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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS EPS EDUARDO VINOTTI EMILY HEIDRICH SCHWEITZER FELIPE BONATTI MURILO DAL BELLO BRUSCHI INSTALAÇÕES ELÉTRICAS JOINVILLE 2016 1 EDUARDO VINOTTI EMILY HEIDRICH SCHWEITZER FELIPE BONATTI MURILO DAL BELLO BRUSCHI INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Trabalho apresentado à disciplina de Eletrotécnica Aplicada, do curso de Engenharia de Produção e Sistemas, sob orientação do professor Adalberto de Araújo Barreto Filho, do Departamento de Engenharia Elétrica na Universidade do Estado de Santa Catarina. Orientador: Prof. Dr. Adalberto de Araujo Barreto Filho JOINVILLE 2016 2 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 Ligação do Equipamento de Medição com Dois Fios…………………………………...7 Figura 3 Ligação do Equipamento de Medição com Quatro Fios………………………………..8 Figura 4 Circuito de Distribuição………………………………………………………………….…...8 Figura 5 Caixa de Medição……………………………………………………………………………...9 Figura 6 Diagrama de um Quadro de Luz (Distribuição)...........................................................10 Figura 7 Condutor Elétrico Simples…………………………………………………………………..11 Figura 8 Esquema de um circuito elétrico completo…………………………………………….12 Figura 9 Diagrama de Defasagem entre tensão e corrente em circuito indutivo…………….13 Figura 10 Instalações Industriais……………………………………………………………………..18 Figura 11 Instalações Elétricas de Hospitais……………………………………………………....20 Figura 12 Instalações Elétricas Prediais…………………………………………………………….21 Quadro 1: Comparativo de Tensões…………………………………………………………………...24 Figura 13 Sistemas Condutores……………………………………………………………………....25 Figura 14 Esquema de Ligação em Série…………………………………………………………...27 Figura 15 Esquema de Ligação em Paralelo……………………………………………………….28 Quadro 2: Canteiro de Obras 01……………………………………………………………………….33 Quadro 3: Canteiro de Obras 02……………………………………………………………………….34 Quadro 4: Canteiro de Obras 03……………………………………………………………………….34 Quadro 5: Dimensionamento Individual de Equipamentos……………………………………….35 Figura 16 Imagem do subúrbio de Belém/PA……………………………………………………....37 Figura 17 Extensão Improvisada, uma das causas de sobrecarga nas instalações……….41 Figura 18 Quadro Geral Residencial em total não conformidade……………………………..42 Figura 19 Exemplo de SPDA pelo Brasil……………………………………………………………44 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ………………………………………………………………….....…….5 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA …………………………………………….………….6 2.1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS ………………………....…………...6 2.2 FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA ………………………....…...….……6 2.2.1 Ligação com dois fios ………………………………………………....….……... 7 2.2.2 Ligação com três fios ……………………………………………….........……….7 2.2.2 Ligação com quatro fios ……………………………………...……….....……….8 2.3 PADRÃO DE ENTRADA …………………………………………...…….......……….9 2.3.1 Quadro de medição …………………………..…………………....….……….….10 2.3.2 Quadro de Luz ……...………………………..…………………........…..………..10 2.4 PADRÃO DE ENTRADA ………………………………….………...………...……...11 2.5 CIRCUITO ELÉTRICO …………………..…..………….………...………...………..12 2.6 CORRENTE ELÉTRICA …………………..………….……...……...………………..13 2.7 TENSÃO ELÉTRICA …………………..………….………...……...…………………13 2.8 RESISTÊNCIA ELÉTRICA …………………..………….………...…...…………….14 2.8.1 Leis de Ohm ……….…………………..………….………...………….................14 2.9 POTÊNCIA …………………..………….………...……………………….…............15 2.10 FATOR DE POTÊNCIA …………………..………….………...……….…………...16 3 APLICAÇÕES …………………...………………….………...……………….....……..17 3.1 CARACTERÍSTICAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS TÍPICAS …….....……...17 3.1.1 Instalações industriais …………………………………………...……………….17 3.1.2 Prédios de escritórios ………………………………………………...…………..18 3.1.3 Hospitais ……………………………………………….…...………….…………....19 3.1.4 Escolas/ Campus Universitários …………………………………….………....20 3.1.5 Prédios de Apartamentos …………………………..……………….…………..21 4 ESPECIFICIDADES ……………………………………………………..……....……..22 4.1 CARACTERÍSTICAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS …………...…...………..22 4.1.1 Equipamentos de Utilização …………………………………………….……....22 4.1.2 Potência instalada e cargas ……………………………………....…….……….23 4 4.1.3 Tensão ……………………………………....……...….…….…….………....….…24 4.1.4 Condutores ……………………………....……………………………....………...24 4.1.5 Proteção de instalações elétricas ……………………………....……..……….25 4.2 PROJETOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS …………………………...………...26 4.2.1 Instalações através de ligações em série ou paralelo……………………….27 4.3 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS SEGUNDO AS NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS (NBR).................................................................................................28 4.3.1 Recomendações para o levantamento da carga de iluminação…………...29 4.3.1.1 Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz…….29 4.3.1.2 Condições para se estabelecer a potência mínima de iluminação…………..29 4.3.2 Pontos de tomada………………………………………………………………….29 4.3.2.1 Quantidade de pontos de tomada……………………………………………….30 4.3.2.2 Potências atribuíveis aos pontos de tomada…………………………………...30 4.3.3 Aquecimento elétrico de água…………………………………………………..31 4.3.5 Condutor de proteção e tomadas aterradas………………………………….31 5 EXEMPLOS .……....……...….…….…….…….………....……………...…...….…….32 5.1. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PROVISÓRIAS SEGURAS EM CANTEIROS DE OBRAS ……………………………....…………………………………………………….32 5.1.1. Resumo ……………………………....……………………………....…...............32 5.1.2. Locais de Risco Elétrico em Canteiro de Obras …………………...….……….33 5.1.3. Estudo de Caso …………………………....…………………………..…………..33 5.1.4. Equipamentos Encontrados …………………………....……....……...………...34 5.1.5. Tabela Modelo ………………………………………….…...………...…………...35 5.1.6. Conclusão ……………………………....…………....…………………..………..35 6 DESAFIOS DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICA BRASILEIRAS…………………...36 6.1 NORMAS E SUAS APLICAÇÕES………………………………………………….37 6.2 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO NEGLIGENCIADOS………………………….38 6.3 PROBLEMAS COMUNS EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS…………………….41 7 REFERÊNCIAS ………………………………………………………………….…….47 5 1 INTRODUÇÃO Desde a sua descoberta a eletricidade tornouse essencial para o desenvolvimento da humanidade. Com a globalização e a evolução tecnológica tornouse ainda mais indispensável seu uso, pois é cada vez mais perceptível o crescimento quanto ao uso de aparelhos eletroeletrônicos instalados à rede elétrica. A instalação elétrica permite a transferência de energia elétrica de um fonte geradora e energia, como um gerador, sua transformação e pontos de utilização como tomada, interruptor e lâmpada. A instalação elétrica envolve as etapas do projetoe da implementação física das ligações elétricas, que garantirão o fornecimento de energia em determinado local. A preferência pelo seu uso está baseada pela facilidade na sua conversão em outras formas de energia, como em energia luminosa no uso das lâmpadas, energia mecânica no uso de motores e alimentação de vários equipamentos eletrônicos. O estudo das instalações tem como objetivo dispor a eletricidade fornecida ao usuário de forma mais adequada e eficiente. Para que a energia chegue ao seu local de consumo passa por diversas etapas e para que todo esse processo tenha finalidade, é indispensável que se tenham instalações projetadas de maneira correta e eficiente. Deste modo, o presente trabalho tem o objetivo de descrever os diferentes tipos de instalações elétricas, suas aplicações e exemplos através de estudos de caso. 6 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS RESIDENCIAIS Com o desenvolvimento da sociedade e os avanços tecnológicos, aumenta a necessidade de habitações e facilidades no âmbito doméstico, comercial e industrial. Para isso é necessário uma distribuição elétrica otimizada e automatizada, ao se introduzirem aparelhos eletrodomésticos e esses cada vez mais sofisticados, aumenta a importância do projeto de uma instalação mais sofisticado. Segundo CREDER (1976) o projeto de instalação elétrica “é a previsão escrita de instalação, com todos os detalhes, com a localização dos pontos de utilização da energia elétrica, comandos, trajetos dos condutores, divisão em circuitos, seção dos condutores, dispositivos de manobra, carga de cada circuito e carga total, etc.”