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Professor Me. Lucas Delapria Dias dos Santos INSTALAÇÕES ELÉTRICAS REITOR Prof. Ms. Gilmar de Oliveira DIRETOR DE ENSINO PRESENCIAL Prof. Ms. Daniel de Lima DIRETORA DE ENSINO EAD Prof. Dra. Giani Andrea Linde Colauto DIRETOR FINANCEIRO EAD Prof. Eduardo Luiz Campano Santini DIRETOR ADMINISTRATIVO Guilherme Esquivel SECRETÁRIO ACADÊMICO Tiago Pereira da Silva COORDENAÇÃO DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO Prof. Dr. Hudson Sérgio de Souza COORDENAÇÃO ADJUNTA DE ENSINO Prof. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo COORDENAÇÃO ADJUNTA DE PESQUISA Prof. Ms. Luciana Moraes COORDENAÇÃO ADJUNTA DE EXTENSÃO Prof. Ms. Jeferson de Souza Sá COORDENAÇÃO DO NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE GESTÃO E CIÊNCIAS SOCIAIS Prof. Dra. Ariane Maria Machado de Oliveira COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE T.I E ENGENHARIAS Prof. Me. Arthur Rosinski do Nascimento COORDENAÇÃO DOS CURSOS - ÁREAS DE SAÚDE E LICENCIATURAS Prof. Dra. Katiúscia Kelli Montanari Coelho COORDENAÇÃO DO DEPTO. DE PRODUÇÃO DE MATERIAIS Luiz Fernando Freitas REVISÃO ORTOGRÁFICA E NORMATIVA Beatriz Longen Rohling Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante Caroline da Silva Marques Eduardo Alves de Oliveira Jéssica Eugênio Azevedo Marcelino Fernando Rodrigues Santos PROJETO GRÁFICO E DIAGRAMAÇÃO Hugo Batalhoti Morangueira Bruna de Lima Ramos Vitor Amaral Poltronieri ESTÚDIO, PRODUÇÃO E EDIÇÃO André Oliveira Vaz DE VÍDEO Carlos Firmino de Oliveira Carlos Henrique Moraes dos Anjos Kauê Berto Pedro Vinícius de Lima Machado Thassiane da Silva Jacinto FICHA CATALOGRÁFICA Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - CIP S237i Santos, Lucas Delapria dos Instalações elétricas / Lucas Delapria dos Santos. Paranavaí: EduFatecie, 2023. 104 p.: il. Color. 1. Instalações elétricas. 2. Instalações elétricas – Requisitos de segurança. I. Centro Universitário UniFatecie. II. Núcleo de Educação a Distância. III. Título. CDD: 23 ed. 621.31 Catalogação na publicação: Zineide Pereira dos Santos – CRB 9/1577 As imagens utilizadas neste material didático são oriundas dos bancos de imagens Shutterstock . 2023 by Editora Edufatecie. Copyright do Texto C 2023. Os autores. Copyright C Edição 2023 Editora Edufatecie. O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correção e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores e não representam necessariamente a posição oficial da Editora Edufatecie. Permitido o download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. https://www.shutterstock.com/pt/ 3 AUTOR Professor Me. Lucas Delapria Dias dos Santos ● Mestre Bioenergia e energias renováveis pela UEM – Universidade Estadual de Ma- ringá. ● Bacharel em Engenharia Elétrica pela UEM – Universidade Estadual de Maringá. ● Bacharel em Engenharia de Produção pela Unicesumar - Maringá. ● Especialista em Engenharia de segurança do trabalho pela Universidade Cândido Mendes. ● Especialista em Gestão da qualidade pela UniFCV. ● Professor Formador EAD – Unicesumar. ● Tutor EAD – Unicesumar. ● Grande experiência com docência. Vasta experiência com projetos elétricos de sistemas fotovoltaicos, instalações pre- diais e em obras de subestações e linhas de transmissão de 69 a 550 kV. Atuo na área da docência desde 2018, já tendo elaborado materiais didáticos, banco de questões, videoau- las e podcasts para diversos centros universitários, além de ser professor formador dos cursos de engenharia da Unicesumar desde 2020. CURRÍCULO LATTES: http://lattes.cnpq.br/2332132875006556 http://lattes.cnpq.br/2332132875006556 4 APRESENTAÇÃO DO MATERIAL Seja muito bem-vindo (a), caro (a) estudante! Futuro profissional da engenharia, estamos muito felizes em tê-lo em nossa discipli- na de Instalações Elétricas. Nesta caminhada, vamos conhecer juntos os pontos, conceitos e normativas mais importantes para elaboração de um projeto elétrico. Como sabemos, projetos elétricos não se restringem apenas à projetos residenciais e prediais. Podemos aplicar o conceito para shoppings, vias públicas, hospitais, usinas geradoras de eletricidade, sistemas de distribuição de energia, e diversos outros setores importantes da nossa sociedade. Vamos entender o que estudaremos em cada unidade?! Na unidade I começaremos a