INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
UNIDADE 1 - LUMINOTÉCNICA, DISPOSITIVOS DE COMANDO E DE PROTEÇÃO
OLÁ!
Você está na unidade Luminotécnica, dispositivos de comando e de proteção. Conheça aqui os fundamentos principais da Luminotécnica, com os pontos mais importantes que você precisa saber para desenvolver e compreender um projeto de instalações elétricas como um todo.
Além disso, aqui você verá os principais dispositivos de comando e de proteção utilizados nas instalações elétricas residenciais, prediais e industriais, também compreendendo como estes funcionam na prática.
Bons estudos!
1 Fundamentos de luminotécnica
Por luminotécnica entende-se o estudo da aplicação da iluminação artificial nos ambientes, externos e internos. Além disso, para entender o que e como usar, é importante compreender de antemão como a energia chega até as residências, aos pontos comerciais e às indústrias. Assim, veja o vídeo abaixo:
Assista aí
A seguir iniciaremos então nosso estudo, compreendendo os conceitos físicos por trás da luz.
1.2 A física da luz
Sabe-se que a luz advém de uma forma de onda de natureza eletromagnética, um tipo de oscilação de campo, em uma determinada frequência e comprimento de onda que a tornam visível (KNIGHT, 2009; BAUER et al., 2013). A luz visível irá se referir, então, a ondas eletromagnéticas de comprimentos de 400 nm, o que corresponde, na prática, à cor azul, até 700 nm, correspondentes à cor vermelha, como pode ser visto pelo espectro eletromagnético geral apresentado:
Figura 1 - Espectro eletromagnético geral Fonte: BAUER et al., 2013. p. 325.
#PraCegoVer: Na imagem, vemos um espectro eletromagnético com o comprimento de onda das luzes e suas frequências.
Uma outra forma de se compreender o conceito de cor, ainda, é visualizar que esta se trata, então, de uma percepção visual, gerada pela ação de um feixe de fótons sobre as células especializadas que formam a retina do olho, transmitida pelo nervo óptico em impressões para o sistema nervoso. Um objeto tem sua cor correspondente aos raios luminosos não absorvidos, dados por esta frequência correspondente.
Além disso, como demonstrado ainda pelo próprio diagrama do espectro, visto na figura, tem-se ainda as ondas infravermelhas, correspondentes, na prática, à sensação de calor perceptível. Com isto, uma aplicação comum é utilizar este princípio para a medição da fuga de calor de uma residência, através de suas instalações físicas. Por outro lado, um outro ponto importante é que existem animais capazes de enxergar ondas infravermelhas e, desta forma, tornam-se capazes de enxergar no escuro, por exemplo (BAUER et al., 2013).
Diversos tipos de torneiras automáticas utilizam o princípio da aplicação de feixes luminosos, para abertura e fechamento.
A este ponto é importante compreender, ainda, o papel dos raios ultravioletas, que possuem comprimento de onda mais curto com relação à luz visível, como visto no diagrama da figura anterior. Este tipo de raio é capaz de trazer danos à saúde, como queimaduras na pele e, um exemplo de proteção destes efeitos indesejáveis, é a própria camada de ozônio. Ademais, sabe-se que raios ultravioletas são usados na esterilização de equipamentos hospitalares e na fluorescência (KNIGHT, 2009; BAUER et al., 2013).
Por último, quanto à sensibilidade visual, sabe-se que está diretamente relacionada à luminosidade e que, de fato, mais especificamente quanto à visão humana, observa-se que esta varia caso seja dia ou noite. Radiações com comprimento de onda inferior, como visto nas cores violeta e azul, geram com maior intensidade a sensação luminosa quando há pouca luz ambiente, o que engloba períodos de crepúsculo ou à noite. Por outro lado, as radiações de comprimento de onda superior, como é o caso das cores laranja e vermelho, a maior intensidade está associada a períodos ou locais com mais luz.
1.3 Tipos de lâmpadas e luminárias e de iluminação
As lâmpadas elétricas pertencem basicamente a quatro tipos principais: incandescentes, halógenas, de descargas e dispositivos de estado sólido (NERY, 2018). Começando pelas lâmpadas incandescentes, sabe-se que estas são formadas basicamente por um bulbo de vidro que, dentro, possui um filamento feito de tungstênio, que possui o efeito de incandescência por suas propriedades físico-químicas na passagem de corrente, devido ao Efeito Joule (CREDER, 2007). Além disso, geralmente estas possuem um tubo em sua estrutura, que contém um gás inerte ou então está em vácuo, para minimizar o processo de oxidação do filamento.
Passando agora para o estudo das lâmpadas halógenas, observa-se que estas são dispositivos incandescentes, mas com outro tipo de elemento no interior, geralmente elementos como o iodo ou o bromo, que se combinarão com o tungstênio, devido à reação química gerada que produz um elemento halogêneo. Esta reação química faz com que, na prática, este tipo de lâmpada seja mais eficiente que a anterior, pois o filamento poderá apresentar temperaturas superiores em comparação a outra lâmpada (COTRIM, 2009; NERY, 2018). Além disso, observa-se outras vantagens como uma maior temperatura da cor do fluxo luminoso, o que ficará mais claro adiante, quando analisarmos com detalhes as principais grandezas dentro do estudo da luminotécnica e, adicionalmente, será um dispositivo de maior eficiência luminosa.
Desta forma, é possível observar, de maneira geral, que as lâmpadas halógenas apresentam grande potência, são mais duráveis, além de possuírem também melhor rendimento, como já visto e sabe-se, também, que, geralmente, são de menor dimensão e reproduzem mais fielmente as cores. Uma desvantagem, por outro lado, está no valor, que é relativamente superior quando comparado a outros tipos de lâmpadas (CREDER, 2007; COTRIM, 2009). Quanto ao uso destas, observa-se, na maior parte dos casos, para a iluminação externa, em ambientes como quadras e praças e, além disso, deve-se ter em mente os seguintes cuidados na instalação:
Lâmpadas halógenas de maior potência devem ser protegidas por fusíveis, pois observa-se na prática que devido às dimensões geralmente reduzidas destas, estão mais propensas à formação arcos elétricos internamente;
É necessário estar atento à ventilação das bases e dos soquetes, pois geralmente as temperaturas dos dispositivos se elevam e isto poderá danificá-los;
Além disso sabe-se que o contato direto com as mãos, sobretudo com o bulbo da lâmpada (geralmente de quartzo), poderá levar a falhas de funcionamento devido às manchas de gordura formadas.
Por fim, ainda sobre as lâmpadas halógenas, é possível citar um outro tipo importante: a lâmpada dicroica. Estas lâmpadas poderão ainda ser fechadas ou abertas, dependendo da relação construtiva estabelecida pelo uso de um vidro na parte da frente e observa-se que estas, em geral, possuem um facho de luz mais delimitado e também mais homogêneo, além de operarem em muitos casos com valores bem delimitados de tensão, normalmente 12 V, o que demanda o uso de um transformador em sua instalação (COTRIM, 2009). Outras vantagens, ainda, deste tipo de lâmpada é a iluminação de cor branca, mais brilhante e mais intensa, além da menor transferência de calor para o ambiente.
As lâmpadas halógenas dicroicas são geralmente usadas na decoração de ambientes.
Agora, em relação a este ponto, veremos outro tipo importante de lâmpada: os elementos de descarga. Desta forma, sabe-se que as lâmpadas de descarga funcionam devido aos efeitos do que ocorre em determinados elementos químicos na circulação de corrente elétrica, onde o fluxo luminoso é gerado diretamente ou indiretamente pela corrente em um gás ou vapor. Com isto, este tipo de lâmpada pode ser classificado pelo tipo do gás ou vapor utilizado para promover a iluminação: fluorescente, luz mista, luz negra, multivapores, vapor de sódio, vapor de mercúrio, entre outras (CREDER, 2007; COTRIM, 2009).
As lâmpadas fluorescentes podem ser tubulares, por exemplo, que possuem em sua construção, na maior parte dos casos:
· 
Um bulbo cilíndrico de vidro;
· Eletrodos metálicos feitos de tungstênioe óxidos específicos nas extremidades para aumentar o poder emissor;
· Um tipo de vapor, que pode de mercúrio ou argônio, armazenados à baixa pressão no interior da lâmpada;
· Pinturas nas paredes do bulbo, feitas com materiais fluorescentes, como por exemplo cristais de fósforo.
Outra informação importante sobre as lâmpadas fluorescentes é que, normalmente, este tipo de dispositivo possui o que chamamos de “partida lenta” e, com isto, na prática, utiliza-se na instalação o starter (ignitor) e o reator. O starter provoca um pulso de tensão para ignição da lâmpada e o reator, por sua vez, pode ser eletromagnético ou eletrônico, capaz de provocar uma diminuição na corrente que circula na lâmpada ao longo de seu funcionamento e um aumento na tensão durante a ignição (CREDER, 2007; COTRIM, 2009). Além disso, observa-se que os reatores eletrônicos são mais frequentes nos modelos atuais de lâmpadas fluorescentes, devido a diversas vantagens como o menor consumo de energia e a minimização da cintilação, sendo este o resultado de variações inerentes na tensão e que refletem em variações de luminosidade perceptíveis.
