpadas de muitos valores de corrente diferentes em sua caixa de ferramenta. A experiência irá te dizer qual lâmpada é mais apropriada para cada teste. Conecte a lâmpada ao ponto de massa sob suspeita de falha e ligue a outra extremidade ao terminal positivo (+) da bateria. A lâmpada deverá se iluminar totalmente. Se ela acender com luminosidade reduzida ou não acender o aterramento está defeituoso. Devemos ser cuidadosos com uma série de coisas quando utilizamos este tipo de teste:

1. Certifique-se que a corrente total consumida pela lâmpada não ultrapasse a corrente total suportada pelo circuito de aterramento. Este é um dos motivos pelo qual os fabricantes não incentivam este tipo de teste;

2. Não utilize lâmpadas de LED como dispositivo de teste de carga. As luzes LED são dispositivos de baixa corrente e assim podem te enganar quando iluminam completamente, porém o ponto de aterramento não está OK, alimentando a lâmpada; contudo, se não alimentado corretamente o circuito consome maior corrente.

Algumas ferramentas especializadas também estão disponíveis para ajudá-lo a testar circuitos de massa. A “sonda de potência” é um bom exemplo deste tipo de equipamento de teste. (figura 2)

Figura 2 – Teste que aplica carga ao circuito

TESTE DE BYPASS (DESVIO)

Às vezes, o ponto de aterramento pode ter um acesso muito difícil para fins de teste. Alguns técnicos escolhem desviar do ponto de aterramento sob teste com fios ponte para ver se o problema desaparece. Se realmente a falha desaparecer, o ponto de massa ou seu fio de ligação está ruim.

TESTE DE QUEDA DE VOLTAGEM

O teste de queda de voltagem (tensão) é o método de teste predileto para inspeção da maioria dos aterramentos, com a exceção sendo o teste de aterramento de sensores. Muitos fabricantes indicam este teste, pois o circuito está em operação quando o teste é executado. Conforme mostrado anteriormente, o que é consumida é a tensão (voltagem) num circuito elétrico e a maior quantidade de tensão deve ser consumida pelo COMPONENTE e não pelas conexões ou pelo circuito.  O teste de queda de tensão permite ao técnico visualizar ONDE a tensão está sendo consumida.

Para testar um ponto de massa sob suspeita, simplesmente ligue uma das pontas de seu voltímetro (multímetro na posição de voltagem) ao ponto de massa. Conecte a outra ponta de prova ao terminal NEGATIVO (-) da bateria. Energize o circuito/componentes e leia o valor presente no voltímetro (figura 3). Se for mostrada uma excessiva queda de voltagem, existe resistência no ponto de massa e isto precisa ser corrigido. Alguns fabricantes fornecem especificações para o máximo valor de queda de voltagem por conexão ou ponto de massa, mas uma boa regra geral seria de .1 a .2 volts por conexão (entre 100 a 200 miliamperes máximos).

Figura 3 – Teste de queda de tensão

A exceção corre por conta de se medir um aterramento de alto fluxo de corrente ou conexão, como o circuito do motor de arranque, por exemplo, que deverá ser mais alto, é claro.

REPARO

O pessoal técnico, que é provavelmente mais experiente em termos de problemas e testes de aterramento, é o da Marinha. Os problemas de mau contato em conexões são enormes em navios e se gastaram muitas horas e dinheiro estudando estes problemas. As regras de teste e correção de problemas foram desenvolvidas baseadas em estudos de como as conexões são afetadas pelo torque, preparação e limpeza de superfícies, a utilização de arruelas especiais de aterramento e correta isolação dos pontos de aterramento de fatores externos. O que pode ser recomendado é o seguinte:

• As conexões devem ser limpas quimicamente e fisicamente para remover qualquer corrosão existente.

• O torque dos parafusos e porcas de aterramento é crítico, pois a integridade do ponto de massa se baseia integralmente no contato físico de suas conexões.

• Arruelas de aterramento são recomendadas para muitos pontos de massa, pois elas asseguram o bom contato com o chassi no ponto onde o ponto de massa está conectado (figura 4).

Figura 4 – Arruelas para promover bom contato entre os terminais e o chassi

• Isolação e pintura após a instalação do ponto de massa são críticas para evitar que a corrosão apareça novamente, visto que a corrosão é resultado da exposição com o oxigênio. Sem a presença de oxigênio a corrosão não se desenvolve. 

Assim, da próxima vez que enfrentar algum problema elétrico para lidar, não durma no ponto! Execute um destes testes! Veremos que os testes elétricos são um pouco intimidantes no começo, porém à medida que pegamos experiência com eles, vemos que não são tão difíceis de executar. Até o nosso próximo encontro e lembre-se: “Há uma razão para que o para-brisa seja maior que o retrovisor!” – Não olhe para trás, olhe para a frente e o futuro será melhor para todos! Até mais!

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