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Instalações Industriais Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Me. Robmilson Simões Gundim Revisão Textual: Prof. Me. Luciano Vieira Francisco Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas • Linhas Elétricas – Definições; • Fios, Cabos Unipolares e Condutores Isolados; • Seção Nominal; • Resistência dos Condutores; • Isolação e Isolamento; • Condutos Elétricos; • Eletrodutos – Limitações; • Descritivo das Limitações. • Compreender os conceitos fundamentais sobre linhas elétricas. OBJETIVO DE APRENDIZADO Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam- bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Linhas Elétricas – Definições No universo das instalações industriais, devido aos riscos envolvidos e à sua grande importância, a instalação elétrica é uma das áreas mais significativas de uma empresa e por isso será objeto de estudo desta Disciplina. De uma forma geral, linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos que, dependendo da maneira como são construídos, classificam-se em: • Aérea; • Aparente; • Embutida; • Subterrânea. A Norma Brasileira de Regulamentação (NBR) 5410:2004 da Associação Bra- sileira de Normas Técnicas (ABNT), que se refere às instalações elétricas em baixa tensão, apresenta outras definições complementares referentes às linhas elétricas, as quais para um profissional que atua ou atuará em instalações industriais, tornam- -se necessárias à sua compreensão. Para reforçar e garantir a compreensão de tais conceitos, é necessária uma releitura das principais partes da referida norma relacionada a este item. Neste contexto, a norma técnica referente às instalações elétricas de baixa ten- são ABNT NBR 5410:2004, em seu capítulo 3, apresenta as seguintes definições sobre linhas elétricas, representadas e comentadas nas tabelas 1 e 2: Tabela 1 – Definições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Linha – elétrica – de sinal: linha em que trafegam sinais eletrônicos, sejam de telecomunicações de in- tercâmbio de dados, de controle, de automação etc. A linha elétrica não se refere exclusivamente aos cir- cuitos de iluminação e às tomadas, mas a todo tipo de circuitos com sinais elétricos. Linha externa: linha que entra ou sai de uma edifica- ção, seja a linha de energia, de sinal, uma tubulação de água, de gás ou de qualquer outra utilidade. O termo linha externa, utilizado na Norma, refere-se à linha de energia das mais variadas formas – e não exclusivamente às linhas de sinais elétricos. Ponto de entrega: ponto de conexão do sistema elé- trico da empresa distribuidora de eletricidade com a instalação elétrica da(s) unidade(s) consumidora(s) e que delimita as responsabilidades da distribuidora, definidas pela autoridade reguladora. Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma. Ponto de entrada – em uma edificação: ponto em que uma linha externa penetra na edificação. Notas referentes a este trecho da Norma: • No caso das linhas elétricas de energia, não se deve confundir ponto de entra- da com ponto de entrega. A referência fundamental do ponto de entrada é a edificação, ou seja, o corpo principal ou cada um dos blocos de uma proprie- dade. No caso de edificações com pavimento em pilotis – geralmente o térreo – e nas quais a entrada da linha elétrica externa se dá no nível do pavimento 8 9 em pilotis, o ponto de entrada pode ser considerado como o ponto em que a linha penetra no compartimento de acesso à edificação – hall de entrada; Pilotis: é o sistema construtivo em que uma edificação é sustentada por meio de espécie de grelha de pilares em seu pavimento térreo.Ex pl or • Além da edificação em si, outra referência indissociável de ponto de entrada é o Barramento de Equipotencialização Principal (BEP), localizado junto ou bem próximo do ponto de entrada (NBR 5410:2004, item 6.4.2.1). Em continuidade às definições apresentadas nas normas: Tabela 2 – Defi nições sobre linhas elétricas Item da Norma Comentários Ponto de utilização: ponto de uma linha elétrica destinado à conexão de equipamento de utilização. O ponto