Mais especificamente quanto aos modelos, tem-se que as lâmpadas tubulares são utilizadas em áreas maiores, como estabelecimentos comerciais e apresentam tonalidades de cor distintas, além disso, a partida destas pode ser feita de forma eletrônica também. As lâmpadas fluorescentes podem ser, também, circulares, compactas, dependendo da necessidade de aplicação e, com isto, tem-se, ainda, outros tipos conhecidos, como as lâmpadas fluorescentes compactas integradas. Nos modelos integrados, o que se visou, principalmente, foi o desenvolvimento de dispositivos cujo starter está diretamente associado à base, de forma compacta e que estes fossem dispositivos para substituir, com eficiência, lâmpadas incandescentes comuns, com baixa eficiência. Assim, estima-se que estas lâmpadas são capazes de oferecer valores médios de 80% de economia no consumo de energia, maior vida útil e, também, fatores importantes como a boa reprodutibilidade de cores (CREDER, 2007). Além disso, existem também os modelos compactos não integrados, formadas normalmente por tubos revestidos de material em pó fluorescente interligados e um reator eletromagnético acoplado. Geralmente são usadas em luminárias de mesa, arandelas e em outros tipos de sistemas de iluminação embutida, tanto no meio comercial quanto residencial. Ademais, quanto aos modelos circulares tem-se boas opções para lâmpadas incandescentes convencionais, sendo dispositivos circulares e com adaptador para os modelos comuns de soquetes.
Agora veremos outros tipos importantes: as lâmpadas a vapor. A lâmpada de vapor de mercúrio, por exemplo, geralmente é utilizada em locais abertos de iluminação, como vias públicas. Apresenta algumas propriedades particulares de funcionamento devido ao tipo de relação estabelecida com o vapor, como o fato de que a partida desta leva alguns segundos e só entrará, de fato, em operação em até 6 minutos. Adicionalmente, observa-se que o mercúrio não pode ser reionizado (já que ocorre um processo de ionização para a geração da luminosidade), até que diminua a temperatura que se atingiu anteriormente (CREDER, 2007). Um outro exemplo de lâmpada de vapor é a que funciona com vapor de sódio, geralmente implementada em locais onde há a necessidade de uma luz monocromática amarela com nada de ofuscamento, como em locais onde costuma ocorrer névoa, como em estradas, pontes, aeroportos e outros locais. Por último, a este ponto é importante observar, ainda, as lâmpadas multivapor metálico, geralmente estabelecidas com a introdução de elementos como iodetos e brometos, ao vapor de mercúrio. Isto faz com que seja potencializada a eficiência luminosa, comparada ao modelo de vapor de mercúrio, especialmente, tornando-as indicadas em instalações nas quais é necessária uma ótima qualidade na reprodução das cores, como lojas e shoppings por exemplo e, também, sabe-se que estas dependerão para funcionar da presença de um reator e de um starter (COTRIM, 2009).
A figura seguinte apresenta um exemplo típico de uma lâmpada a vapor de mercúrio, demonstrando, no esquemático, os principais elementos que fazem parte desta lâmpada geralmente:
Figura 2 - Lâmpada a vapor de mercúrio Fonte: CREDER, 2007. p. 154.
#PraCegoVer: desenho esquemático de uma lâmpada a vapor de mercúrio, formada de baixo para cima pela base (metálica), o resistor de partida, os eletrodos principais e o auxiliar, o suporte do tubo de arco, um selo prensado e o bulbo externo da lâmpada.
As lâmpadas de luz mista, por sua vez, são formadas basicamente por um tubo com gás e com paredes revestidas de fósforo, além de um tubo de descarga em série com um filamento de tungstênio, onde, assim como no caso da lâmpada de mercúrio, a radiação ultravioleta da descarga do gás ou vapor é convertida em luz pela camada de fósforo. Além disso, neste caso, tem-se, também, a radiação do próprio tubo e do filamento e, com isto, forma-se a iluminação proveniente deste dispositivo. Por tais características é possível fornecer uma luz branca difusa, com um tom confortável à visão e não se faz necessário o uso de um reator, vantagem considerável, apesar da baixa eficiência luminosa, o que tornam as aplicações limitadas (COTRIM, 2009).
Já as lâmpadas de luz negra são, também, lâmpadas de vapor de mercúrio, mas, neste caso, no bulbo externo utiliza-se um material conhecido como vidro de Wood, onde utiliza-se o óxido de níquel. Este, por ser transparente ao raio ultravioleta próximo, irá absorver a maior parte do fluxo luminoso produzido e, assim, gerar a “luz negra”. Como aplicações é possível citar o levantamento de impressões digitais, a busca por determinadas adulterações e outros fins específicos, devido à esta emissão de luz (COTRIM, 2009).
Por fim, as lâmpadas de estado sólido, como os LEDs por exemplo, que tendem a substituir boa parte das lâmpadas utilizadas nos ambientes em geral, que já são usadas em aparelhos eletrônicos e aplicações como o trânsito. Estas são lâmpadas de alto rendimento em geral, que tem vida útil de pelo menos 100 mil horas (CREDER, 2007). A figura seguinte mostra um exemplo destas lâmpadas:
Fonte: Murattellioglu, Shuterstock, 2020
#PraCegoVer: Lâmpada de LED em fundo branco, de cor branca.
A tabela a seguir, obtida a partir da Associação Brasileira de Fabricantes e Importadores de Produtos de Iluminação (ABilumi), resume alguns exemplos de utilização e equivalência das lâmpadas mais utilizadas nas instalações residências e de baixa tensão em geral, para iluminação típica:
Tabela 1 - Exemplos de potência e equivalências entre lâmpadas para iluminação comum Fonte: ABilumi
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta exemplos de potência e equivalências entre lâmpadas para iluminação comum, como potência incandescente, potência fluorescente e potência - LED.
A seguir você verá as principais grandezas envolvidas no estudo da luminotécnica.
2 Grandezas luminotécnicas
Agora, veremos, então, as principais grandezas referentes à intensidade luminosa (I), que é uma das principais grandezas dentro do estudo da Luminotécnica e se refere à potência da radiação luminosa, medida em uma determinada região de emissão e, com isto, geralmente, é utilizada como uma das grandezas de base para o desenvolvimento dos sistemas de iluminação em geral. Pode ser medida por um valor constante, entretanto, como boa parte das lâmpadas não possui uma relação de distribuição de luz necessariamente uniforme, isto faz com que seja definida, em muitos casos, a curva de distribuição luminosa, também conhecida pela sigla (CDL) (CREDER, 2007; COTRIM, 2009). Ademais, ainda sobre a intensidade luminosa, tem-se que esta pode ser medida pela quantidade direcionada à um plano, por exemplo, e a unidade de medida geralmente utilizada é a candela (cd).
Assim, tem-se que a curva de distribuição luminosa é obtida pelo traçado em um plano polar, de forma que a lâmpada ou luminária é localizada em um ponto no centro, porexemplo, e se observa a intensidade luminosa direcionada às várias direções possíveis do ambiente, sendo uma informação geralmente fornecida nos catálogos dos fabricantes das lâmpadas e luminárias (CREDER, 2007).
	Fluxo luminoso (φ)
	Medido em lumen (lm), se refere ao cálculo da potência da radiação total emitida, ou, em outras palavras, à potência de energia luminosa, percebida pela visão. A tabela seguinte apresenta alguns valores típicos de fluxo para alguns tipos de lâmpadas, com a potência elétrica especificada ao lado:
Tabela 2 - Valores típicos de fluxo luminoso Fonte: NERY, 2018 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta valores típicos de fluxo luminoso, de acordo com o tipo de lâmpada e a potência elétrica.
Existe, ainda, a relação do fluxo pela área, fornecendo uma espécie de cálculo de densidade sendo, assim, a densidade do fluxo luminoso (E), na prática, como mostra a Equação 1 (CREDER, 2007; COTRIM, 2009):
A unidade utilizada, neste caso, é lux, definida em função da densidade em uma superfície tipicamente de 1m², com uma luz puntiforme sobre ela a 1 metro de distância e normal a esta superfície, com fluxo de 1lm uniformemente distribuído pela superfície.
Alguns exemplos de valores típicos de densidade de fluxo: a 1 m de uma vela tem-se 1 lux, já no sol no verão tem-se uma média de 100000 lux.
A luminância traduz a relação abstrata, muitas vezes difícil de compreender entre tons claros e escuros (COTRIM, 2009). Para compreender, então, o que está representa, considere a seguinte situação: imagine que você está em uma praça aberta em um dia de sol, admirando uma escultura. O que te auxilia a entender as sombras e as partes iluminadas e te traz, também, a percepção de realidade e de perspectiva real faz parte da luminância. Além disso, do ponto de vista prático de instalações elétricas, sabe-se que a luminância (ou iluminamento) geralmente faz parte de orientações gerais para a decisão na instalação, com base no tipo de tarefa a qual o cômodo ou ambiente se destina, olhando, assim, a “tarefa visual” e definindo algumas orientações.
É medida em cd por metro quadrado, como pode ser visto na Equação 2 adiante
na qual ρ é a refletância (ou coeficiente de reflexão) e E pode ser, além da densidade, interpretado como o parâmetro que traduz a luminância sobre a superfície. Uma outra forma de se calcular a luminância, diretamente em função da área, é dada pela Equação 3, seguinte:
Neste caso, α representa o ângulo formado entre os raios de luz e a superfície. Assim, note que, caso estes sejam normais à superfície, , a luminância é mínima pois o denominador é máximo. Na prática, significará que a luz incidente não será visível.
Ademais, o que é feito na prática, na maior parte dos casos, com relação à luminância, pode ser visto então no quadro seguinte, dividido em 3 classes, com 3 situações distintas desta forma e as atividades mais comuns associadas ao contexto:
Quadro 1 - Relação da luminância recomendada pelo tipo de atividade Fonte: CREDER, 2007; COTRIM, 2009 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta relação da luminância recomendada de acordo com o tipo de atividade e classe.
Agora, antes de entrarmos diretamente na parte das cores, tem-se, ainda, um outro fator importante: a eficiência energética (ou luminosa), representada tanto pela incógnita η ou por K. Esta mede então a relação entre o fluxo luminoso emitido pela lâmpada e a potência elétrica dela, ou seja:
É medida, então, em lm/W e a tabela seguinte apresenta alguns valores típicos:
Tabela 3 - Valores típicos de eficiência energética em função da potência e do tipo de lâmpada Fonte: CREDER, 2007; COTRIM, 2009 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta os valores típicos de eficiência energética em função da potência e do tipo de lâmpada.