. Podendo este ser dividido em 4 partes, sendo elas memorial, conjuntos de plantas, especificações e orçamento. As instalações residenciais devem respeitar as normas da concessionária de energia local, bem como as Normas Técnicas Brasileiras da ABNT. 2.2 FORNECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA A Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL através da Resolução N.º 456, de 29 de Novembro de 2000 e suas revisões, estabelece condições gerais para o fornecimento de energia elétrica “visando aprimorar o relacionamento entre os agentes responsáveis pela prestação do serviço público de energia elétrica e os consumidores”. As tensões podem ser classificadas em mono, bi ou trifásica, e suas potências de ligação são definidas pela concessionária. Para definição da classe de tensão a ser fornecida pela concessionária de energia, deve ser feito o cálculo da carga instalada. 7 2.2.1 Ligação com Dois Fios A ligação com dois fios é feita com a fase e o neutro (monofásica), podendo atender a carga total instalada de até 10kW (para 127V). E para ligações com neutro não disponível, com carga total instalada de até 15kW, a ligação será feita a partir de dois fios fase e fase (bifásica para 220V). Figura 1 Ligação do Equipamento de Medição com Dois Fios 2.2.2 Ligação com Três Fios A ligação a partir de três fios (fase, fase e neutro) pode atender a carga total instalada de 10kW até 15kW (para 127/220V), chamada também de Bifásica. 8 Figura 2 Ligação do Equipamento de Medição com Três Fios 2.2.3 Ligação com Quatro Fios A ligação feita a partir de quatro fios (fase, fase, fase e neutro), pode atender a carga total instalada de 15kW até 75kW (para 127/220V), e é chamada de Trifásica. Figura 3 Ligação do Equipamento de Medição com Quatro Fios 9 2.3 PADRÃO DE ENTRADA O padrão de entrada de uma instalação elétrica é composto por um ramal de entrada, poste, caixas e quadros de medição, se necessário chave seccionadora, proteção e aterramento. De acordo com as normas técnicas, a proteção geral da entrada de energia deve estar localizada depois da medição, através de disjuntores termomagnéticos. Com o objetivo de manter o estado de conservação das caixas de medição e de toda a instalação é importante que seja feita a manutenção preventiva e periódica. Além disso, o poste de alimentação deve ser especificado e dimensionado de acordo com a categoria de atendimento. Segundo Eletropaulo (1995) todas as entradas consumidoras devem ser dimensionadas com base na corrente de demanda da instalação e de acordo com tabelas e fórmulas estabelecidas pela Norma Técnica Unificada. Figura 4 Circuito de Distribuição. 10 2.3.1 Quadro de Medição A instalação elétrica consumidora inicia no quadro de medição, que é destinado a instalação do medidor de energia, seus acessórios e dispositivos de proteção. É do quadro de medição que partem os condutores elétricos que vão alimentar a instalação. Também está contido no quadro, uma barra de aterramento ligada à terra por meio de um fio, caracterizado pelas cores verde e amarelo, com o objetivo de proteger o usuário contra o choque. O medidor de energia elétrica, contido na caixa, é de propriedade da companhia concessionária, pessoa jurídica detentora da concessão federal para explorar a prestação de serviços públicos de energia elétrica (Eletropaulo, 1995). Figura 5 Caixa de Medição. 2.3.2. Quadro de Luz De acordo com Pirelli “o quadro de luz é o coração da instalação elétrica”. É onde se encontra a chave geral e os dispositivos de segurança dos circuitos. Os circuitos atendem as dependências da estrutura predial ou de aparelhos específicos. 11 Figura 6 Diagrama de um Quadro de Luz (Distribuição) 2.4 CONDUTORES E ISOLANTES ELÉTRICOS Os elétrons que compõem o átomo e giram ao redor de um núcleo podem ser atraídos com maior ou menor força por esse (CAVALIN e CERVELIN, 2006). Eles, estão dispostos em camadas, isto é, em níveis de energia diferentes, proporcionais à sua distância para o núcleo (GUSSOW, 1997). Para tanto, elétrons mais próximos do núcleo possuem níveis de energia menores se comparados aos elétrons mais afastados, que se encontram na camada mais externa, também conhecida como camada de valência (GUSSOW, 1997). Logo, os elétrons podem desprenderse da camada de valência, caso seja aplicada ao átomo umaenergia suficiente. Esses, por sua vez, são denominados de elétrons livres (GUSSOW, 1997). A facilidade de desgarrarse do átomo caracteriza o material como condutor elétrico, caso contrário, apresentando o elétron dificuldade de libertarse tal material recebe o nome de isolante elétrico (CAVALIN e CERVELIN, 2006). Os condutores elétricos são materiais que compõem as linhas elétricas, e, portanto, são responsáveis pela transmissão da energia e/ou dos sinais elétricos 12 (COTRIM, 2009). São caracterizados pela sua baixa resistência, devido a isso, os metais apresentam propriedades de bons condutores (GUSSOW, 1997). Contudo, de acordo com Cotrim (2009), é importante atentar ao fato de que o termo “condutor elétrico”, na prática, se refere a barras, fios e cabos podendo estar isolados ou nus. Sendo assim, em condutores com isolação, o cobre tem se sobressaído quanto a sua utilização, pois, além de suas propriedades, destacase também pelo baixo custo. Enquanto que o alumínio, embora também seja usado na fabricação de condutores isolados, seu uso predomina no “campo dos condutores nus”. Os condutores isolados são fios ou cabos que possuem isolação, podendo essa ser formada por uma ou mais camadas de materiais isolantes. A isolação possui como principal finalidade a de isolar eletricamente os condutores, dessa forma, acontece tanto entre condutores próximos, quanto com o ambiente (COTRIM, 2009). Figura 7 Condutor Elétrico Simples. 2.5 CIRCUITO ELÉTRICO Cotrim (2009) define o circuito de uma instalação elétrica como sendo o conjunto de elementos da própria instalação, incluindo condutores e demais equipamentos a ele ligados, alimentados pela mesma fonte de tensão e ligados ao mesmo dispositivo de proteção. Tal característica de proteção é a principal, já que protege os condutores de sobrecorrentes, que pode ser garantida por dois ou apenas um dispositivo, guardando de correntes de sobrecarga e de curtocircuito. 13 Figura 8 Esquema de um circuito elétrico completo. Em uma instalação, existem dois tipos de circuitos: os de distribuição e os terminais. O circuito de distribuição é o circuito que alimenta, com energia elétrica, um ou mais quadros de distribuição (COTRIM, 2009). Já os circuitos terminais são aqueles que vêm do quadro de distribuição e são ligados diretamente às lâmpadas e tomadas, de uso geral ou específico (CAVALIN e CERVELIN, 2006). 