de utilização é aquele onde os equipamentos serão efetivamente conectados à rede elétrica. Ponto de tomada: ponto de utilização em que a conexão do equipamento ou equipamentos a serem alimentados é feita por meio de tomada de corrente. Os tópicos a seguir mostram as notas referentes a estes trechos da Norma. Notas referentes a este trecho da Norma: • Um ponto de utilização pode ser classificado, entre outros critérios, de acordo com a tensão da linha elétrica, a natureza da carga prevista – ponto de luz, ponto para aquecedor, ponto para aparelho de ar-condicionado etc. – e o tipo de conexão previsto – ponto de tomada, ponto de ligação direta; • Uma linha elétrica pode ter um ou mais pontos de utilização; • Um mesmo ponto de utilização pode alimentar um ou mais equipamentos. Das três últimas notas, vale destacar a terceira, na qual representa uma alteração significativa na interpretação referente à diferença entre os termos Tomada de Uso Geral (TUG) e “Ponto” de Tomada de Uso Geral (PTUG). TUG era e ainda é utilizada no dia a dia, pois além de criada na edição anterior da revisão da Norma, em 2004, não se pode dizer que está errada, dado que real- mente é uma tomada de uso geral. Entretanto, após a publicação da Norma vigente, desde 2004, torna-se mais adequado a utilização da sigla PTUG, ou seja, Ponto de Tomada de Uso Geral, exatamente por permitir que um mesmo ponto de utilização possa alimentar um ou mais equipamentos de utilização. Isso, a princípio, pode não parecer tão signi- ficativo, mas é. Para ilustrar, basta lembrar que, antes da alteração, a Norma orientava quando da definição de quantidade mínima de tomadas a serem previstas em uma sala com 19 metros de perímetro, por exemplo, e aplicando a regra de prever 1 tomada a 9 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas cada 5 metros, ou fração de perímetro, o resultado era que quatro tomadas aten- diam o mínimo que a norma estabelecia. No entanto, é senso comum saber que quatro tomadasnos dias atuais para uma sala não são suficientes. Por isso, a altera- ção para pontos de tomadas é significativa, pois apesar de numericamente a regra continuar definindo quatro, agora são quatro pontos de tomadas de uso geral e em cada ponto podendo ser instalados até três tomadas em caixas 4” × 2”, ou até seis tomadas em caixas 4” × 4”, tudo com a mesma fiação devidamente dimensionada. Essa “pequena grande mudança” tem o objetivo de eliminar a utilização de ex- tensões, benjamins e/ou filtros de linha para alimentar equipamentos, pois a pro- posta é que em uma instalação bem planejada realiza-se a previsão e instalação de pontos de tomada de uso geral que atendam de forma plena às necessidades dos usuários sem a necessidade do uso desses tipos de acessórios, que devem ser empregados somente em instalações provisórias – e não por definitivo –, pois ao serem utilizadas de forma indiscriminada, podem ser as causas de incidentes ou até acidentes mais graves, tais como princípios de incêndios, devido ao aquecimento natural existente em quaisquer conexões elétricas. Importante! Alguém poderia questionar se o aquecimento citado não continuará existindo mesmo que sejam adotadas as medidas apresentadas, e a resposta é sim, ou seja, continuará, porém se houver qualquer ponto mais quente, possivelmente estará dentro da caixa de passagem, distante de materiais altamente inflamáveis comumente utilizados em es- tantes ou móveis; em tese, aquele ponto estará alimentado por uma linha elétrica devi- damente dimensionada e consequentemente protegida. Trocando ideias... Você sabe dizer o que é uma linha elétrica bem dimensionada? Ex pl or Trata-se da realização de estudo e planejamento da instalação elétrica, ou seja, é prever a fiação e os condutos adequados para cada situação de uso. A última edição da Norma de instalações elétricas de baixa tensão (ABNT NBR 5410:2004) passa por revisão. Enquanto não é finalizada vale a última publicação de 2004. No entanto, para aqueles que desejarem saber quais os pontos de discussão tratados, a sugestão é aces- sar as publicações disponíveis na Revista de Normas, com autoria do engenheiro Eduardo Daniel e disponíveis em: https://bit.ly/2Hj76Nz e https://bit.ly/2IMRAM2 Ex pl or Você deve ter compreendido a definição e os conceitos referentes às linhas elé- tricas e a importância do conhecimento correlacionado adquirido para um profis- sional que, além de usuário, pode ser um gestor ou manutentor de uma instalação industrial. Vamos nos aprofundar mais um pouco estudando ou revisando as dife- renças entre fios, cabos unipolares e condutores isolados. 