Assim, iniciando, agora, nossa análise quanto à cor, tem-se a grandeza que mede a temperatura da cor, que geralmente será dada em Kelvin (K) e sabe-se que cores mais quentes estão relacionadas normalmente a temperaturas até 3000K, neutras entre 3000 e 4000K e cores frias acima de 4000K (CREDER, 2007). Para entender como isto ocorre, considere, como exemplo, o processo de fundição de ferro. Na temperatura ambiente o ferro possui então a coloração natural, escura, já a 800K sua cor será vermelha, passando para temperaturas por volta de 3000K, em que se observa uma cor mais amarelada e a 5000K a cor da peça fundida será mais próximo do branco, com um fundo azulado. Adicionalmente, define-se também o índice de reprodução de cor (IRC), que, junto com a temperatura, traduz, então, as relações estabelecidas para cada dispositivo, como as lâmpadas incandescentes, normalmente com cor em torno de 2700K e com IRC de 90. Além disso, tem-se para comparação que a própria luz do dia apresenta em torno de 5200K e 70 de IRC, pelo menos.
Assim, em geral, é possível também definir a seguinte relação entre o IRC e o tipo do ambiente:
Quadro 2 - Relação entre o índice de reprodução de cores e o tipo de ambiente Fonte: CREDER, 2007; COTRIM, 2009 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta a relação entre o índice de reprodução de cores, a avaliação feita o nível e o tipo de ambiente.
Como exemplo, ainda, apresenta-se que uma lâmpada incandescente geralmente apresenta um IRC de até 100 e a fluorescente por volta de 60. Além disso, é importante lembrar também, a este ponto, que há relação entre a cor utilizada na iluminação proporcionada pela instalação elétrica, com outras sensações humanas, inclusive. Com isto, estabelece-se as seguintes premissas em geral: as cores mais quentes geralmente são usadas para estabelecer uma atmosfera mais íntima no ambiente, de forma mais pessoal, e já as cores frias, geralmente fazem parte de ambientes que devem ser capazes de estabelecer uma atmosfera mais direta e limpa (CREDER, 2007; COTRIM, 2009; NERY, 2018).
Exemplos de ambientes onde geralmente se utiliza cores mais quentes: restaurantes, residências, mostruários de lojas, entre outros. Além disso, para cores frias geralmente observa-se ambientes como fábricas e escritórios.
Por outro lado, a vida útil de uma lâmpada é calculada normalmente com base na duração média para um lote de lâmpadas produzidas, considerando o funcionamento destas em períodos contínuos de 3 horas de duração, até o momento em que a lâmpada não acende mais (CREDER, 2007; COTRIM, 2009). Com isto, neste período, para alguns modelos, isto pode significar períodos com menos capacidade de iluminação em geral, embora se observe, também, que há um pouco de variabilidade no contexto do que é de fato vida útil para cada fabricante. Desta forma, o que foi apresentado aqui é o que geralmente é praticado.
2.1 Fatores de desempenho
Agora vamos às grandezas consideradas diretamente como medidas de fatores de desempenho. Assim, tem-se que um outro parâmetro, também importante quanto à eficiência, é a eficiência de recinto, onde se considera a curva de distribuição luminosa da lâmpada e o coeficiente de reflexão desta e outras informações do ambiente, como o índice de recinto. Para iluminação direta, tem-se que a eficiência K vale:
Já para a iluminação indireta:
Nas equações, a corresponde ao comprimento do local, b diz respeito à medida de largura deste, h é a medida do pé direito útil, h’ a distância do teto até o plano de trabalho. Além disso, sabe-se que a medida de pé direito útil se refere ao valor do pé direito total menos a altura do plano de trabalho e a altura de um possível pendente associado à lâmpada, por exemplo, traduzindo a distância real vista entre a luminária e o plano (COTRIM, 2009).
Já o fator de utilização (u), por sua vez, será uma medida de eficiência que relaciona as eficiências isoladamente, sendo resultado, então, da eficiência luminosa do conjunto formado pela lâmpada, a luminária e o ambiente na qual está inserido. Geralmente, o que é adotado pode ser, também, relacionado à porcentagem da reflexão, como mostra o quadro seguinte:
Tabela 4 - Quadro paraanálise da relação de refletância, para cálculo do fator de utilização Fonte: CREDER, 2007. p. 166.
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta a análise da relação de refletância, para cálculo do fator de utilização.
Adicionalmente, tem-se o fator de depreciação (d), que pode ditar diretamente possíveis manutenções, inclusive, dependendo da forma como a instalação foi feita e o tipo da iluminação, também presente em orientações gerais (COTRIM, 2009).
Um outro fator importante a este ponto, traduz o poder de reflexão das superfícies, como já visto na tabela anterior. Assim, tem-se o fator de reflexão, que mede a relação entre o fluxo luminoso refletido e o fluxo incidente, que demonstra a preocupação ao longo do desenvolvimento do projeto com o fato que a luz reflete. (CREDER, 2007; COTRIM, 2009). Por último, você verá então as considerações gerais principais para o cálculo luminotécnico.
2.2 Cálculo luminotécnico
De maneira geral, demonstra-se a importância de o(a) projetista/engenheiro(a) atentar-se a quatro pontos principais:
· 1
O tipo de lâmpada e/ou luminária mais adequados ao ambiente;.
· 2
A definição do iluminamento;
· 3
o cálculo do fator do local, relacionado à eficiência em geral;
· 4
A determinação do fator de uso da instalação/ambiente.
Para isto, é importante ter em mente que existem orientações gerais técnicas, disponibilizadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), como é o caso da NBR 5413, que trata da iluminância de interiores e da norma regulamentadora NR 15, que é a norma para atenção a condições insalubres de trabalho, que envolve, entre outros fatores, características importantes da iluminação e percepção do ambiente. Desta forma, tem-se basicamente dois métodos principais: o método ponto por ponto e o método de lumens (ou método do fluxo luminoso).
· Método de lumens
Leva em consideração inicialmente a seleção da luminância, que pode ser feita conforme a NBR 5413, para seleção, conforme o tipo de atividade exercida no ambiente e as faixas de tolerância a estes, por conta desta aplicação. Além disso, em seguida, tem-se o processo de escolha da luminária, que deverá levar em conta fatores como o objetivo da instalação (residencial, comercial etc), fatores econômicos e de facilidades de manutenção, além de outros motivos, como a própria decoração do ambiente. Logo após, determina-se o índice de recinto, calculado como apresentado anteriormente nas Equações 5 e 6, conforme a forma de iluminação, direta ou indireta e, em seguida, determina-se o coeficiente de utilização e de depreciação, sendo este último relacionado a informações importantes como o período de manutenção normalmente gasto conforme a limpeza do ambiente (CREDER, 2007).
Em seguida, deve-se estimar outras duas relações importantes: o fluxo total, o número de luminárias e o espaçamento entre elas. No fluxo total (ϕ) calcula-se geralmente
E quanto ao número de luminárias (n), tem-se:
Já para o espaçamento, tem-se orientações gerais como, por exemplo: para pés direito de 3 metros e sistema indireto, geralmente a distância entre luminárias é de aproximadamente a altura de montagem desta, acima do piso (CREDER, 2007).
Por último, neste método, deve-se determinar, nem que seja de forma aproximada, a relação de refletância das superfícies envolvidas, algo que pode ser feito a partir da experiência do próprio projetista, por dados de fabricantes e, também, conforme medições práticas.
·  Método ponto a ponto
Foi desenvolvido baseado nas leis de Lambert, relações empíricas que correlacionam a absorção da luz e as propriedades dos materiais envolvidos, além disso, é chamado de método das intensidades luminosas. O que ocorre neste caso, então, basicamente, é a utilização da referência como a quantidade de luz que irá incidir em um determinado ponto no ambiente. Para isto, tem-se o uso de fontes puntiformes, com iluminamento inversamente proporcional ao quadrado da distância e lineares infinitas como, por exemplo, onde o iluminamento é simplesmente inversamente proporcional à distância. Além disto, observa-se fontes superficiais de área infinita, nas quais na prática o iluminamento não variará com a distância e neste mesmo tipo o feixe paralelo de luz (CREDER, 2007). Ademais, na prática, deve-se, então, determinar a luminância em qualquer ponto da superfície, de forma que cada projetor, em seu facho, consiga atingir o ponto considerado de referência.
Por último, deixa-se claro que, para compreender como é possível realizar um projeto elétrico por computador, é importante entender o funcionamento básico de ferramentas como o AutoCAD.
A seguir você verá outros elementos muito importantes de uma instalação elétrica em geral: o dispositivo de comando.
3 Dispositivos de comando
Existem vários tipos de dispositivos de comando de circuitos, como interruptores, dispositivos de minuteria, contatores e chaves magnéticas, que permitem o desenvolvimento de circuitos de intertravamento e, também, para controle de intensidade luminosa de lâmpadas, por exemplo. A seguir você verá o primeiro tipo principal: os interruptores.
3.1 Interruptores
Estes podem ser dispositivos de comando para várias seções, destinados a comandar diversas lâmpadas do mesmo ponto de luz ou diversos pontos de luz. A figura a seguir ilustra este tipo de situação:
Figura 3 - Ligação com interruptor de várias seções Fonte: CREDER, 2007. p. 65 (Adaptado)
#PraCegoVer: desenho esquemático de um interruptor de 3 seções, demonstrando chaves que acendem 3 lâmpadas e as ligações de neutro (N) e fase (F). O interruptor tem então do lado esquerdo os três pontos vindos das lâmpadas, as chaves que se fecham ao acender estas lâmpadas e do lado direito as ligações de fase.