2.6 CORRENTE ELÉTRICA Segundo Cotrim (2009), a corrente elétrica é o movimento sistemático dos elétrons livres dentro do condutor, influenciado por uma diferença de potencial (d.d.p.) ou fonte de tensão. Para Creder (2007), tal movimento visa restaurar o equilíbrio que, devido a ação do campo elétrico ou por influência de outros fatores, como atrito ou alguma reação química, havia sido desfeito. A corrente elétrica é representada pela letra I e sua unidade de medida é o Ampère (A), na qual define o fluxo de cargas elétricas, que percorrem um condutor, em um determinado intervalo de tempo (GUSSOW, 1997). Sendo assim, a corrente existirá apenas quando houver carga em um circuito fechado (CAVALIN e CERVELIN, 2006). 2.7. TENSÃO ELÉTRICA Gussow (1997) conceitua diferença de potencial (d.d.p.) como sendo a capacidade de duas cargas diferentes realizarem trabalho. A diferença de potencial 14 pode também ser chamada de tensão elétrica, assim para Cavalin e Cervelin (2006), a tensão elétrica é a força atuante no circuito de modo a mover, ordenadamente, os elétrons livres. A unidade de medida da tensão é o volt (V) (GUSSOW, 1997). 2.8 RESISTÊNCIA ELÉTRICA O físico Georg Simon Ohm (17891854) foi quem realizou os primeiros estudos da resistividade dos materiais ôhmicos. Nessa ocasião, o pesquisador concluiu que conforme a diferença de potencial (d.d.p.), ou tensão elétrica, variava em um circuito, a corrente também sofria variação (CAVALIN e CERVELIN, 2006). Sabendo que a resistência é a característica do material em se opor ou resistir ao movimento dos elétrons, portanto, fazse necessária a aplicação de uma tensão a fim de que o fluxo de corrente seja mantido (O’MALLEY, 1993). Dessa forma, a partir do quociente entre a tensão e a corrente obtevese uma constante e concluiuse que essas grandezas são diretamente proporcionais. A razão entre os valores da tensão e da corrente representa a resistência elétrica ôhmica, um valor constante, também conhecido como constante de proporcionalidade (CAVALIN e CERVELIN, 2006). 2.8.1 Leis de Ohm A 1ª Lei de Ohm que pode ser representada de acordo com a Equação 1: (1) Onde: R = Resistência elétrica, em ohm (Ω); V = Tensão elétrica, em volt (V); I = Intensidade de corrente elétrica, em ampère (A). 15 Segundo Creder (2007), cada material possui uma resistência própria que dependerá das características do condutor, tais como o tipo de material, o comprimento, bem como a área de sua seção reta. Tal relação é expressa pela 2ª Lei de Ohm, conforme apresentada na Equação 2: (2) Onde: ρ – Resistividade do material (ohms . mm²/m); L – Comprimento (m); A – Área da seção reta (mm²). 2.9 POTÊNCIA Segundo Creder (2007), potência é a “energia aplicada por segundo” no momento da utilização de determinado equipamento. Potência é “o produto da tensão pela corrente”, onde, para fins práticos, temse a Equação 3: (3) Onde: P – Potência aparente (VA); V – Tensão elétrica, em volt (V); I – Intensidade de corrente elétrica, em ampère (A). Para Hidalga(2006) esse produto entre a corrente e a tensão, que circula pelo circuito, nada mais é do que a potência aparente. Em circuitos de corrente alternada, existem três tipos de potência: ativa, reativa e aparente (CREDER, 2007). A potência reativa, cuja unidade é VAr, é aquela que foi transformada em campo magnético, já a potência ativa é aquela que é transformada por outro tipo de potência, sua unidade de medida é o Watt (W), e quando acompanhada da potência 16 aparente são muito usadas como base de cálculos, em projetos de instalações elétricas (HIDALGA, 2006). Em uma instalação residencial deve existir a potência de alimentação, que corresponde ao máximo de potência solicitada da instalação em um período de 24 horas. Para tanto, devemse calcular as potências nominais de todos os equipamentos que serão utilizados no ambiente, bem como o fator de potência de cada ponto de utilização previsto (COTRIM, 2009). 2.10 FATOR DE POTÊNCIA Cavalin e Cervelin (2006) definem o fator de potência como sendo a porcentagem de energia elétrica realmente utilizada, ou seja, indica o quanto da energia que está sendo requerida à concessionária de energia como potência aparente, está de fato sendo usada como potência ativa. O fator de potência é o cosseno do ângulo de defasagem existente entre a tensão e a corrente (Figura 3), que, teoricamente, pode variar entre 0 e 1. O valor 0, indica um circuito puramente indutivo e valor 1, um circuito puramente resistivo. Vale salientar que é impraticável um circuito ser puramente indutivo, já que é impossível um fio não oferecer nenhuma resistência (CREDER, 2007). Figura 9 Diagrama de Defasagem entre tensão e corrente em circuito indutivo. 17 Em 1992, foi publicada a Portaria DNAEE nº. 085, que estabelecia algumas mudanças a respeito da energia reativa que circula no sistema. No referido documento, foi informado o limite mínimo para o fator de potência, que passou a ser de 0,92 (ANEEL, 2012). Contudo, para a elaboração de projetos, geralmente aplicase fatores de potência diferentes, para tomadas é usado o fator de potência nominal de 0,80 e para a iluminação incandescente o fator de potência é 1,00 (SCHNEIDER ELECTRIC, 2009). Entretanto, em relação à iluminação, as lâmpadas fluorescentes possuem um rendimento mais baixo, que varia entre 0,54 e 0,83 (COTRIM, 2009). 3 APLICAÇÕES 3.1 CARACTERÍSTICAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS TÍPICAS Apresentamos, a seguir, cinco aplicações e alguns de seus elementos característicos considerados em projetos atuais . 3.1.1 Instalações Industriais Distribuição primária a subestações unitárias localizadas nos centros de carga. Distribuição com cabos armados de alta tensão (por exemplo, 5 ou 15kV). Uso do sistema 380Y/220V, sendo 380y para força e 220V para iluminação (fluorescente ou vapor de mercúrio). Uso de barramentos blindados e/ou cabos em leitos para os circuitos de distribuição secundários, com vistas à maior acessibilidade e flexibilidade. Uso de eletrodutos rígidos não metálicos em locais corrosivos Uso de condutos embutidos no piso para a distribuição de força (circuitos terminais) em áreas com equipamentos muito espalhados. Cuidados especiais em áreas perigosas 18 Proteção total contra faltas no sistema; uso de dispositivos com capacidade de interrupção adequada; coordenação seletiva da proteção, de modo a isolar apenas as áreas afetadas por faltas. Uso de quadros de distribuição metálicos, totalmente fechados, para máxima segurança e fácil manutenção; uso de CCMs (centros de controle de motores), quando o número e o tipo de funcionamento dos motores assim o exigir. Figura 10 Instalações Industriais. Fonte: 3.1.2 Prédios de Escritórios Uso de dispositivos de proteção com capacidade de interrupção adequada e devidamente coordenado. Uso do sistema 380Y/220V, sendo 380Y para força e 220V para iluminação (fluorescente); uso de transformadores secos nos andares (ou para grupos de andares), a fim de obter 208Y/120V, ou 220Y/127V, para iluminação local (incandescente) e tomadas. 19 Uso de quadros de distribuição metálicos, totalmente fechados, para máxima segurança e fácil manutenção; uso de quadros terminais modulados (padronizados).Distribuição primária a subestações unitárias colocadas verticalmente no prédio, por exemplo, em andares técnicos. Prumadas com barramentos blindados Uso de condutos embutidos no piso ou de sistemas préfabricados (por exemplo, blocos alveolados) para circuitos de distribuição de força, circuitos terminais de tomadas de piso, telefones, sinalização e comunicações. Uso de sistema integrado de iluminação e arcondicionado. Sistemas de detecção e alarme contra incêndios e roubos Uso de piso elevado ou andar técnico para a instalação de circuitos em locais de processamento de dados. 