10 11 Fios, Cabos Unipolares e Condutores Isolados Em complemento às características apresentadas até o momento referentes às linhas elétricas, uma das partes integrantes são os condutores. Com o intuito de organizar e reforçar as definições sobre os tipos de condutores existentes, estudare- mos os principais. Tamietti (2001) apresenta as seguintes definições: • Fio: é o condutor de seção transversal uniforme – em maior parte cilíndrica –, maciço e com certa flexibilidade; • Condutor encordoado: é o conjunto de fios enfeixados helicoidalmente, ou seja, condutores mais flexíveis que os fios; • Cabo: é o condutor encordoado por um conjunto de fios encordoados, isola- dos ou não, entre si; • Condutor isolado: é o fio ou cabo constituído apenas de isolação (a e b); • É comum sobrepor à camada de isolação outra especialmente resistente à abra- são, denominada cobertura (c e d). Denomina-se cabo unipolar aquele consti- tuído por um único condutor isolado e dotado, no mínimo, de cobertura (c); • Por fim, cabo multipolar é aquele constituído por dois ou mais condutores iso- lados e dotado, no mínimo, de cobertura (d). Figura 1 – Tipos de fi os e cabos Fonte: adaptada de Tamietti (2001) 11 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Seção Nominal Os condutores são caracterizados pela seção nominal S, em mm². Ao contrário do que possa parecer, S não se refere à área transversal do condutor, mas sim ao enqua- dramento do condutor à série métrica de valores padrões de resistência elétrica. Esta série, estabelecida pela IEC – International Electrotechnical Comission – atribui um valor de S para a resistência elétrica máxima que conduto- res, com um quilômetro de comprimento e a 20° C, podem apresentar. A Tabela 3 mostra a série métrica IEC: Para melhor entendimento de que a seção nominal S não é exatamente a área do condutor, veja o exem- plo a seguir: Para um fio isolado de 4,0 mm² de seção nominal, a Tabela 4 indica que o diâmetro nominal do condutor é igual a 2,2 mm. Desse modo, o valor da área transversal da seção metálica do condutor fica: A xD x A mms s� � �� � � �2 2 4 2 2 4 3 80 , , ² Portanto, diferente da seção nominal S = 4,0 mm². Tabela 4 – Dados médios de fios e cabos Seção nominal [mm2] Diâmetro Nominal do Condutor D [mm] Espessura Nominal da Isolação [mm] Diâmetro Externo Nominal De [mm] Área Externa Ac [mm2] 0,5 0,8 0,6 2,1 3,5 0,75 1,0 0,6 2,2 3,8 1 1,1 0,6 2,4 4,5 1,5 1,4 0,7 2,8 6,2 2,5 1,7 0,8 3,4 9,1 4 2,2 0,8 3,9 11,9 6 2,7 0,8 4,4 15,2 10 3,5 1,0 5,6 24,6 Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 11) Tabela 3 – Série métrica IEC Seção Nominal [mm2] 0,5 70 0,75 95 1 120 1,5 150 2,5 185 4 240 6 300 10 400 16 500 25 630 35 800 50 1000 Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 11) 12 13 Resistência dos Condutores A determinação da resistência elétrica dos condutores utilizados em corrente alternada é dada pela segunda Lei de Ohm, como segue: R L A R s � �� �� • Onde: » R = Reseistência elétrica (Ω); » ρ = resistividade mm2/m; » L = comprimento (m); » AS = área transversal da seção metálica do condutor (mm 2); » ∆R = aumento da resistência próprio dos circuitos em CA. O aumento na resistência própria dos circuitos de corrente alternada, em (Ω), se dá, devido a dois efeitos: • Pelicular: fenômeno pelo qual o valor eficaz da densidade de corrente – por unidade de área – é maior perto da superfície externa dos condutores. Deste modo, a área que efetivamente conduz a corrente é menor, havendo, por con- sequência, aumento da resistência; • De proximidade: fenômeno caracterizado pela distribuição não uniforme da densidade de corrente, por