Por outro lado, pode ser necessário apagar ou acender um mesmo ponto de luz por dispositivos diferentes. Para isto, utiliza-se os interruptores three-way, ou paralelo, que pode ser representado de forma esquemática como visto a seguir:
Figura 4 - Ligação com interruptor three-way Fonte: CREDER, 2007. p. 65
#PraCegoVer: Esquema de ligação three-way para acendimento de uma lâmpada, com dois interruptores. Neutro ligado em uma extremidade e fase na outra da lâmpada, sendo que esta extremidade está ligada pelo lado direito do interruptor 2, que está em série com o 1 e com a fase.
Além do three-way, existe também o interruptor intermediário, ou four-way, também para comando do circuito em vários pontos diferentes. Este tipo pode ter dois tipos de ligações, como mostra a figura seguinte:
Fonte: CREDER, 2007. p. 66 (Adaptado)
#PraCegoVer: duas ligações possíveis do interruptor four-way. Considere então os quatro pontos, numerados da esquerda para a direita e de cima para baixo de 1 a 4. No lado esquerdo então tem-se a ligação em X, com 1 ligado com 3 e 2 com 4 e do direito 1 com 2 e 3 com 4.
Assim, um exemplo de ligação de uma lâmpada é visto a seguir. Na parte de cima, a lâmpada está acesa e em baixo apagada:
Figura 5 - Ligação para interruptor four-way (possibilidade 1) Fonte: CREDER, 2007. p. 66 (Adaptado)
#PraCegoVer: Ligação possível do interruptor four-way. Considere os quatro pontos, numerados da esquerda para a direita e de cima para baixo de 1 a 4,  tem-se, então, a ligação 1 com 2 e 3 com 4.
Figura 6 - Ligação para interruptor four-way (possibilidade 2) Fonte: CREDER, 2007. p. 66 (Adaptado)
#PraCegoVer: Ligação possível do interruptor four-way. Considere então os quatro pontos, numerados da esquerda para a direita e de cima para baixo de 1 a 4. Na segunda imagem tem-se a ligação em X, com 1 ligado com 3 e 2 com 4 e do direito 1 com 2 e 3 com 4.
A seguir você verá os principais tipos de minuteria.
3.2 Minuteria
Na maior parte de instalações de edifícios residenciais, utiliza-se interruptores capazes de apagar de forma automática o circuito de serviço do condomínio, proporcionando vantagens como a economia de energia, evitando que todas as lâmpadas fiquem acesas, por exemplo, e que se acendam quando alguém chega. Devido ao período de tempo (1 minuto) que a maior parte destas lâmpadasgeralmente são programadas para ficar ligadas, deu-se o nome de minuteria para tal tipo de circuito (CREDER, 2007).
3.3 Contatores e chaves magnéticas
Os contatores e as chaves magnéticas são elementos com circuitos básicos, de comando e de força, que se destinam a controlar manualmente ou remotamente certos circuitos dentro de uma instalação. A chave magnética trifásica, por exemplo, poderá ser usada para ligar um motor elétrico e circuitos elétricos em geral, através de botões interruptores, chaves unipolar, chave-bóia, pressostato, termostato, entre outros tipos de dispositivos. Já os contatores são semelhantes às chaves, porém são dispositivos mais simples por não incluírem em sua construção um relé térmico de proteção contra sobrecargas (CREDER, 2007).
A figura a seguir apresenta um exemplo de contator:
Figura 7 - Exemplo de contator Fonte: Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: foto de um contator, em fundo branco.
A seguir, você verá, nesta última parte, os dispositivos mais utilizados para a proteção de circuitos elétricos de instalações.
4 Dispositivos de proteção
Antes de iniciarmos este último tópico, é importante que você tenha uma visão geral do que é a proteção de sistemas elétricos de potência e de circuitos elétricos em geral.
Assim, um primeiro exemplo a ser citado é o fusível, que é especificado conforme a corrente e a tensão. A corrente nominal que circula neste representará a corrente máxima que o dispositivo consegue conduzir sem fundir, por exemplo, correspondente também à condição de plena carga. Além disso, uma observação importante é que, quando os fusíveis são subdimensionados, poderão derreter com grande facilidade e, quando superdimensionados, não conseguirão desarmar o circuito como deveriam. Já a tensão nominal corresponderá ao valor máximo, no qual se interrompe a corrente com segurança, pelo menos igual ou superior que a tensão na qual o circuito já opera, tal que, para circuitos de 110 V estabelece-se, 125 V, por exemplo. Ademais, é a tensão que reflete a capacidade de abrir o circuito em caso de sobrecarga ou curto (PETRUZELLA, 2014).
A figura seguinte apresenta a representação do fusível no diagrama unifilar:
Figura 8 - Representações mais comuns de um fusível no diagrama unifilar Fonte: Elaborado pelo autor, 2020
#PraCegoVer: do lado esquerdo tem-se uma das representações de um fusível, com um retângulo e dois terminais nas laterais, sendo que há uma borda vazada em cada lateral. Do lado direito tem-se a outra representação, onde o fusível é representado por uma espécie de S espelhado e dois terminais.
A seguir, tem-se um quadro com alguns exemplos dos principais tipos de fusíveis:
Quadro 3 - Exemplos de fusíveis Fonte: PETRUZELLA, 2014 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta tipos de fusíveis e imagens de cada um desses exemplos.
Além de fusíveis, adicionalmente, tem-se utilizado os disjuntores, que, de forma bastante similar aos fusíveis, também são especificados com relação à tensão e a corrente, exceto pelo fato que o disjuntor deverá, então, desarmar e abrir o circuito em sua operação. A figura seguinte apresenta a representação deste tipo de dispositivo no diagrama unifilar:
Figura 9 - Representação mais comum de um disjuntor no diagrama unifilar Fonte: Elaborado pelo autor, 2020
#PraCegoVer: Quadrado ligado a dois terminais.
E, além disso, o quadro seguinte apresenta alguns exemplos de disjuntores:
Quadro 4 - Exemplos de disjuntores Fonte: PETRUZELLA, 2014 (Adaptado)
#PraCegoVer: A imagem mostra um quadro que apresenta tipos de disjuntores e imagens de cada um desses exemplos.
Os fusíveis e os disjuntores são os principais elementos da proteção de instalações elétricas, sobretudo residenciais.
É ISSO AÍ!
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
· estudar os princípios básicos da Luminotécnica;
· entender as principais premissas que devem ser consideradas no projeto de iluminação;
· aprender duas formas importantes de desenvolver os cálculos de um projeto luminotécnico;
· aprender mais detalhes sobre dispositivos de comando e controle;
· estudar os fusíveis e os disjuntores.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE FABRICANTES E IMPORTADORES DE PRODUTOS DE ILUMINAÇÃO (ABilumi) – Equivalências. Disponível em: https://www.abilumi.org.br/wp-content/uploads/2019/04/TabelaAbilumiAbr-19.pdf. Acesso em: 15 mai 2020.
BAUER, Wolfgang; WESTFALL, Gary D.; DIAS, Helio. Física para Universitários-Relatividade, Oscilações, Ondas e Calor. AMGH Editora, 2013.
COTRIM, A. Instalações Elétricas. 5 ed. São Paulo: Editora Pearson Prentice-Hall, 2009.
CREDER, H. Instalações elétricas. Livros Técnicos e Científicos, 2007.
KNIGHT, R. Física volume 2: uma abordagem estratégica. Porto Alegre: Bookman, 2009.
NERY, N.. Instalações elétricas: princípios e aplicações. 3 ed. Editora Érica, 2018.
PETRUZELLA, F. D. Eletrotécnica I. Porto Alegre: AMGH, 2014.
UNIDADE 2 - ESTUDO DE MATERIAIS DE INSTALAÇÕES DE BAIXA TENSÃO, CAPACIDADE DE PONTOS DE CONSUMO E DIVISÃO DA INSTALAÇÃO ENTRE CIRCUITOS DE ILUMINAÇÃO E FORÇA
OLÁ!
Você está na unidade Estudo de materiais de instalações de baixa tensão, capacidade de pontos de consumo e divisão da instalação entre circuitos de iluminação e força. Conheça aqui os principais materiais utilizados nas instalações elétricas de baixa tensão, além de como desenvolver diagramas e exemplos das principais simbologias e padrões.
Em seguida, você verá como determinar a capacidade dos pontos de consumo de energia, compreendendo como calcular e prever as cargas nestes pontos e, por fim, verá como é feita a divisão da instalação nos circuitos de iluminação e de força.
Bons estudos!
1 Estudo básico dos materiais utilizados nas instalações de baixa tensão
As instalações elétricas de baixa tensão são definidas conforme uma norma técnica brasileira de regulamentação principal, que definirá as diretrizes de base para o projeto elétrico deste tipo. Esta norma é a NBR 5410, feita pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e possui grande detalhamento do que deve ser feito para as instalações de baixa tensão, além de estabelecer, de maneira geral, o que é a instalação elétrica de baixa tensão: circuitos que operem até 1000 V e 400 Hz máximos, em corrente alternada e até 1500 V em corrente contínua.
A este ponto estudaremos, então, baseando na norma, os principais tipos de materiais usados nas instalações de baixa tensão e, também, as simbologias e padrões associados no desenvolvimento dos projetos elétricos, algo que é regulamentado por normas nacional e internacionais como você verá adiante.
1.1 Visão geral dos principais materiais de instalações elétricas de baixa tensão
Neste subtópico, veremos os principais componentes das instalações elétricas de baixa tensão, que podem ser divididos basicamente entre dispositivos de comando da iluminação, condutores de energia, tomadas e pontos de iluminação. O dimensionamento destes é feito também conforme a NBR 5410.
Começando a análise sobre os interruptores, define-se que estes são os equipamentos responsáveis pelo estabelecimento do fornecimento ou da interrupção da circulação de corrente no circuito elétrico (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Além disso, é importante lembrar que estes dispositivos exercerão a função de comando na instalação. Tomando como exemplo os principais dispositivos usados nas instalações elétricas residenciais, é possível elencar alguns tipos principais de interruptores, conforme o tipo de ligação estabelecida:
:
· Simples de seção única
Onde o interruptor será capaz de comandar apenas um ponto de iluminação na residência.