3.1.3 Hospitais Distribuição primária a subestações unitárias nos centros de carga. Uso de dispositivos de proteção com capacidade de interrupção adequada e devidamente coordenados. Previsão adequada da alimentação de substituição; geralmente grupo motogerador de emergência (sistema nobreak) e baterias para iluminação de salas de operação. Iluminação moderna e com níveis adequados. Uso de sistemas e equipamentos modernos de sinalização e comunicação; chamada de enfermarias, buscapessoas, circuito fechado de TV, música ambiente. Uso de sistemas modernos de distribuição para laboratórios e salas de raios X. Cuidados especiais das instalações do centro cirúrgico (circuitos isolados com detector de terra e sistema de alarme) e nas de outros locais perigosos (uso de anestésicos). 20 Figura 11 Instalações Elétricas de Hospitais 3.1.4 Escolas/ Campus Universitários Distribuição primária a subestações unitárias ou a transformadores em postes, no caso de existirem vários prédios. Uso de dispositivos de proteção com capacidade de interrupção adequada e devidamente coordenados. Uso de quadros de distribuição metálicos, totalmente fechados, para máxima segurança e fácil manutenção; uso de quadros terminais metálicos modulados (padronizados). Níveis de iluminamentoadequados nas salas de aula. Uso de sistemas de distribuição que permitem grande flexibilidade nos laboratórios e oficinas didáticas. Uso de sistemas e equipamentos modernos de sinalização e comunicações: intercomunicação, circuito fechado de TV, sistema de horário unificado com aviso de início e final de aulas etc. Sistemas de detecção e alarme contra incêndios e roubos. Previsão adequada de alimentação de substituição (grupos motogeradores) para centro de computação e serviços essenciais. Uso, em salas de aula, anfiteatros e auditórios, de comando centralizado de iluminação, cortinas, tela e tomadas para projetores. 21 Previsão de sistemas de arcondicionado para laboratórios e centros de computação. 3.1.5 Prédios de Apartamentos Uso de centros de medição para prédios com mais de 15 andares. Uso de prumadas com barramentos blindados para prédios com grande potência instalada a altura considerável (por exemplo, mais de 10 andares). Uso de dispositivos de proteção com capacidade de interrupção adequada e devidamente coordenados. Previsão adequada de carga nos apartamentos (incluindo arcondicionado, quando for o caso). Uso de quadros terminais metálicos modulados (padronizados). Sistemas de detecção e alarme de incêndios e roubos. Sistemas de interfones. Previsão de alimentação de substituição (grupo motogerador) para iluminação de emergência e elevadores. Antena coletiva de TV. Figura 12 Instalações Elétricas Prediais 22 4 ESPECIFICIDADES 4.1. CARACTERÍSTICAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Instalação Elétrica é o conjunto das partes elétricas e não elétricas necessárias ao funcionamento de um sistema ou de uma parte determinada do mesmo. Por exemplo, a instalação elétrica de uma casa é composta pelo sistema elétrico da casa (só partes elétricas) e as partes não elétricas necessárias para o seu funcionamento, tais como espaços de construção, poços, tubos, caixas, etc. Equipamento (elétrico) é chamado o conjunto unitário que se liga por terminais a um sistema elétrico, para nele exercer uma ou mais funções determinadas. Em instalações elétricas temos basicamente equipamentos relacionados com a alimentação da instalação, tais como geradores, transformadores, acumuladores, etc. Componentes são partes de um sistema ou equipamento, ou de outro componente, os quais são essenciais ao seu funcionamento. Já os dispositivos são equipamentos ou componentes que dão passagem à corrente elétrica, praticamente sem utilizar da energia elétrica que por eles transitar. Temos em instalações, equipamentos (dispositivos) de manobra e proteção, tais como chaves, disjuntores, dispositivos fusíveis, entre outros. 4.1.1 Equipamentos de Utilização Os equipamentos de utilização são os que convertem energia elétrica em outra forma de energia. Existem componentes de utilização de iluminação, equipamentos industriais e não industriais. Os equipamentos de utilização podem ser classificados em: a) Equipamentos fixos: São aqueles instalados permanentemente em um lugar determinado. São os transformadores (em postes, subestações), máquinas operatrizes de grande porte, balcões frigoríficos, entre outros. 23 b) Equipamentos estacionários: São equipamentos que funcionam em determinado lugar e geralmente não são movidos, porém podem funcionar em outros locais. É o caso da geladeira doméstica, máquinas de solda a arco, entre outras. c) Equipamentos portáteis: Podem ser movimentados durante o seu funcionamento, como alguns ventiladores de ar residencial, receptores portáteis de televisão, etc. d) Equipamentos manuais: São os equipamentos portáteis projetados para serem movimentados durante seu uso, tais como ferramentas elétricas como a furadeira. e) Equipamentos móveis: são os equipamentos portáteis cuja movimentação é característica normal de funcionamento. São exemplos as máquinas de cortar grama e enceradeira. 4.1.2 Potência instalada e cargas Em instalações elétricas, a potência instalada de um setor de instalação ou de um conjunto de equipamentos é a soma das potências nominais dos equipamentos de uma instalação, do setor da instalação, ou do conjunto de equipamentos. Cargas, em instalações elétricas, podem indicar a potência fornecida ou recebida, em um dado instante, por uma instalação ou por um sistema; podem indicar a potência nominal de um equipamento de utilização; ser sinônimo de potência instalada e sinônimo de equipamento de utilização ou ponto de utilização. Ao iniciar um projeto elétrico fazse uma estimativa de carga, ou seja, estimativas parciais e total de potência instalada. Há, então, cálculos de densidade de carga, que são as razões entre potência instalada e área. As unidades de densidade de carga são expressas em W/m2, kW/m2, VA/m2 ou kVA/m2. 24 4.1.3 Tensão A tensão nominal de um sistema é a tensão de linha pela qual o sistema é designado e à qual são referidas certas características operacionais do sistema. São também definidas para o sistema tensões máximas e mínimas, respectivamente maior e menor tensão a que pode ser mantido, em condições normais, o sistema. Quadro 1: Comparativo de Tensões Baixa tensão Até 1000 V Média tensão Acima de 1000 V até 72500 v Alta tensão Acima de 72500 V até 242000 V Extraalta tensão Acima de 242000 V até 800000 V As tensões nominais para a alimentação de aparelhos monofásicos devem ser escolhidas a partir da tabela e não devem normalmente exceder a 240 V. Sob condições normais do sistema, a diferença entre a tensão nominal e a tensão nos terminais de alimentação não deve ser superior a 10% de diferença para mais ou menos. 4.1.4 Condutores Em instalações elétricas, existem diferentes tipos de condutores: condutor vivo que é destinado a transmitir energia, condutor neutro para corrente alternada e compensador em corrente contínua. Quando em corrente alternada há dois tipos de condutores se monofásica, se bifásica simétrica, três condutores, e se trifásica, três condutores. Em corrente contínua é possível haver dois ou três condutores. O sistema chamado pela norma de “bifásico simétrico” é denominado, com mais propriedades, monofásico a três condutores. O sistema trifásico a quatro25 condutores tanto pode ter origem numa estrela com neutro, como pode originarse em um delta, onde o neutro sai do “tap” central de uma das bobinas. A figura a seguir mostra sistemas de condutores vivos considerados: Figura 13 Sistemas Condutores. 