influência da corrente que percorre condu- tores próximos. Desconsiderando tais efeitos, ou seja, desconsiderando o ∆R, somente para efei- to comparativo, ao se determinar a resistência elétrica de 100 metros de condutor de cobre recozido de seção nominal de Sn = 4,00 mm 2 utilizando a área transversal da seção metálica do condutor de As = 3,80 mm 2 e também pela própria seção nominal poder-se-á comparar a diferença. Observação: ρCu → resistividade do cobre = 0,0172 Ωmm 2/m R L A mm m x m mm ou m S � � �� 0 0172 100 3 80 0 452 452 6 , . ² , ² , , � � � 13 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas No entanto, utilizando a própria seção nominal, ao invés da área transversal da seção metálica, o resultado é: R L S mm m x m mm ou m n � � �� 0 0172 100 4 0 430 430 , . ² ² , � � � A diferença de 22,63 mΩ neste caso parece não ser tão significativa ao se de- terminar 100 metros, no entanto, pode-se notar que quanto maior o comprimento do cabo, maior será o significado, pois maiores serão as perdas causadas pela re- sistência. Pode-se concluir que para análises mais precisas se faz necessário levar em consideração a área transversal da seção metálica, enquanto que para um valor estimado, o uso da seção nominal também é utilizado, como pode ser encontrado em diversas literaturas. Além do exposto, como informado, desconsiderar o ∆R também influencia a determinação da resistência do cabo, sem contar que um cabo sob a influência da frequência da corrente alternada terá a reatância indutiva. Para que se tenha ideia dessas influências, veja a Tabela 5 a seguir. Tabela 5 – Resistência elétrica de fiose cabos Resistência Elétrica e Reatância Indutiva de Fios e Cabos – Valores em [Ω/km] Tipo do Condutor: Condutores isolados, cabos unipolares e multipolares Material da Isolação: PVC – EPR – XLPE Método de Instalação: Condutos fechados não-magnéticos Circuito: FN – FF – 3F Seção Nominal [mm2] R XL 1,5 14,48 0,16 2,5 8,87 0,15 4 5,52 0,14 6 3,69 0,13 10 2,19 0,13 16 1,38 0,12 25 0,87 0,12 35 0,63 0,11 50 0,47 0,11 70 0,32 0,10 95 0,23 0,10 120 0,19 0,10 Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 10) Na Tabela 5 pode-se verificar, portanto, que o cabo de seção nominal de 4,0 m², ao invés dos convertidos 4,52 Ω/km encontrados no primeiro cálculo realizado, resulta no valor de 5,52 Ω/km e ainda 0,14 Ω/km de reatância indutiva. A Tabela 5 apresenta, assim, o valor considerando o ∆R que, no cálculo apresentado, para simples comparação, foi desconsiderado. 14 15 A conversão para 4,52 Ω/km se deu da seguinte forma: O valor encontrado de 0,452 Ω foi para cada 100 metros de cabo. Assim, dividindo por 100, encontra-se por metro 4,52 m Ω/m; e para saber por km, multiplica-se por 1.000, ou seja, 4,52 m Ω/m × 1000, totalizando 4,52 Ω/km – valor este que não está tão distante, mas difere dos 5,52 Ω/km apresentados na Tabela 5, mas devidamente justificados pelo aumento da resistência ∆R. Ex pl or Importante! Deu para perceber a diferença entre os tipos de cabos existentes, bem como a distinção entre os valores calculados de resistência? Em resumo, os condutores são praticamente divididos em condutores isolados, cabos unipolares e/ou multipolares. Referente às resis- tências, apesar da segunda Lei de Ohm permitir determinar o valor da resistência dos fios e cabos, para análises mais precisas, além da correta utilização da área transversal da seção metálica, deve-se considerar o aumento da resistência caso a utilização se dê em circuitos alimentados por corrente alternada. Assim, pode-se concluir que para cada situação deve- -se analisar qual forma é a mais prática e adequada. Além disso, sempre que necessário é possível consultar as tabelas, disponibilizadas pelos fabricantes e que apresentam os va- lores de resistência e reatância indutiva para cabos em suas diversas maneiras de instalar. Trocando ideias... Isolação e Isolamento A isolação – ou material dielétrico, ou material isolante (como é comumente conhecido) – é aplicada aos condutores para isolar a parte viva, ou seja, energiza- da, do exterior, reduzindo ou eliminando o risco de choques e curtos-circuitos. Em