· Simples de duas seções (interruptor duplo)
Neste caso, o interruptor irá comandar dois pontos de iluminação.
· Simples de três seções (interruptor de várias seções)
Estes dispositivos são usados, embora com menor frequência, para o acionamento de três pontos de iluminação na residência.
· Three-way (paralelo)
Neste caso, tem-se, na verdade, um tipo de arranjo. É bastante comum em residências e também em prédios, usados de forma que dois interruptores comandarão,de dois pontos locais diferentes, o acionamento de um mesmo ponto de luz.
· Four way (série ou intermediário)
Semelhante ao caso anterior, neste caso, tem-se um arranjo que é estabelecido com dois interruptores em paralelo para o controle de um mesmo ponto de iluminação por mais de dois pontos.
Além disso, também existem os relés fotoelétricos, que mais recentemente se tornaram alguns dos exemplos principais dentro da implementação, cada vez mais comuns, da automação residencial. Sua principal função é realizar o desligamento ou a ligação de um determinado circuito, de forma automática, através da quantidade de luz. Funcionalmente falando, este tipo de dispositivo se configura basicamente como um contato que se abre ou se fecha mediante alguma ocorrência e, neste contexto, esta configuração dependerá, então, da quantidade de luz, algo possível através do uso de um sensor LDR (do termo inglês Light Dependent Resistor, ou seja, um resistor dependente de luz). A figura seguinte apresenta um exemplo de um relé fotoelétrico:
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 Figura 1 - Exemplo de relé fotoelétrico Fonte: TRANCIL, 2020
#PraCegoVer: relé fotoelétrico em fundo branco.
Ademais, um dos exemplos principais de aplicação dos relés fotoelétricos, além de instalações residenciais, é a na iluminação pública, já que estes relés são utilizados em postes para que a luz acenda quando o sol se põe. O relé visto na figura é um exemplo destinado a este tipo de aplicação.
Outro exemplo importante que pode ser visto em instalações elétricas residenciais são os sensores de presença, também utilizados para o acendimento ou desligamento de lâmpadas quando detectam o movimento.
As tomadas de corrente, por sua vez, são componentes usados para possibilitar o fornecimento de energia elétrica para um equipamento e, analisando novamente no âmbito residencial, estes elementos fornecerão tipicamente 127 V (monofásica) ou 220 V (bifásica). Além disso, sabe-se que há uma orientação no Brasil, nos últimos anos, para o uso de tomadas de três pinos, como o modelo apresentado na figura seguinte:
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 Figura 2 - Tomada de três pinos Fonte: Gabriel_Ramos, Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: tomada de corrente de três pinos, instalada em uma parede de tijolos brancos.
O ponto de iluminação é o local no qual a lâmpada será instalada, sendo que este processo demanda o uso de um receptáculo, o adaptador para ligação da lâmpada, popularmente conhecido no Brasil como bocal, e o modelo E127 é o mais utilizado (GEBRAN & RIZATTO, 2017). Adicionalmente, outro tipo importante de elemento é o condutor elétrico, responsável por estabelecer a ligação entre o ponto de alimentação até o componente que será energizado. Estes podem ser de diversos tipos de materiais condutores, como o cobre e o alumínio, por exemplo, que são, inclusive, os mais, além de contarem também com um elemento de isolação. Assim, sobre este, sabe-se que geralmente é utilizado o PVC (policloreto de vinila), pois este material possui proteção antichamas, algo necessário conforme estabelecido pela NBR 5410. Ademais, as cores dos condutores também são especificadas pela NBR 5410, sendo azul claro para neutro e verde com amarelo, ou simplesmente verde, para condutor de sistema de proteção.
Embora não exista um padrão normatizado pela NBR 5410, geralmente utiliza-se para a fase condutores vermelhos e, para a outra, a cor preta.
Os eletrodutos são utilizados, basicamente, para proteção da fiação na instalação elétrica, sendo materiais desenvolvidos em tubos, pelos quais passam os fios e cabos. Assim, podem ser classificados conforme o tipo de material, metálico ou não metálico; quanto à flexibilidade; quanto à forma de conexão, roscáveis ou soldáveis e quanto à espessura da parede e a cor correspondente, podendo ser: leve, amarelo; semipesado, cinza; pesado, preto ou reforçado, neste caso normalmente azul ou laranja (GEBRAN & RIZZATO, 2017).
A figura a seguir apresenta alguns exemplos de eletrodutos:
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 Figura 3 - Exemplos de eletrodutos Fonte: GEBRAN; RIZZATO, 2017
#PraCegoVer: na parte superior, é possível ver dois exemplos, no lado esquerdo um eletroduto metálico e do direito um modelo não metálico. Já na parte de baixo da figura, é possível ver do lado esquerdo um eletroduto flexível e do lado direito eletrodutos leve, semipesado e pesado.
O quadro de distribuição, por sua vez, é o responsável pela distribuição da energia que chega, fornecida pela concessionária, para os circuitos da casa. Por outro lado, como já visto na unidade anterior, os dispositivos de proteção também farão parte da instalação elétrica, o que inclui as instalações de baixa tensão e sabe-se, pela própria NBR 5410, que a instalação destes será obrigatória, como mostra a imagem a seguir, de um quadro de distribuição:
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 Figura 4 - Exemplo de quadro de distribuição de uma residência Fonte: CLAMPER, 2020.
#PraCegoVer: quadro de distribuição em fundo branco, apresentando exemplos das ligações feitas em uma instalação elétrica residencial, com proteção contra surtos, com os dispositivos demarcados em preto, contra correntes residuais, com os dispositivos demarcados em amarelo e, também, com dispositivos termomagnéticos monopolares, com os dispositivos também demarcados, neste caso em verde.
Assim, o dispositivo de proteção contra surtos (DPS) é usado para proteger o sistema contra surtos de tensão, algo que pode ocorrer com a queda de um raio, por exemplo. Já os dispositivos de proteção contra correntes residuais, também conhecidos pela sigla DR, destinam-se à proteção contra choques elétricos, para animais e pessoas que utilizam a instalação. Já os dispositivos termomagnéticos monopolares, ou disjuntores (como são mais conhecidos), protegem contra a sobrecorrente nos condutores dos circuitos, sendo um disjuntor por circuito (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017).
Sabe-se, então, que há um disjuntor por circuito na residência e a residência tem diversos circuitos, como você verá a seguir, conforme a distribuição de carga.
1.2 O diagrama elétrico no desenvolvimento do projeto de baixa tensão e a padronização usada
No vídeo a seguir, você entenderá quais os principais tipos de diagramas que são utilizados em um projeto elétrico de baixa tensão:
Assim, compreendendo-se o uso das ferramentas principais do projeto elétrico, os diagramas unifilares e multifilares, estudaremos agora a simbologia mais utilizada, também baseando-se nos dispositivos, materiais e elementos mais usados nas instalações elétricas de baixa tensão. As normas técnicas que nos fornecem a simbologia que deve ser utilizada são as normas internacionais IEC 60417 e 60617, de 2002 e de 2012 respectivamente, desenvolvidas pelo INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMISSION e a norma brasileira NBR 5444. Além disso, sabe-se que a NBR 5444, embora já cancelada e sem substituição pela própria ABNT, ainda é usada como referência do conteúdo na língua portuguesa e as demais normas técnicas internacionais tratam sobre símbolos gráficos e padronizações para equipamentos e para diagramas, respectivamente.
Começando nossa análise da simbologia pelas lâmpadas e luminárias, observa-se as seguintes representações mais frequentes, como mostra o quadro adiante:
Quadro 1 - Principais simbologias para lâmpadas e luminárias. Fonte: ABNT, 2020.
#PraCegoVer: Na imagem há uma tabela de três colunas e cinco linhas e, apresenta as principais simbologias para lâmpadas e luminárias, seus significados e algumas observações.
Adicionalmente, no próximo quadro você pode ver alguns dos principais exemplos dentro da simbologia, utilizados para tomadas:
Quadro 2 - Principais simbologias tomadas. Fonte: ABNT, 2020.
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de duas colunas e quatro linhas e apresenta as principais simbologias para tomadas e seus significados.
Quanto aos interruptores, dispositivos destinados ao acionamento dos pontos de iluminaçãoutilizados na instalação, como já visto, também é estabelecido um padrão de simbologia próprio, conforme pode ser visto adiante:
Figura 5 - Principais simbologias para interruptores. Fonte: ABNT, 2020.
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de três colunas e seis linhas e apresenta as principais simbologias para interruptores, seus significados e algumas observações.
Adicionalmente, um outro elemento importante da instalação elétrica é o quadro de distribuição de energia e, para este, também há uma simbologia própria em que, de maneira geral, quando o retângulo da simbologia está completamente preenchido significa que o quadro é parcial. Tomando como exemplo, os quadros gerais tem os padrões vistos no quadro:
Quadro 3 - Principais simbologias para quadros de distribuição. Fonte: ABNT, 2020.
#PraCegoVer: Na imagem há uma tabela de duas colunas e três linhas e, apresenta as principais simbologias para quadros de distribuição e seus significados.
O penúltimo quadro, nesta parte de estudo das simbologias, apresenta exemplos de aplicações de outros importantes elementos genéricos, utilizados em todas as instalações elétricas: os condutores e eletrodutos. Note ainda que cada traço representará um condutor:
Quadro 4 - Principais simbologias para condutores e eletrodutos Fonte: ABNT, 2020.
#PraCegoVer: Na imagem há uma tabela de duas colunas e cinco linhas e, apresenta as principais simbologias para condutores e eletrodutos e seus significados.
Ademais, as seguintes padronizações vistas também são largamente utilizadas, demonstrando então as simbologias para lâmpadas, fusível, relé térmico e para o motor elétrico, equipamento menos comum em instalações de baixa tensão, sobretudo residenciais, mas que pode ser largamente utilizados em determinados locais com tensão até 1000 V, por exemplo:
Quadro 5 - Outras simbologias usadas Fonte: PETRUZELLA, 2013 (Adaptado).