4.1.5 Proteção de instalações elétricas Equipamentos e condutores, componentes de uma instalação elétrica são, frequentemente solicitados por tensões e correntes diferentes dos valores nominais. Estas solicitações aparecem normalmente como sobrecarga, curtocircuito, sobretensões e subtensões. As condições anormais de operação podem danificar as instalações, equipamentos e causar acidentes envolvendo os indivíduos presentes no local da instalação. Para proteção das instalações elétricas são adotadas algumas medidas: 26 a) Proteção contra Sobrecargas: Todos os circuitos de uma instalação devem ser protegidos por dispositivos que interrompam a corrente quando ocorrer uma sobrecarga em pelo menos um dos condutores do circuito. b) Proteção contra CurtoCircuitos: Todos os circuitos de uma instalação devem ser protegidos com dispositivos que interrompam a corrente, num tempo suficientemente curto, quando pelo menos um dos condutores do circuito for percorrido por uma corrente de curtocircuito. 4.2 PROJETOS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS O projeto de uma instalação elétrica deve ser constituído por um conjunto de desenhos, tais como plantas, diagramas unifilares, detalhes e outros. É necessário ser realizado um memorial descritivo da instalação, contendo: descrição da instalação, tabela, cálculos principais, especificações dos componentes, e justificativa das soluções adotadas. Deve ser composto por três fases: a) Análise do local onde deverá situarse a instalação, determinando e/ou localizando os diferentes pontos de utilização e escolhendo as configurações que irão permitir o fornecimento de energia elétrica, com as características desejadas, a cada um daqueles pontos; b) Dimensionamento dos diversos circuitos e de todos os equipamentos e componentes, determinando para cada equipamento e componente o tipo, o modelo, os valores nominais, e outras características que se façam necessárias; c) Elaboração de plantas, esquemas e detalhes, que situem a instalação projetada dentro das dimensões físicas do local e que mostrem, da maneira mais clara possível, as características específicas da instalação e dos equipamentos e outros componentes usados. 27 Além destas fases, em um projeto de instalação elétrico deve constar obrigatoriamente: a) a localização de todos os pontos de utilização, suas características, seus comandos e indicações dos circuitos a que estão ligados; b) a localização das subestações e quadros de distribuição; c) o trajeto dos condutores e condutos, com indicação das respectivas dimensões e do tipo de instalação; d) diagramas unifilares indicando os diversos circuitos, seção dos condutores e discriminando os dispositivos de manobra e proteção; e) especificação de todos os componentes da instalação. 4.2.1 Instalações através de ligações em série ou paralelo As instalações de lâmpadas em série fazem com que as lâmpadas sejam ligadas em sequência, podendo usar várias lâmpadas ligadas ao mesmo circuito, estando este dimensionado para tal. Em uma ligação em série, se uma lâmpada do circuito queima, as outras que estão ligadas em sequência se apagam também. É indicado o uso de lâmpadas de mesma potência quando se for usar em ligações em série. Abaixo a figura demonstra um esquema de ligação em série. Figura 14 Esquema de Ligação em Série Fonte: RDT RAGEMG (2015) 28 As lâmpadas quando ligadas em paralelo, são ligadas de forma que uma lâmpada é ligada no terminal da outra. Assim, é possível que as lâmpadas funcionem de forma independente uma das outras, funcionando normalmente se uma queimar. As ligações em paralelo são utilizadas quando é necessário ser ligado um conjunto de lâmpadas em um só disjuntor, ou dispositivo elétrico. A figura abaixo demonstra um esquema de ligação em paralelo. Figura 15 Esquema de Ligação em Paralelo Fonte: RDT RAGEMG (2015) 4.3 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS SEGUNDO AS NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS (NBR) 4.3.1 Recomendações para o levantamento da carga de iluminação Para o levantamento da carga de iluminação devese estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz de acordo com a regulamentação nacional e observar as condições para se estabelecer a potência mínima de iluminação. 29 4.3.1.1 Condições para se estabelecer a quantidade mínima de pontos de luz Segundo a norma, devese prever pelo menos um ponto de luz no teto, comandado por um interruptor de parede por espaço, ambiente. (Este ponto pode ser substituído por ponto na parede em espaços sob escada, depósitos, despensas, lavabos e varandas, desde que de pequenas dimensões e onde a colocação do ponto no teto seja de difícil execução ou não conveniente). 4.3.1.2 Condições para se estabelecer a potência mínima de iluminação A carga de iluminação é feita em função da área a ser iluminada: Para área igual ou inferior a 6 m2 devese atribuir um mínimo de 100 VA. Para área superior a 6 m2 devese atribuir um mínimo de 100 VA para os primeiros 6 m2, acrescido de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros. 4.3.2 Pontos de tomada Pontos de tomada são pontos de utilização em que a conexão do equipamento ou equipamentos a serem alimentados é feita através de tomada de corrente. A norma esclarece ainda que um ponto de tomada pode conter uma ou mais tomadas de corrente. A norma estimula assim a presença de um número adequado de tomadas de corrente nos diversos cômodos de forma a reduzir ao máximo a utilização de benjamins ou tês. 4.3.2.1 Quantidade de pontos de tomada A norma NBR para instalações elétricas define o número mínimo de pontos de tomadas que devem ser previstos num local de habitação. Seguem alguns critérios principais: Banheiros: pelo menos um ponto de tomada próximo ao lavatório. Cozinhas, copas, copascozinhas, áreas de serviço, cozinhaárea de serviço, lavanderias: no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração,de 30 perímetro. Acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo duas tomadas de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos. Varandas: deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada, admitindose que este ponto de tomada não seja instalado na própria varanda, mas próximo ao seu acesso, quando a varanda, por razões construtivas, não comportar o ponto de tomada, quando sua área for inferior a 2 m 2 ou, ainda, quando sua profundidade for inferior a 80 cm. Salas e dormitórios: devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m ou fração de perímetro, sem especificar a área mínima de 6 m2. Sala de estar: Como este ambiente abriga mais eletroeletrônicos que as salas normais citadas na regra anterior, devese acrescentar além da quantidade mínima de pontos de tomada. O texto regulatório deixa a cargo do profissional o julgamento sobre a quantidade adequada de tomadas, de acordo com aquilo que se espera instalar de eletroeletrônicos em cada sala de estar. Demais cômodos: requer que sejam previstos, pelo menos, um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for igual ou inferior a 2,25 m2, admitindose que, em função da reduzida dimensão do local, esse ponto seja posicionado externamente ao cômodo ou dependência, a até 80 cm de sua porta de acesso. Quando a área do cômodo ou dependência for superior a 2,25 m2 e igual ou inferior a 6 m2,exigese, no mínimo, um ponto de tomada. E nos casos de cômodos com área superior a 6 m2, vale a regra de um ponto de tomada para cada 5m, ou fração, de perímetro. 