baixa tensão, utiliza-se a isolação em PVC – Cloreto de Polivinila –, EPR – borracha Etileno-Propileno –, ou XLPE – polietileno reticulado. A isolação em PVC e EPR são os tipos mais comuns e têm as seguintes proprie- dades específicas: • Propriedades do PVC: » Rigidez dielétrica elevada, porém, as perdas dielétricas também são elevadas, prin- cipalmente acima de 10 kV, o que limita o seu uso a tensões máximas de 6 kV; » Considerável resistência a agentes químicos e à água; » Boa resistência à propagação de chama. Entretanto, quando submetido ao fogo, gera considerável quantidade de fumaça e de gases tóxicos e corrosivos. • Propriedades do EPR: » Excelente resistência ao envelhecimento, permitindo a aplicação de altas den- sidades de corrente; » Ótima flexibilidade, mesmo em baixas temperaturas; 15 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas » Elevada resistência dielétrica e baixas perdas dielétricas, o que permite o seu uso em altas tensões – usualmente até 138 kV; » Boa resistência a agentes químicos e à água. Importante! Uma importante informação é: não confunda isolação com isolamento. Isolação tem sentido estritamente qualitativo – isolação de PVC, EPR etc. Isolamento, por sua vez, tem sentido quantitativo. Importante! Assim, na verdade, a forma correta de dizer é tensão de isolamento, valor rela- cionado à espessura da isolação e às características da instalação – nível de tensão. A tensão de isolamento de um condutor é especificada por dois valores sepa- rados por uma barra, o primeiro indicando a tensão fase-neutro (Uo), o segundo indicando a tensão fase-fase (U), ou seja, Uo/U como, por exemplo, 0,6/1 kV. Conforme a tensão fase-fase do isolamento, os condutores são classificados como de: • Baixa tensão: U ≤ 1kV • Média tensão: 1kV < U ≤ 35kV • Alta tensão: U > 35kV A classificação dos condutores de baixa, média ou alta tensão se dá em função da espessura e do tipo de material utilizado em suas isolações, devido às limitações de cada tipo de material para isolar o campo elétrico gerado pela tensão. Além disso, outro fator significativo é o efeito Joule, que é o aquecimento gerado pela corrente que circula no condutor. Dependendo da temperatura, os materiais utiliza- dos na isolação podem perder as suas propriedades isolantes. Assim, os condutores são classificados em três classes térmicas – temperatura em regime: • Permanente: valor máximo no qual a isolação pode permanecer indefinida- mente. A corrente máxima possível de ser conduzida nessa condição define a denominada capacidade de condução do condutor, sendo para isolação em: » PVC: 70° C; » EPR: 90° C. • De sobrecarga: valor máximo no qual a isolação pode permanecer durante 100 horas em um período de 12 meses, porém, sem superar 500 horas ao longo da vida do condutor, sendo para isolação em: » PVC: 100° C; » EPR: 130° C. • De curto-circuito: valor máximo no qual a isolação pode permanecer por apenas 5 segundos ao longo da vida do condutor, sendo para isolação em: » PVC: 160° C; » EPR: 250° C. 16 17 Como pode ser observado, o EPR tem capacidade superior ao PVC, ou seja, o EPR propicia maior capacidade de condução de corrente ao condutor, pois permite atingir maiores temperaturas. Para uma suposta corrente elétrica em um circuito elétrico de uma instalação industrial, quando se deseja maior flexibilidade, menor seção nominal e maior capacidade em suportar correntes de sobrecarga e de curto-circuito, qual é a melhor opção? Ex pl or Analisando a pergunta e o estudo realizado, deu para perceber que, sob os as- pectos levantados, a resposta é o cabo com isolação em EPR. Porém, vale observar que em instalações elétricas residenciais ou mesmo partes das industriais na qual a classe térmica não seja tão relevante, a relação custo-benefício leva à utilização dos cabos com isolação em PVC. Essas informações devem subsidiar o responsável pela elaboração da lista de ma- teriais de uma instalação industrial, devendo ainda ser observado o comportamento dos condutores em condições de fogo e incêndio. Importante! A isolação e/ou a cobertura requerem certa quantidade de materiais