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de três colunas e sete linhas e apresenta as principais simbologias usadas que são importantes, seus significados e algumas observações.
A seguir, começaremos a entender a parte teórica e matemática do desenvolvimento do projeto elétrico de baixa tensão.
2 Determinação da capacidade dos pontos de consumo de energia elétrica
O primeiro passo é definir a previsão de carga dos pontos, que se distinguem especialmente entre iluminação e pontos de tomada num projeto elétrico de baixa tensão, na maior parte dos casos. Assim, para referência, considere o diagrama unifilar do projeto elétrico de uma residência, visto a seguir:
Figura 6 - Projeto elétrico de uma residência Fonte: CREDER, 2007, p. 59
#PraCegoVer: Na imagem, há uma planta baixa de uma residência, com a distribuição da instalação de baixa tensão apresentada pelo diagrama unifilar, que é desenhado sobre a planta, a partir do uso da simbologia padrão sugerida. Neste diagrama, então, tem-se as informações sobre as lâmpadas, as tomadas usadas e as ligações dos condutores, além de anotações sobre as potências e a qual circuito pertence, como ficará mais claro adiante, ao longo da unidade.
Perceba, então, que o diagrama é feito com base na planta baixa do local, de forma a elencar a distribuição correta da instalação. Geralmente também são utilizadas tabelas junto ao diagrama, como os quadros apresentados para o exemplo prático estudado. No primeiro caso, temos a potência instalada, analisando os pontos de luz e das tomadas, além de apresentar, geralmente, junto a este ponto, informações sobre as dimensões do cômodo:
Tabela 1 - Quadro de dimensão de cômodos e da potência instalada Fonte: CREDER, 2007, p. 60.
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de cinco colunas e oito linhas e apresenta, de acordo com o tamanho do cômodo, a potência necessária de luz, tomadas gerais e tomadas específicas.
Além disso, quando detalhamos na distribuição dos circuitos, tem-se:
Tabela 2 - Quadro de pontos de lâmpadas e tomadas Fonte: CREDER, 2007, p. 60.
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de cinco colunas e treze linhas e apresenta detalhes na distribuição dos circuitos de lâmpadas, pontos de tomadas gerais e pontos de tomadas específicas.
Continuação:
Tabela 3 - Quadro de corrente e seção Fonte: CREDER, 2007, p. 60.
#PraCegoVer: Na imagem há uma tabela de seis colunas e doze linhas e, apresenta a continuação da tabela anterior com corrente e seção.
2.1 Previsão de carga para a iluminação e pontos de tomadas
Um outro ponto importante que serve de base para o desenvolvimento e o projeto elétrico, sobretudo no ponto onde vamos analisar a previsão de carga, é a potência média de referência dos aparelhos mais utilizados nas residências, como mostra o quadro seguinte:
Quadro 6 - Quadro de potência média de referência dos aparelhos mais usados nas casas Fonte: CREDER, 2007. p. 62 (Adaptado).
#PraCegoVer: Na imagem, há uma tabela de quatro colunas e nove linhas e apresenta a potência média de referência dos aparelhos mais usados em caso, como aspirador de pó, geladeira comum, televisor, entre outros.
Na prática, para aparelhos fixos de iluminação à descarga, o que é o caso das lâmpadas fluorescentes, deve-se considerar a potência como a potência da lâmpada, as perdas e o fator de potência do reator, se for o caso. Além disso, existem as seguintes orientações gerais quanto à previsão das cargas de iluminação (CREDER, 2007):
Em cômodos de unidades residenciais ou locais como hotéis e similares deve-se prever, pelo menos, um ponto de luz fixo no teto, considerando uma potência mínima de 100 VA.
 Em cômodos de área igual ou menor que 6 m², prevê-se uma carga de pelo menos 100 VA e, em áreas superiores a 6 m², prevê-se 100 VA iniciais e acréscimos de 60 VA para cada aumento de 4 m² na área.
Quanto à previsão para pontos de tomadas de uso geral (TUG), geralmente segue-se os seguintes critérios, embora mais recentemente tenha-se adotado o uso de uma grande quantidade de tomadas devido ao maior acesso à tecnologia e, com isso, as pessoas dispõem, na prática, de mais equipamentos que dependem da eletricidade (CREDER, 2007):
	Banheiros
	Pelo menos um ponto de tomada de uso geral próximo ao lavatório.
	Cozinhas, copas, áreas de serviço, lavanderias
	Pelo menos um ponto de tomada a cada 3,5 m ou fração do perímetro; acima de cada bancada com largura de pelo menos 0,3 m pelo menos um ponto também.
	Subsolos, garagens, sótãos, halls de escadaria, varandas ou casas de máquinas
	Pelo menos um ponto de tomada, geralmente.
	Demais cômodos
	Se a área for inferior a 6 m², pelo menos um ponto de tomada. Se maior, pelo menos um ponto a cada 5 m ou fração de perímetro.
Ademais, para as tomadas de uso geral normalmente atribui-se a seguinte distribuição de potência (CREDER, 2007):
	Banheiros, copas, cozinhas, áreas de serviço, lavanderias
	Pelo menos 600 VA por ponto, normalmente até 3 pontos e 100 VA para pontos excedentes.
	Demais cômodos
	Pelo menos 100 VA por tomada.
Por último, nesta parte, quanto às tomadas de uso específico (TUE), orienta-se que seja atribuída, a esta potência, igual à nominal do equipamento, que será conectado a ela e, caso esta potência nominal não seja conhecida, escolhe-se como potência nominal de referência a maior a ser usada, de um equipamento provável de ser utilizado no cômodo (CREDER, 2007).
3 Visão geral dos principais parâmetros da instalação elétrica de baixa tensão
Visto, então, vários exemplos práticos e as orientações gerais acerca da potência dos pontos de iluminação e das tomadas, veremos agora alguns pontos importantes específicos, que nos permitem detalhar a instalação e desenvolvê-la corretamente como mostraram os quadros do projeto elétrico residencial de exemplo.
Assim, sabe-se que, para conhecer a potência consumida por um determinado equipamento, é necessário saber tanto o nível de tensão quanto a potência nominal. No caso, ainda, dos equipamentos que funcionam em corrente alternada (CA), devemos lembrar que o fator de potência participa da relação de eficiência do equipamento e, então, considerando estes pontos, define-se como IB a corrente elétricade base, medida em ampéres, consumida pelo equipamento, tal que (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017):
Na equação anterior, P é a potência do equipamento em Watts (W), U é a diferença de potencial (tensão) em Volts (V) e FP é o fator de potência. Entretanto, sabe-se que a corrente elétrica consumida por um determinado equipamento (IC) será diferente, devendo ser corrigida por alguns fatores para o cálculo no projeto elétrico. Assim, o que ocorre na prática é que a forma como os condutores foram distribuídos pode ter alguma interferência, por exemplo, e, com isto, define-se dois fatores práticos de correção: o fator de correção de temperatura (FCT) e de agrupamento (FCA) (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Logo, a corrente base corrigida, também medida em Ampéres, será igual a:
A partir da corrente elétrica do equipamento, com as devidas correções em decorrência de efeitos intrínsecos da instalação, torna-se possível calcular a este ponto a seção transversal do condutor, outro parâmetro importante a ser considerado. Também referido como bitola, é definida como a função da corrente elétrica corrigida, da queda de tensão devido ao aquecimento do cabo e está, também, diretamente relacionada ao comprimento do condutor e o tipo do material utilizado (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Assim, é necessário considerar a queda de tensão produzida, que ocorre em função da distância entre a carga e o medidor, dentro da instalação, também em função da potência desta carga, conforme mostra a equação seguinte, onde e é a queda de tensão percentual:
Conforme a própria NBR 5410 define, a queda de tensão é admitida como:
· 5% para instalações alimentadas diretamente, através de um ramal de baixa tensão, pela rede de distribuição pública de baixa tensão da concessionária;
· 7% para instalações alimentadas diretamente por uma subestação de transformação, neste caso então a partir de uma instalação de alta tensão; ou, ainda, caso possua fonte própria de energia;
Desta maneira, a seção do condutor (S) pode ser calculada como
Onde P é a potência consumida (W), ρ corresponde à resistividade no trecho (geralmente 1/58 Ωmm²/m, pois a maior parte dos condutores são de cobre), L é o comprimento do trecho (m) e V a tensão, normalmente 127 ou 220 V, considerando que são instalações residenciais. Sabe-se, ainda, que o cálculo da área da seção transversal dos condutores da instalação leva em consideração aspectos práticos importantes do funcionamento, como o fato da não simultaneidade do funcionamento das cargas, já que em um cômodo, por exemplo, nem todas as lâmpadas estarão acesas ao mesmo tempo.
Para facilitar o trabalho do projetista, a norma NBR 5410 apresenta tabelas com este valor de seção sugerido já calculado, dada em função do produto entre a potência e a distância e a queda de tensão.
Além disso, sabe-se que a determinação do fator de demanda irá exigir do projetista o conhecimento detalhado da instalação, assim como sua experiência com relação às condições de funcionamento e de uso dos equipamentos, embora existam diversas orientações práticas, até mesmo por parte das próprias concessionárias ou na NBR 5410. Desta forma, considerando orientações dadas pela própria CEMIG, por exemplo, a Companhia Energética do Estado de Minas Gerais, em seu documento de normatização técnica ND 5.1 (Norma de Distribuição), prevê que o cálculo da demanda pode ser feito como na equação, normalmente dada então em kVA:
Onde a se refere à demanda da iluminação e das tomadas da residência, b é a demanda relativa aos aparelhos eletrodomésticos e de aquecimento normalmente utilizados, por exemplo, c é a demanda dos aparelhos de condicionamento de ar e d é a demanda de motores elétricos.