4.3.2.2 Potências atribuíveis aos pontos de tomada Uma vez determinada a quantidade de pontos de tomada, é preciso atribuir as potências em VA para estes pontos. A norma diz que a potência a ser atribuída a cada ponto de tomada é em função dos equipamentos que ele poderá vir a alimentar e não deve ser inferior a determinados valores mínimos indicados a seguir: 31 Banheiros, cozinhas, copas, copascozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos: devese atribuir no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até 3 pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, considerandose cada um desses ambientes separadamente. Os demais cômodos ou dependências devem conter no mínimo 100 VA por ponto de tomada. 4.3.3 Aquecimento elétrico de água Nas residências brasileiras, o sistema de aquecimento de água, devido principalmente a critérios econômicos é feito basicamente de forma elétrica. A norma NBR regulamenta então, que a conexão do aquecedor elétrico de água ao ponto de utilização deve ser direta, sem uso de tomada de corrente. A forma de fazer a ligação direta não é detalhada na norma, estando abertas as possibilidades de ligação direta entre condutores com reparo da isolação por fita isolante, uso de conectores, etc. 4.3.5 Condutor de proteção e tomadas aterradas A norma brasileira estabelece que todo circuito deve dispor de condutor de proteção, em toda sua extensão. Também descreve que todas as tomadas de corrente fixas das instalações devem ser do tipo com contato de aterramento (PE). Esta estabelecido: é obrigatório distribuir o condutor de proteção (fio terra) em todos os circuitos (inclusive os de iluminação) e utilizar todas as tomadas de corrente na configuração. 32 5 EXEMPLOS 5.1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PROVISÓRIAS SEGURAS EM CANTEIROS DE OBRAS 5.1.1. Resumo . Segundo Junior et al (2007) um dos maiores índices de acidente fatal em canteiros de obras são os acidentes que ocorrem com as instalações elétricas. Baseandose em um artigo com as principais formas de se executar as instalações elétricas, sendo elas, mesmo provisórias, seguras para a atuação dos profissionais da indústria da construção civil. Neste sentido, Junior et al (2007) desenvolveram além das técnicas existentes para a instalação segura prevendo possíveis acidentes e as melhores formas possíveis para assegurar a saúde do trabalhador, uma tabela, através da pesquisa em três canteiros de obras de pequeno e médio porte situados na cidade de Sorriso/MT, que ajudará, nas instalações de canteiros de obras, a dimensionar corretamente as instalações para equipamentos comumente encontrados em canteiros de obras. JUNIOR et al (2007): “Esta pesquisa tem a preocupação com os canteiros de obras que na cidade de Sorriso/MT são muito comuns uma vez que a cidade está atualmente em fase de grande crescimento populacional e de áreas construídas.” 5.1.2 Locais de Risco Elétrico em Canteiro de Obras O autor, então, lembra dentro de um canteiro de obras existem partes da instalação onde devemos manter a atenção para um possível problema com energia elétrica. Na verdade, onde existe potencial elétrico ou corrente elétrica há um risco de natureza elétrica e este risco deverá ser sempre controlado para que não ocorra acidentes com eletricidade. 33 Neste sentido, Junior et al; (2007) afirma que podemos dizer que dentre os locais de maior risco de acidentes com energia elétrica temos: Quadros de Distribuição, Terminal e Medição; Dispositivos de Proteção e Manobra; Instalações Aéreas; Instalações Subterrâneas; Plugs e Tomadas; Iluminação Provisória; Máquinas e Equipamentos; Abaixo estão exemplificados os locais acima demonstrando as recomendações para cada local com a finalidade de minimizar os riscos encontrados. 5.1.3 Estudo de Caso Para o estudo de caso trazido no trabalho, foram observados três canteiros de obras distintos situados no município de Sorriso/MT. As obras observadas foram de pequeno e médio porte e os equipamentos encontrados condizem com as atividades locais sendo os de maior potência utilizados para os cálculos. 5.1.4 Equipamentos Encontrados JUNIOR et al. (2007): “Abaixo seguem a lista de equipamentos encontrados e utilizados nos três canteiros de obras analisados:” Quadro 2: Canteiro de Obras 01 Fonte: JUNIOR et al. (2007) Quadro 3: Canteiro de Obras 02 34 Fonte: JUNIOR et al. (2007) Quadro 4: Canteiro de Obras 03 Fonte:JUNIOR et al. (2007) 5.1.5. Tabela Modelo A tabela criada pelos autores mostra os principais equipamentos utilizados nos canteiros de obras analisada bem como o dimensionamento através da NBR5410 dos disjuntores e cabos necessários para atender as cargas com segurança. 35 Quadro 5: Dimensionamento Individual de Equipamentos Fonte: JUNIOR et al. (2007) ‘ Para o dimensionamento total da instalação foi observada a maior carga instalada nos três casos analisados de canteiros de obras e observado o sistema trifásico como o mais adequado à este tipo de instalação com cabo 16mm² e disjuntor trifasico termomagnetico de 60A. Este dimensionamento atende os três casos analisados. Quanto à queda de tensão não foi observada a necessidade de mudança de bitola do cabo de entrada nem dos secundários para atender a mínima queda de tensão de 7% a partir do ponto de entrega. 5.1.6 Conclusão Junior et al (2007) concluem: O estudo traz os principais locais de acidentes com instalações elétricas provisórias em canteiros de obras com o intuito de demonstrar as melhores formas de implantação de forma a minimizar os acidentes de trabalho com instalações elétricas. Estas observações ajudará ao leitor ter visões diferentes na execução destas instalações objetivando a integridade física do trabalhador e suas possíveis ações durante as atividades em canteiros de obras. 36 O modelo de tabela foi realizado com canteiros de obras de pequeno e médio porte onde foram observados as bitolas mínimas previstas pela NBR5410 para circuitos de força e iluminação. O dimensionamento realizado para ramais de entrada também somente firmou o que já vem sendo utilizado no diadia destas instalações. Não foram observados problemas como quedas de tensões nos casos analisados com os cabos dimensionados de acordo com a capacidade de condução de corrente. A principal contribuição deste trabalho foi a realidade encontrada nos canteiros de obras de modo a ajudar a prever possíveis acidentes com instalações elétricas e firmar a necessidade de instalações mesmo que provisórias de forma qualificada minimizando os riscos elétricos. 