orgânicos que, por serem combustíveis, podem propiciar aos cabos a perigosa característica de elemento propagador de fogo. Trocando ideias... Quanto a esse aspecto, os cabos são classificados em quatro categorias: • Propagador de chama: quando submetido à ação direta da chama, mesmo por curto intervalo de tempo, o cabo entra em combustão e a mantém após a retira- da da chama ativadora. Tais cabos podem contribuir para o desenvolvimento e a propagação de incêndios. EPR e XLPE estão incluídos nesta categoria; • Não propagador de chama: quando a chama se extingue após cessar a causa ativadora. Entre outros fatores, o comportamento desses cabos em relação ao fogo depende, em grande parte, do tempo de exposição à chama, da intensi- dade desta e da quantidade de cabos agrupados. Os condutores de cobre com isolação de PVC do tipo BW (NBR 6148) incluem-se nesta categoria; • Resistente à chama: quando a chama não se propaga mesmo em caso de exposição prolongada. Quando submetidos ao rigoroso ensaio de queima ver- tical, efetuado em feixe de cabos com concentração de material combustível bem definida – de acordo com a NBR 6812 –, os danos causados pela chama limitam-se a poucas dezenas de centímetros. O PVC aditivado confere aos cabos essa característica, sendo designados por BWF (NBR 6148);• Resistente ao fogo: especialmente recomendados para circuitos de seguran- ça, pois o circuito é mantido em operação na presença de incêndio, atendendo à NBR 10.301 – exposição à chama direta, durante 3 horas à 750° C. 17 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Para auxiliar na identificação da relação dos cabos e de suas aplicações típicas correspondentes em alguns tipos de instalações, veja a figura a seguir: Figura 2 – Características normativas para fios e cabos para baixa tensão Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 16) Como você pôde perceber, há uma significativa importância na escolha dos condu- tores corretos para cada tipo de instalação, mas também – e não menos importante – serão as maneiras de se instalar e proteger esses condutores. Quais seriam os tipos de condutos utilizados para cada situação? É o que veremos na próxima etapa do estudo. 18 19 Condutos Elétricos Segundo Tamietti (2001), condutos elétricos, ou simplesmente condutos são as canalizações utilizadas para proteger e/ou suportar os condutores. Existem os condutos fabricados, os quais obedecem às normas específicas e atendem, em grande parte, às instalações elétricas – como podem ser vistas na Figura 3 –, mas também existem aqueles construídos no local da instalação conforme a necessidade, tais como as canaletas de alvenaria, ou ainda espaços de construção como os poços, galerias, pisos técnicos, forros falsos e cavidades internas em elementos de divisórias. Os condutores necessitam, diversas vezes, da proteção dos condutos. Cabos com cobertura permitem a instalação do condutor diretamente no solo ou na alvenaria – nesse caso pode-se dizer que o conduto é a própria cobertura. Outras vezes, a natureza da construção requer apenas o uso de suportes para os condutores em pontos isolados, caso típico dos circuitos de transmissão e distribuição das concessionárias de energia elétrica. Quanto à instalação dos condutores nos con- dutos, deve-se observar o seguinte: • Todos os condutores vivos do mesmo circui- to, inclusive o neutro, devem ser agrupados no mesmo conduto; • Em eletrodutos, eletrocalhas e blocos alve- olados podem ser instalados condutores de mais de um circuito, quando: » Os circuitos forem da mesma instalação, isto é, tiverem a sua origem no mesmo dis- positivo de manobra e proteção; » As seções nominais dos condutores-fase estiverem contidas no intervalo de três va- lores normalizados sucessivos – por exem- plo, 4, 6 e 10mm². Chamamos de linhas elétricas o conjunto dos condutores e os seus condutos e, dependendo da maneira como são construídas, classificam-se em: • Aérea: condutores desprovidos de condutos, elevados em relação ao piso e suportados em pontos isolados; • Aparente: condutos à vista do ambiente; • Embutida: linhas onde os condutos e/ou condutores são