Além disso, a própria potência de demanda (SE) também pode ser calculada e prevista, em função da potência aparente, lembrando que esta última corresponde à soma vetorial das potências ativa e reativa da instalação. Assim, tem-se que esta vale na unidade mais comum de VA (GEBRAN & RIZZATO, 2017):
Ademais, vamos ver então, no próximo subtópico, como um projeto elétrico de baixa tensão deve ser desenvolvido, de fato.
3.1 Desenvolvimento do projeto elétrico
Para entender como geralmente é feito, então, na prática, o projeto elétrico de uma instalação elétrica residencial, veja o vídeo:
Visto isso, de maneira geral, um projeto elétrico deve ser desenvolvido com base em alguns pontos gerais importantes já analisados (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017):
Previsão de cargas
Demanda provável;
Divisão dos circuitos;
Dimensionamento dos condutores;
Dimensionamento dos eletrodutos;
Dimensionamento dos dispositivos de proteção.
Além disso, geralmente, também se desenvolve, juntamente, o memorial de cálculo do projeto e um descritivo, como já visto no exemplo apresentado do projeto residencial. A seguir, você verá mais detalhes sobre a divisão dos circuitos na instalação, a última parte desta unidade.
4 Divisão da instalação em circuitos de iluminação e força
Você verá agora como funciona, na prática, a distribuição da instalação que deve ser feita, entre os circuitos de iluminação e de força. Assim, de modo geral tem-se que toda a instalação deverá ser dividida em circuitos de forma que (CREDER, 2007):
· As consequências de uma falta sejam limitadas ao máximo, provocando por exemplo apenas o seccionamento do circuito que apresentou o defeito;
· Facilitando as verificações, possíveis testes e ensaios, além do manuseio da instalação;
· Evitando perigos que resultem em falhas de um único circuito, como para a iluminação, por exemplo.
O circuito corresponde ao conjunto de pontos de consumo, que possuem alimentação por um mesmo condutor e protegidos pelo mesmo dispositivo de proteção, geralmente um disjuntor ou uma chave. Além disso, sabe-se que em sistemas polifásicos, por exemplo, os circuitos deverão estar distribuídos de forma a considerar a manutenção do equilíbrio entre fases e seguindo-se um padrão desejável de segurança, inclusive previsto pela própria NBR 5410, geralmente implementa-se na prática então os circuitos normais e de segurança (CREDER, 2007).
Os circuitos normais são aqueles ligados a apenas uma fonte, na maior parte dos casos à própria concessionária e, em caso de falha na rede, há uma interrupção no abastecimento deste e, com isto, este tipo de arranjo tem menor prioridade e é chamado também de circuito não essencial. Por outro lado, os circuitos de segurança são aqueles que garantem o abastecimento da residência, mesmo quando houver alguma espécie de falha por parte da concessionária. Por exemplo: considere uma instalação elétrica de um prédio. Assim, circuitos destinados à alarme e proteção contra incêndios, por exemplo, devem ter prioridade e, com isto, contam, também, além da concessionária, com fontes, como geradores ou baterias de emergência. Estes são considerados, também, por conta de sua importância na instalação, como os circuitos essenciais (CREDER, 2007).
Desta forma, define-se, na prática, que os circuitos de iluminação devem estar separados dos circuitos das tomadas nas residências, embora seja permitido a junção destes em alguns tipos de cômodos, como os quartos, algo que não deve ser feito para cozinhas, copas e áreas de serviço, dadas as necessidades e requisições destes tipos de dependências, geralmente. Para entender, então, a relação de dependência dos circuitos, define-se, de forma geral, para habitações como unidades residenciais e hotéis, em que (CREDER, 2007):
	Circuitos independentes...
	Deverão estar previstos na instalação para equipamentos de potência igual ou superior a 1500 VA, como é o caso de alguns equipamentos como aquecedores de água, máquinas de lavar, forno elétrico, entre outros, mas também é permitido pela norma que se alimente mais de um equipamento deste tipo em um mesmo circuito. Um exemplo disso é o fato de que o chuveiro na residência corresponde a um circuito separado, normalmente protegido com um disjuntor capaz de suportar um valor superior de corrente devido a sua potência também superior;
	A proteções dos circuitosde aquecimento...
	Ou daqueles destinados ao condicionamento do ar poderão ser agrupadas no quadro de distribuição da instalação ou em um quadro separado;
No caso de um mesmo alimentador abastecendo vários aparelhos individuais de ar condicionado, por exemplo, sugere-se o uso de uma proteção para o alimentador geral e um dispositivo de proteção para cada aparelho deste tipo, algo que pode ser dispensado, caso o aparelho já conte com um dispositivo de proteção internamente.
Além disso, define-se quanto ao aterramento e isolamento da instalação que cada circuito deverá ter seu próprio condutor neutro, sendo que, em locais como lojas, residências e escritórios, os circuitos de distribuição deverão ainda obedecer às seguintes orientações gerais (CREDER, 2007):
· Residências
1 circuito para cada 60 m² ou fração;
· Lojas e escritórios
1 circuito para cada 50 m² ou fração.
Adicionalmente, é necessário relembrar a este ponto que, dados os avanços tecnológicos atuais, estas orientações poderão ser revistas, visto que hoje há, tanto nas casas quanto em outras instalações de baixa tensão, um número crescente de eletrodomésticos e demais equipamentos que demandam um uso de energia. Assim, pode ser que, em alguns casos, principalmente conhecendo-se a realidade do dia a dia da instalação, seja necessário considerar uma divisão maior dos circuitos elétricos. Para isto, esteja sempre atento à norma NBR 5410, pois ela é a base principal do desenvolvimento do projeto de baixa tensão e, também, às notícias sobre novas orientações. No vídeo a seguir é possível ter, além do que foi visto aqui, uma visão geral prática da NBR 5410:
É ISSO AÍ!
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
· estudar os principais equipamentos materiais e elementos utilizados em instalações elétricas de baixa tensão;
· aprender mais detalhes sobre o desenvolvimento de um projeto elétrico de baixa tensão, sobre a perspectiva dos padrões e esquemáticos elétricos mais utilizados;
· analisar as principais orientações acerca da previsão de carga e parâmetros a serem considerados;
· ver quais os principais requisitos de um projeto elétrico de baixa tensão;
· entender o processo de divisão dos circuitos na instalação de baixa tensão.
REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410. Rio de Janeiro. 2008. Disponível em: https://www.saladaeletrica.com.br/nbr-5410-download/ Acesso em: 21 mai. 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5444. Rio de Janeiro. 1989.
CLAMPER. Quadro de distribuição. Disponível em: https://www.clamper.com.br/wp-content/uploads/2017/08/05-CLAMPER-VCL-Slim-275-20kA-798x796.jpg. Acesso em: 21 mai. 2020.
CREDER, Hélio. Instalações elétricas. Livros Técnicos e Científicos, 2016.
GEBRAN, A. P.; RIZATTO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. Bookman, 2017.
INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMISSION. IEC 60417. 2002.
INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMISSION. IEC 60617. 2012.
PETRUZELLA, Frank. Motores Elétricos e Acionamentos: Série Tekne. Bookman Editora, 2013.
UNIDADE 3
DIMENSIONAMENTO DE CIRCUITOS TERMINAIS, ELABORAÇÃO DO QUADRO DE CARGAS E DE LISTAS DE MATERIAIS
OLÁ!
Você está na unidade Dimensionamento de circuitos terminais, elaboração do quadro de cargas e de listas de materiais. Conheça aqui as principais premissas para o dimensionamento de circuitos terminais, entendendo como dimensionar eletrodutos e condutores e como deve ser dimensionado o circuito de proteção nestes casos. Além disso, veremos como elaborar o quadro de cargas dos diagramas unifilar e trifilar e, também, como desenvolver a lista de materiais.
Bons estudos!
1 Dimensionamento de circuitos terminais
Um circuito terminal, por definição, será o circuito elétrico que partirá do quadro de distribuição e realizará a alimentação das lâmpadas, das tomadas de uso geral e uso específico, também conhecidas pelas siglas TUG e TUE, respectivamente (CREDER, 2007). Além disso, lembre-se que, associadas às tomadas, temos os equipamentos eletrodomésticos e itens da instalação como chuveiros e a norma de regulamentação principal a ser seguida é a NBR 5410, uma norma brasileira estabelecida pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas).
Adicionalmente, sabe-se que, por via de regra geral, conforme a própria NBR 5410, em uma residência, o circuito terminal será formado pela seguinte configuração de ligação: F + N + T. Ou seja, fase, neutro e terra, embora, em certos casos, o sistema de alimentação do equipamento deverá ser trifásico e, com isso, a configuração de ligação torna-se 3F + N + T. No caso trifásico, sabe-se, ainda, que geralmente a tensão entre fases será de 380V e, entre a fase e o neutro, é de 220V, conforme o esquemático de ligação trifásico típico, em estrela ou em triângulo. Pela norma também se orienta ao projetista que os circuitos terminais devem ser individualizados, conforme a função do equipamento ao qual estes fazem parte da alimentação. Além disso, prevê-se, pela norma, basicamente, que sejam feitos circuitos terminais distintos para pontos de iluminação e para os pontos de tomada. A seguir, estudaremos as principais premissas por trás do dimensionamento dos circuitos terminais, analisando, primeiramente, os elementos envolvidos a este ponto, com os principais tipos.
1.2 Principais elementos dos circuitos terminais e características importantes
Começando pelos condutores, sabe-se, então, que os fios e os cabos são utilizados para a condução da corrente elétrica, de um ponto a outro. De maneira geral, um condutor normalmente é feito de cobre ou alumínio, devido às propriedades físico-químicas destes materiais favoráveis à condução, como baixa resistividade e, além disso, embora o cobre seja mais utilizado pela boa relação de condutividade e custo benefício pelo seu valor ainda razoável, o alumínio é utilizado também em diversos tipos de circuitos pelo preço baixo deste no mercado.