6 DESAFIOS DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICA BRASILEIRAS Atualmente o cenário das instalações elétricas residenciais e prediais brasileira não é dos mais animadores, enfrentamos um período de crise no setor elétrico, com constantes acréscimos na conta de energia. Segundo a Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel), entidade existente desde 2005 e atuante na mudança da cultura brasileira sobre segurança elétrica, o número total de mortes em 2013 relacionados à eletricidade foi de 592, média de dois óbitos por dia. Houve 234 incidentes com curtocircuito, sendo que 200 evoluíram para incêndios de diferentes proporções. A International Copper Association (ICA) Brazil, organização líder mundial na promoção do cobre com participação de diversos profissionais das mais variadas áreas na cadeia produtiva, lançou um dossiê que retrata a realidade das instalações elétricas brasileiras , chamando a atenção das entidades e da população para a cultura de descaso nesta área. As não conformidades com a norma NBR http://www.diariodopoder.com.br/noticia.php?i=13234270260 http://www.diariodopoder.com.br/noticia.php?i=13234270260 http://procobre.org/pt/noticias/dossie-analisa-instalacoes-eletricas-no-brasil/ http://procobre.org/pt/noticias/dossie-analisa-instalacoes-eletricas-no-brasil/ 37 5410, que rege princípios de boas práticas em instalações elétricas de baixa tensão, estão presentes em residências de todos os níveis e classes socioeconômicas. As instalações elétricas irregulares se multiplicam quando verificamos as camadas de baixa renda da sociedade brasileira. Raramente encontrase uma residência em total conformidade com as normas vigentes, o que implica em sérios problemas de segurança e utilização não eficiente da energia elétrica, agravados pelo fato de a maior parte das residências serem construídas com madeira, material combustível. Apesar disso, a norma NBR 5410 não exclui a possibilidade de instalações elétricas serem construídas em conjunto com este material. A norma rege que “devem ser tomadas precauções para garantir que os componentes da instalação elétrica não possam provocar a combustão de paredes, tetos e pisos”. Figura 16 Imagem do subúrbio de Belém/PA. 38 6.1 NORMAS E SUAS APLICAÇÕES Existem normas que regulamentam a segurança no trabalho em instalações elétricas e instalações de baixa tensão, no entanto, devese criar um instrumento legal para verificar a aplicação das mesmas. Em 2012, o deputado Augusto Coutinho (PE) encaminhou o projeto de Lei 3370 que dispõe sobre a obrigatoriedade de vistorias periciais e manutenções periódicas nas edificações constituídas por unidades autônomas, públicas ou privadas, em todo o território nacional. Este projeto foi aprovado na câmara e aguarda apreciação no Senado. Alguns estados também criaram suas leis para realizar vistorias periódicas, por exemplo, no Rio de Janeiro , porém não há como o governo criar instrumentos para vistoriar a aplicação das normas em todas as situações. Cabe ao profissional, engenheiro eletricista ou técnico eletricista, a correta aplicação das normas em vigor quando no ato do projeto/execução. As principais normas brasileiras que regulamentam a baixa tensão são: NBR 5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão: Principal norma brasileira referente a instalações prediais e residenciais. Esta norma estabelece as condições que deve satisfazer uma instalação elétrica de baixa tensão no que diz respeito ao seu funcionamento adequado, na segurança de pessoas e conservação dos bens. NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade: Esta norma estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. As recomendações presentes nesta devem permear diversas etapas do serviço: projeto, execução, operação, manutenção, reforma, ampliação e segurança de usuários e terceiros. Segundo anorma NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade, as intervenções em instalações elétricas a 50 Volts (em corrente alternada) ou superior a 120 Volts (em corrente contínua) somente podem ser realizadas por trabalhador qualificado. Operações simples como ligar e desligar circuitos elétricos realizadas em baixa tensão, com materiais e equipamentos http://www.camara.gov.br/proposicoesWeb/fichadetramitacao?idProposicao=536223 http://www.sindiconet.com.br/10281/Informese/Manutenao/Vistoria-em-condominio 39 elétricos em perfeito estado de conservação, adequados para operação, podem ser realizadas por qualquer pessoa. Segundo a Abracopel, a quantidade de choques elétricos que não resultaram em morte em 2013, mas que deixaram sequelas, foi de 173. Grande parte dos acidentes ocorre por conta da mão de obra mal qualificada ou mesmo pessoas sem qualificação que realizam pequenas manutenções sem qualquer preparo prévio. Toda e qualquer instalação elétrica residencial deveria seguir as recomendações presentes na norma NBR 5410, no entanto, o que vemos na prática são diversas não conformidades. Basicamente o que o usuário está preocupado é se sua instalação está “funcionando”. É preciso ter em mente que uma instalação dentro da norma, que deveria ser seguida por força de lei, não apenas torna sua residência segura, como também a otimiza para utilização de forma eficiente. Exemplo: a norma trata que para equipamentos com potências elevadas devem ser previstas tomadas específicas nas quais os condutores são dimensionados de forma dedicada para a utilização de tais aparelhos. Conectar tais aparelhos em tomadas de uso geral, utilizando condutores com menor capacidade de condução de corrente, não inviabiliza o funcionamento, porém causa perdas de energia devido ao aquecimento dos cabos e redução da vida útil dos mesmos, traduzindose em aumento na conta de luz para o usuário. 6.2 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO NEGLIGENCIADOS Existem dispositivos que aumentam a segurança da instalação elétrica, mas sua utilização é obrigatória apenas em certos casos, segundo a NBR 5410. Além do disjuntor termomagnético, que é amplamente conhecido pela população, dois dispositivos muito importantes, mas desconhecidos merecem ser destacados: Dispositivo Diferencial Residual (DR): Tratase de um dispositivo que é acionado sempre que uma corrente de fuga maior que a nominal é detectada. As correntes de fuga são correntes indesejadas em um circuito elétrico, geralmente um curto circuito ou um caminho de baixa impedância. Os DRs têm funções diferentes conforme o valor nominal de corrente de fuga em que é projetado. Para valores 40 baixos, ele serve para proteção de pessoas quando em contato com uma parte viva da rede. Para valores mais altos, ele tem a função de proteger a instalação contra desperdício de energia (consumo excessivo de energia) causado por uma corrente de fuga alta. Segundo o item 5.1.3.2.2 da NBR 5410, o uso de DRs tornase obrigatório quando: ● Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro; ● Em circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação; ● Em circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior; ● Em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copascozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens. Dispositivo de Proteção contra Surto (DPS): É comum a “perda” de aparelhos eletrônicos por conta de um raio que caiu e gerou um “pico” de tensão. Esta é uma das causas mais frequentes da queima de equipamentos sensíveis (computadores e TVs): sobretensão causada por descargas atmosféricas ou manobras de circuitos. O DPS é um componente capaz de evitar o dano descarregando os surtos de corrente originários de descargas atmosféricas nas redes de energia. O uso de DPS não é obrigatório, conforme a NBR 5410, exceto nos casos em que: ● A instalação for alimentada por linha total ou parcialmente aérea, ou incluir ela própria linha aérea, e se situar em região onde há ocorrência de trovoadas em mais de 25 dias por ano. 6.3 PROBLEMAS COMUNS EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Extensões Elétricas: Muito comum nas residências é o uso de extensões, estes componentes servem para conectar em apenas uma tomada mais de um 41 equipamento, isso aumenta a corrente que passa no condutor que se conecta a referida tomada, sobrecarregando o circuito, que muitas vezes não fora projetado para todas as cargas conectadas, ocasionando: aquecimento do condutor e redução da vida útil. A recomendação é que se evite usar estes elementos