enterrados nas pa- redes ou nas estruturas, ficando acessíveis apenas em determinados pontos; • Subterrânea: linha embutida no solo. Figura 3 – Tipos de condutos fabricados Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 17) 19 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas A partir dessa classificação, a NBR 5410 estipula os condutores e cabos que podem ser utilizados em cada tipo de linha, tal como mostra a Figura 4. Figura 4 – Métodos de instalação versus condutores permitidos Tipos de Linhas Elétricas Condutor Isolado Cabo Unipolar Cabo Multipolar Afastado da parede ou suspenso por cabo de suporte(a) Não Bandejas não perfuradas ou prateleiras Não Bandejas perfuradas (horizontal ou vertical) Não Canaleta fechada no piso, solo ou parede Canaleta ventilada no piso ou solo Não Diretamente em espaço de construção(b): 1,5 De ≤ V < 5 De Não Diretamente em espaço de construção(b): 5 De ≤ V ≤ 50 De Não Diretamente enterrado Não Eletrocalha Eletroduto aparente Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria(b): 1,5 De ≤ V < 5 De Não Não Eletroduto de seção não circular embutido em alvenaria(b): 5 De ≤ V ≤ 50 De Não Não Eletroduto em canaleta fechada(b): 1,5 De ≤ V < 20 De Não Eletroduto em canaleta fechada(b): V ≤ 20 De Não Eletroduto em canaleta ventilada no piso ou solo Não Não Eletroduto em espaço de construção Não Eletroduto em espaço de construção(b): 1,5 De ≤ V < 20 De Não Não Eletroduto em espaço de construção(b): V ≥ 20 De Não Não Eletroduto embutido em alvenaria Eletroduto embutido em caixilho de porta ou janela Não Não Embutimento em parede isolante Eletroduto enterrado no solo ou canaleta não ventilada no solo Não Embutimento direto em alvenaria Não Embutimento direto em caixilho de porta ou janela Não Embutimento direto em parede isolante Não Não Fixação direta em parede ou teto(c) Não Forro falso ou piso elevado(b): 1.5 De ≤ V < 5 De Não Forro falso ou piso elevado(b): 5 De ≤ V ≤ 50 De Não Leitos, suportes horizontais ou telas Não Moldura Não Sobre isoladores Não Não Notas: (a): A distância entre o cabo e a parede deve ser, no mínimo, igual a 30% do diâmetro externo do cabo; (b): De = diâmetro externo do cabo; V = altura do espaço de construção ou da canaleta; (c): A distância entre o cabo e a parede ou teto deve ser menor ou igual a 30% do diâmetro externo do cabo. Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 19) Será que existem limitações na utilização dos eletrodutos? Ex pl or 20 21 Eletrodutos – Limitações Quanto a este último aspecto, a NBR 5410 estabelece as seguintes limitações, aplicáveis a qualquer tipo de eletroduto: • Sem interposição de caixas de passagem, os trechos contínuos dos eletrodutos deverão ser limitados a 15 metros. Havendo curvas, o comprimento de 15 metros deverá ser reduzido de 3 metros para cada curva de 90°; • Quando o trecho referido no tópico I passar por locais onde não seja possível a interposição de caixas de passagem, o procedimento será: » Calcular o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I, conside- rando a quantidade de curvas de 90° existentes; » Para cada 6 metros ou fração que o comprimento real do trecho exceder ao calculado em IIi, aumentar o tamanho nominal do eletroduto para um ime- diatamente acima; • Em nenhum trecho e em nenhuma circunstância poderão ser utilizadas curvas com deflexão acima de 90°; • Em cada trecho de eletroduto entre duas caixas de passagem, a deflexão total das curvas não poderá exceder 270° – por exemplo, 3 curvas de 90°; 2 curvas de 90° mais 2 de 45° e outras combinações possíveis; • Caixas de passagem deverão ser previstas em todos os pontos de entrada e saída de condutores nos eletrodutos – exceto nos de transição para linha aérea –, bem como nos de emenda e derivação dos condutores. A seguinte Figura ilustra três casos que, ao serem analisados quanto às limitações impostas pela NBR 5410, ao comprimento e à quantidade de curvas existentes em trechos contínuos de eletrodutos, exigiram que fossem feitas as correções apropriadas: Figura 5 – Exemplos de correções de trechos de eletrodutos para atender às exigências da NBR 5410 Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 23) 21 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Descritivo das Limitações Caso 1 Pelo disposto no tópico I, o comprimento do trecho (25m) excede o máximo permitido (15m), o que levou à inserção de mais uma Caixa de Passagem (CP3); Caso 2 Como há uma curva de 90° no trecho, pelo disposto no tópico I, o comprimento máximo permitido para o eletroduto, ao serem descontados 3 m referentes à curva, é: 15m - (1 curva × 3m) = 12m Como o comprimento do trecho é: 10 + 6 = 16m Superior, portanto, ao máximo permitido (12m), é necessário interpor mais uma CP3. Observe que, com esta interposição, o comprimento máximo entre duas caixas com uma curva passa a ser: 4 + 6 = 10m Inferior, portanto, ao máximo permitido (12m). Caso 3 Representa asituação prevista no tópico II, em que não é possível a interposição de novas caixas de passagem. Procedendo como indicado: pelo disposto no subtópico IIi, o comprimento máximo que seria permitido pelo tópico I, considerando as três curvas de 90° existentes, é: 15m - (3 curvas × 3m) = 6m Pelo disposto no subtópico IIii, o comprimento real do trecho é igual a: 2,80 + 3 + 3 + 3 = 11,80m Excede o máximo permitido em: 11,80 - 6 = 5,80m Logo, a quantidade de aumentos no tamanho nominal do eletroduto previsto é: 5,80 / 6 = 0,97 22 23 Ou seja: 1 aumento. Supondo que se trate de eletroduto rígido de PVC, então, como o que estava previsto era de ¾”, pela Tabela 6, aumentando uma vez o tamanho nominal para o imediatamente acima, leva à adoção de eletroduto de 1”. Tabela 6 – Eletrodutos rígidos roscáveis de PVC (conforme a NBR 6150) Tamanho Nominal Rosca (pol) Diâmetro Extreno [mm] Espessura da Parede [mm] Área Nominal [mm2] Classe A Classe B Classe A Classe B 16 3/8 16,7 2,0 1,8 127 135 20 1/2 21,1 2,5 1,8 204 240 25 3/4 26,2 2,6 2,3 346 366 32 1 33,2 3,2 2,7 564 607 40 11/4 42,2 3,6 2,9 962 1040 50 11/2 47,8 4,0 3,0 1243 1372 60 2 59,4 4,6 3,1 1978 2222 75 21/2 75,1 5,5 3,8 3225 3577 85 3 88,0 6,2 4,0 4487 5024 Fonte: adaptada de Tamietti (2001, p. 21) Importante! Linhas elétricas são conjuntos de condutores e condutos a serem utilizados em uma instalação e a escolha do condutor, da maneira de instalar e, consequentemente, dos condutos estão diretamente ligados à qualidade e segurança da instalação, quer seja industrial, predial ou residencial. Deve-se tomar muito cuidado com o uso exclusivo de tabelas práticas e/ou de culturas comumente aplicadas em todas as situações referentes às instalações. Como consideração final, para atendimento das normas de instalações elétricas em ge- ral, o complemento dos estudos para a definição de linhas elétricas apropriadas a cada projeto aponta para o exame e a aplicação dos critérios de dimensionamento de condu- tores e dispositivos de proteção aplicados a circuitos terminais. Em Síntese 23 UNIDADE Revisão dos Conceitos Fundamentais sobre Linhas Elétricas Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Instalações elétricas e o projeto de arquitetura CARVALHO JUNIOR, R. de. Instalações elétricas e o projeto de arquitetura. 8. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2018. Instalações elétricas industriais MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. Segurança e higiene do trabalho ROSSETE, C. A. Segurança e higiene do trabalho. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. Fundamentos de instalações elétricas SAMED, M. A. S. Fundamentos de instalações elétricas. São Paulo: Saberes, 2017. NR-12 – segurança em máquinas e equipamentos SANTOS, J. R. dos; ZANGIROLAMI, J. Z. NR-12 – segurança em máquinas e equipamentos. [S.l.]: Érica, 2015. 24 25 Referências COTRIM, A. M. B. Instalações elétricas. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. ______. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. SANTOS, J. R. dos; ZANGIROLAMI, J. Z. NR-12 – segurança em máquinas e equipamentos. [S.l.]: Érica, 2015. TAMIETTI, R. P. Condutores elétricos. Passo a passo das instalações elétricas residenciais. Belo Horizonte, MG: IEA; Centene, 2001. Disponível em: <https:// bit.ly/2TkVtgk>. Acesso em: 4 mar. 2019. 25