Acerca do condutor, alguns parâmetros são importantes. A seção é o diâmetro do condutor, a área pela qual passará a corrente elétrica que circula e o isolante também faz parte deste elemento, sendo o revestimento que irá fazer o isolamento entre o condutor propriamente dito do contato com outros objetos. Geralmente, os materiais mais utilizados como isolantes são: o PVC (cloreto de polivinila), o etilenipropileno (EPR) ou o polietileno reticulado (mais conhecido pela sigla XLPE). Ademais, os condutores podem ser divididos de maneira geral entre fios e cabos.
O fio é formado por um único condutor, sendo um tipo de elemento com maior rigidez. Desta forma, é mais difícil de ser dobrado ou manuseado em algumas situações. Por esta razão, também é denominado como condutor redondo sólido único, condutor rígido ou fio sólido. Normalmente é de cobre ou alumínio, podendo ser subdividido em outros tipos, conforme o tipo de revestimento utilizado, tendo-se, então, os fios nus e esmaltados (isolados) (GEBRAN & RIZZATO, 2017). A figura seguinte apresenta um exemplo de fio condutor:
Figura 1 - Fio condutorFonte: Laurentiu Timplaru, Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: Na imagem, tem-se, em um fundo branco, três fios, paralelos.
Por outro lado, como já mencionado, também existem os cabos, condutores compostos por vários fios de seções menores, constituindo-se, desta forma, como um elemento condutor de vários condutores. Geralmente são fios nus encordoados, conforme arranjo construtivo mais utilizado. Esta configuração fornece, na prática, mais flexibilidade e, por isso, este tipo de condutor também é denominado condutor flexível e, da mesma forma que os próprios fios, podem ser subdivididos pelo tipo de material condutor utilizado ou pela presença do isolamento (GEBRAN & RIZZATO, 2017). A figura seguinte mostra agora um exemplo de cabo:
Figura 2 - Cabos elétricosFonte: Praphan Jampala, Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: vários tipos de cabos elétricos em fundo branco.
Além disso, sabe-se que os cabos podem ser subdivididos pelo tipo de encordoamento, sendo que, no simples, o cabo é formado por 2 ou mais camadas concêntricas de fios de mesmo diâmetro, em volta deum fio central. Já no compacto, tem-se um tipo simples, mas, neste caso, há um processo após a construção, para compactação do cabo, reduzindo-se os espaços internos e o próprio diâmetro do cabo (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Os cabos também podem ser divididos pela função que desempenham no circuito terminal da instalação, o PE (condutor destinado à proteção, também denominado como terra), o PEN (condutor usado como neutro e terra simultaneamente) e os condutores de neutro e de fase propriamente ditos. Por último, quanto à classificação de cabos, estabelece-se, ainda, critérios de divisão quanto ao número de condutores isolados e à presença ou não do isolamento, tal que:
 
Condutor unipolar
Com apenas um condutor.
 Condutor multipolar
Com mais de um condutor.
 Condutor nu
Sem isolamento.
Figura 3 - Cabos nus, unipolares e monopolaresFonte: Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: Acima, vemos três imagens, na primeira linha, da esquerda para direito vemos cabos sem isolamento, seguido de cabos unipolares e, na imagem inferior, cabos monopolares.
Por outro lado, ainda acerca de características importantes dos cabos, tem-se, pela norma NBR 5410, a seguinte divisão de cores para orientação, quanto à função do cabo no circuito terminal:
Figura 4 - Orientação de cores para cabos, conforme a função deste na instalação elétricaFonte: ABNT, 2020.
Os eletrodutos, por sua vez, são elementos importantes utilizados na proteção física da fiação da instalação, sendo tubos pelos quais passam os fios e cabos usados na instalação. Além disso, o principal objetivo deste é a proteção dos condutores contra influências externas que gerem a corrosão, superaquecimento ou até curtos-circuitos, embora também sejam capazes de proteger as pessoas e os animais, usuários da instalação, de choques elétricos (ZEBRAN & RIZZATO, 2017). Similarmente aos condutores, os eletrodutos podem ser classificados quanto ao tipo de material usado e à flexibilidade, além de também poder-se utilizar de parâmetros como a forma de conexão, o tipo de espessura da parede e colorações indicadas conforme a normatização técnica mais usada.
Assim, existem os eletrodutos não metálicos, constituídos de PVC, fibrocimento, polipropileno, entre outros, que permitem que estes sejam rígidos ou flexíveis e podem também ser metálicos, a partir de materiais como o aço carbono galvanizado ou esmaltado, alumínio e outros. Do ponto de vista da flexibilidade, existem os eletrodutos rígidos metálicos e os não metálicos e os flexíveis; quanto à conexão tem-se elementos roscáveis ou soldáveis e, quanto à espessura, utiliza-se, na maior parte dos casos, as seguintes especificações indicadas no quadro:
Figura 5 - Relação entre espessura e cor utilizada para o eletrodutoFonte: ABNT, 2020.
O quadro de distribuição, por sua vez, é o centro de distribuição de energia para toda a instalação elétrica do local, recebendo os condutores que vem do medidor e dele saem os que alimentarão todos os equipamentos e elementos existentes no local. Além disso, é no quadro de distribuição que estão localizados os dispositivos de proteção utilizados para a segurança da instalação elétrica residencial, por exemplo, sendo, então, que este é composto basicamente por: barramentos de proteção (terra), de neutro, de interligação de fases e pelos disjuntores. Os principais disjuntores utilizados são os termomagnéticos e os diferenciais. A figura adiante apresenta um exemplo de quadro de distribuição de uma instalação industrial, para elucidar o que é estabelecido tipicamente:
Figura 6 - Quadro de distribuição de uma instalação industrialFonte: HacKLeR, Shutterstock, 2020
#PraCegoVer: Quadro de distribuição de uma instalação elétrica industrial aberto, composto por vários tipos de disjuntores além dos barramentos correspondentes.
Por último, tem-se, ainda, as caixas de passagem, que podem se destinar a cabos e eletroduto e é destinada especificamente a pontos de luz no teto. Há, ainda, modelos para embutir na parede, que podem servir tanto para iluminação quanto para tomadas de uso específico e de uso geral. 
A seguir, você verá mais detalhes sobre o dimensionamento dos condutores e quais são os principais parâmetros que devem ser considerados ao dimensioná-los para os circuitos terminais da instalação.
2 Dimensionamento de condutores
Para desenvolver o projeto elétrico da instalação elétrica, é necessário dimensionarmos os condutores que farão parte dos circuitos terminais. Para isto, deve-se seguir a NBR 5410 e os seguintes pontos básicos (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017):
· Seção mínima;
· Proteção contra choques elétricos, sobrecargas e contra curto-circuito;
· Capacidade de condução de corrente;
· Queda de tensão.
Quanto à seção mínima, orienta-se da seguinte forma apresentada no quadro adiante, conforme o tipo de linha e o uso do circuito e se estabelece, então, um valor de seção mínima para o condutor, considerando o uso de condutores de cobre (Cu) ou alumínio (Al):
Figura 7 - Orientações acerca das medidas de seção mínima do condutor para instalações elétricas de baixa tensãoFonte: ABNT, 2020.
Além disso, é importante ressaltar que estes valores variam conforme o material do condutor, pois estes apresentam diferentes relações de resistividade, por exemplo. Por outro lado, quando analisamos os aspectos que devem ser dimensionados para proteção contra sobrecarga e contra curto, deve-se atentar para o que é considerado sobrecarga e o efeito do próprio curto no contexto. Desta forma, a sobrecarga corresponde à situação na qual a intensidade da corrente que circula no circuito ultrapassa o valor nominal, mas é, ainda, inferior à corrente de curto. Já a corrente de curto, por sua vez, corresponde ao valor que supera a capacidade de condução de corrente no condutor, capaz de provocar efeitos como a fusão deste (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Com isto, é necessário saber a este ponto que, conforme a NBR 5410, os condutores vivos (de fase ou proteção) devem ser protegidos por, pelo menos, um dispositivo de seccionamento automático. Mais adiante, nesta unidade, você verá mais detalhes sobre o dimensionamento dos dispositivos de proteção para os circuitos terminais.
Adicionalmente, sabe-se que a capacidade de condução de corrente, de certa forma, é o principal parâmetro a ser considerado no dimensionamento dos condutores. Desta forma, é importante compreender que esta determina qual deve ser a seção mínima do(s) condutor(es) de fase do circuito, priorizando a integridade do material condutor e do isolamento deste e, assim, é possível determinar alguns passos básicos para o dimensionamento do condutor (GEBRAN & RIZZATO, 2017):
1 Escolha do tipo de isolamento que deve ser utilizado;
2 Escolha do método de instalação;
3 Cálculo da corrente de base (IB), também denominada frequentemente como corrente de projeto;
4 Determinação do número de condutores carregados;
5 Determinação do fator de correção de agrupamento e do fator de temperatura;
6 Cálculo da corrente corrigida (Ic);
7 Cálculo da corrente efetiva e da seção mínima do condutor.
Quanto ao tipo de isolação, conforme a NBR 5410, todos os cabos devem possuir algum tipo de isolamento, exceção apenas para aplicações específicas de cabos nus. Com isto, os cabos unipolares e/ou multipolares, com isolação em EPR, XLPE e PVC, devem ser dimensionados conforme as normas NBR 7.286, 7.287 e 7.288, respectivamente, lembrando que existem características físico-químicas diretamente atreladas para que a isolação elétrica seja feita de forma segura e efetiva. Além disso, considerando, então, que estamos estudando circuitos de baixa tensão, também existem orientações sobre níveis de tensão conforme a tensão de trabalho do circuito, além de uma previsão de temperaturas características para cada tipo de material isolante, atestando a suportabilidade do cabo quanto ao calor.
Quanto ao método de instalação, sabe-se que, de maneira geral, os condutores serão instalados em eletrodutos aparentes ou embutidos, através de canaletas e bandejas, por exemplo, e deve-se lembrar,