sempre que possível. Figura 17 Extensão Improvisada, uma das causas de sobrecarga nas instalações. Quadros de Energia: O quadro de energia é considerado o centro da instalação elétrica, e a principal parte da seletividade e coordenação da instalação ocorre nele. A Procobre estima que 93% das residências em São Paulo tem o dispositivo de proteção incompatível com os condutores, 79% tem quadro de distribuição com partes energizadas acessíveis e em 98% falta dispositivo de proteção residual – DR. Um disjuntor mal dimensionado pode acarretar em um aquecimento do condutor que está protegendo, pois este passa a operar em uma corrente acima do seu limite de operação regular. Devese atentar também para as partes metálicas dos quadros. Toda parte que puder entrar em contato com pessoas e for metálica deve estar aterrada, evitando dessa forma possíveis choques. http://procobre.org/pt/noticias/dossie-analisa-instalacoes-eletricas-no-brasil/ 42 Figura 18 Quadro Geral Residencial em total não conformidade. Aquecimento excessivo de condutores: É importante ter consciência do quanto uma sobrecarga nos circuitos das instalações pode afetar a conta de energia, tornandoa mais cara, porém nem sempre esse efeito é percebido, pois a sobrecarga não necessariamente impedirá o cliente de usar o circuito. Em alguns casos, o cabo aquece e dispara o disjuntor em poucos minutos; em outros casos demora algumashoras ou meses, e o usuário não tem noção do desperdício na conta de luz devido ao aquecimento excessivo de condutores. Não há pesquisas concretas que revelam quanto é a perda de energia por sobrecarga em usuários residenciais. Além disso, a solução mais adotada pelos usuários normalmente é a troca do disjuntor do circuito com sobrecarga por um outro de maior capacidade (amperagem), sem fazer análise do estado dos cabos, que podem estar comprometidos. Isso piora ainda mais o desperdício de energia e o risco de acidentes elétricos. Segundo o dossiê procobre, de uma amostra de 150 prédios, 53% possuíam evidência de aquecimento, mas a estatística para residências é desconhecida. Instalações elétricas em casas de madeira: Em regiões de periferia a situação das instalações elétricas se agravam, boa parte das residências é feita de 43 madeira e possui uma instalação elétrica absolutamente precária, combinação que aumenta muito a probabilidade de ocorrência de incêndios. Analisando a madeira, observamos que esta tem um ponto de fulgor de 150º C, acima dos materiais considerados inflamáveis que fica em torno de 60º C. Seu ponto de combustão ocorre em torno de 300º C. Um condutor elétrico não será aquecido a tal temperatura em caso de um curto ou sobrecarga, pois antes que isso ocorra dispositivos de segurança atuarão anulando a fonte de calor. Vale ressaltar que isso ocorrerá se estes componentes forem dimensionados corretamente para cada condutor. Exemplo: “É possível simplesmente colocar a fiação exposta sobre a madeira já que dificilmente um curto a queimará?” A resposta é não. Fora o perigo de um possível princípio de incêndio, ainda que em pequena escala, existe o perigo de choques uma vez que os condutores estão expostos e muitas vezes próximos do usuário. A norma recomenda instalação de eletroduto sempre. Sua utilização reduz o risco de incêndios e choques elétricos por contato. Aterramento e SPDA em prédios: Aterramento é um item muitas vezes negligenciado em instalações elétricas residencias e prediais. Costumeiramente, recomendase que um aterramento com valores abaixo de 10 ohms é ideal. Porém, os valores da resistência de aterramento variam conforme os aparelhos que irão ser nele conectados e as suas aplicações. Equipamentos eletrônicos (computadores, mesas de comandos de áudio) devem ter um valor de aterramento mais baixo por serem sensíveis a oscilações da rede. Aterramento, na sua forma mais direta, é componente que evita você pegar choques em contato com partes metálicas de aparelhos, item essencial para segurança, o projeto de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA) não teria nenhuma eficácia caso a parte do aterramento fosse mal dimensionada. O que vemos no Brasil ainda está longe de ser o ideal nesse item. Vão desde casos como aterramento de postes de distribuição malfeitos (o que traz impacto na qualidade da energia fornecida), bem como SPDAs precários atendendo prédios com serviços essenciais. A mudança no padrão de tomada no Brasil foi um grande motor para que as questões em relação a este item 44 fossem mais debatidas, porém não basta apenas mudar o tipo de caixa da tomada, o aterramento é essencial para a segurança de todos. Figura 19 Exemplo de SPDA pelo Brasil. Fonte: Relatório SPDA do Hospital Metropolitano, Ananindeua/PA, 2014. Na figura 17, vemos que os condutores foram cortados desconectando assim a malha, resultado: queima em série dos equipamentos eletrônicos sensíveis do hospital. Mão de obra: A qualidade da mão de obra de eletricistas é provavelmente o problema maior de todos. Segundo estatísticas do dossiê procobre, 90% das construções do sudeste e nordeste não têm participação de engenheiro eletricista, que é um dos profissionais habilitados a supervisionar o trabalho de eletricistas. Ocorre então que a grande maioria das instalações residenciais e prediais não é projetada e executada pelos profissionais com a devida competência técnica, e sim por pessoas que muitas vezes não possuem nem a capacitação técnica mínima em instalações elétricas. Este problema vai além da falta de fiscalização da atividade técnica somente. A origem dele é socioeconômica e cultural. O valor de contratação de um engenheiro ou eletrotécnico é muito maior do que o de um “eletricista de esquina”, que muitas vezes também é pedreiro, encanador, marceneiro, pintor etc. e realiza essas diversas atividades por uma questão de sobrevivência. Boa parte da população brasileira também se acostumou a contar com este tipo de serviço mais barato e acha que qualquer tipo de serviço relacionado às instalações elétricas pode ser realizado por estes eletricistas. Resulta daí uma alta eficiência energética e 45 riscos de segurança em instalações elétricas, além da negligência de equipamentos mais modernos, como os citados no tópico anterior (DR e DPS). O panorama da baixa contratação de mão de obra qualificada está se alterando. Um avanço na questão da legislação ocorreu em 2013, com a publicação da ABNT NBR 16215 – Qualificação de pessoas no processo construtivo de edificações – Perfil profissional do eletricista instalador de baixa tensão, que determina as qualidades técnicas requeridas a esse profissional. O avanço tecnológico da sociedade nos setores de comunicação e computação está permitindo que diversos equipamentos com variadas funcionalidades cheguem a casa dos usuários. A demanda de energia das residências aumentou em relação ao que era alguns anos atrás devido ao aumento da diversidade de equipamentos eletroeletrônicos nos lares brasileiros, como microondas, geladeiras, arcondicionados, chuveiros elétricos, e o projeto elétrico se torna cada vez mais necessário para realizar o correto planejamento da instalação. Também aumentou a complexidade da instalação de novos equipamentos em instalações elétricas, como sensores, minuterias, relés fotoelétricos, DPS’s, também despertou na população em geral uma percepção de que talvez “eletricistas de esquina” não tenham a competência técnica para realizar a instalação desses equipamentos de maneira correta. Uma outra mudança importante ocorrendo no
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