nossa jornada pelos conceitos básicos de eletricidade, em que veremos a lei de Ohm, leis de Kirchhoff, entenderemos o que é corrente, tensão e potência, além de abordarmos os assuntos de corrente contínua e corrente alternada, pon- tos fundamentais para começarmos a entender e interpretar um projeto elétrico. Já nas unidades II e III, vamos nos aprofundar em alguns pontos importantes para um projeto elétrico, como dimensionamento de eletrodutos e fiação, veremos os conceitos para um projeto luminotécnico adequado às normas, tipos de lâmpadas que podemos em- pregar em nossos projetos, e teremos uma noção de desenvolvimento de ramal de entrada e diagrama unifilar. Por fim, na unidade IV, finalizaremos esta disciplina com conceitos de segurança em instalações elétricas residenciais e prediais. Veremos o sistema de aterramento, riscos de choque elétrico e maneiras de prevenção, estudaremos alguns dispositivos de proteção, como o DR e teremos uma noção de projetos de SPDA (sistema de proteção contra des- cargas atmosféricas). Aproveito para reforçar o convite a você, para junto conosco percorrer esta jornada de conhecimento e multiplicar os conhecimentos sobre tantos assuntos abordados em nos- so material. O conteúdo apresentado neste material com certeza te tornará um profissional exemplar. Esperamos contribuir para seu crescimento pessoal e profissional. Muito obrigado e bom estudo! SUMÁRIO UNIDADE 1 Introdução a Projetos Elétricos UNIDADE 2 Projetos Luminotécnicos, Residenciais, Dimensionamento de Eletroduto e Fiação UNIDADE 3 Instalações Elétricas e Ramal de Entrada UNIDADE 4 Proteção Para Instalações Elétricas 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plano de Estudos ● Conceitos básicos; ● Leis de Kirchhoff; ● Corrente alternada e corrente contínua; ● Sistemas polifásicos. Objetivos da Aprendizagem ● Conceituar e contextualizar os conceitos básicos de eletricidade; ● Relembrar o princípio da análise de circuitos; ● Compreender sistemas polifásicos. 1UNIDADEUNIDADE INTRODUÇÃO A INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOSPROJETOS ELÉTRICOS Professor Mestre Lucas Delapria Dias dos Santos INTRODUÇÃO UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS 7 Um empreendimento, seja ele residencial ou industrial, possui váriosprojetos. Po- demos citar alguns: projeto arquitetônico, estrutural, de drenagem, hidrossanitário, elétrico, de prevenção de incêndio, de lógica, de refrigeração, entre outros. Com isso, já vemos que, para chegar na solução final, teremos vários profissionais envolvidos e de diversas áreas, como Arquitetura, Engenharia Civil, Mecânica, Elétrica, Segurança e por aí vai. Saber disso já nos ajuda, pois, a cada projeto que compõe o empreendimento, de- ve-se buscar a melhor solução, visando o todo. Dessa forma, todas as disciplinas envolvi- das devem se comunicar para se adaptar à necessidade final do cliente. Assim, antes de começar um projeto elétrico, seja ele industrial ou residencial, você precisará de algumas informações. Elas serão obtidas tanto do cliente como de outros profissionais, então, antes de começar o seu projeto, é comum realizar uma reunião com todos os profissionais, a fim de ter uma visão global. Além disso, você deve estar atento(a) às condições de fornecimento de energia elé- trica da região e das características funcionais da obra. Por exemplo, se estivermos traba- lhando em um projeto de uma indústria, além de conhecer toda a parte estrutural, que lhe dará uma visão de onde passarão os cabos, você também precisa conhecer como será o seu funcionamento, a fim de entender a demanda elétrica que será necessária. Neste capítulo aprofundaremos os nossos conhecimentos nos conceitos básicos de corrente, tensão, potência, lei de OHM e leis de Kirchhoff; corrente contínua e corrente al- ternada e sistemas Polifásicos. Utilizaremos estes conhecimentos como base para o resto da nossa disciplina de projetos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Primeiramente, vamos incluir você, estudante, no universo da Eletrotécnica, con- ceituando alguns pontos estruturais elementares que se fazem necessários para o enten- dimento do estudo até o final da unidade. Quando nos referimos à eletricidade, nos de- paramos com várias definições que se referem ao movimento de elétrons em materiais condutores ou à presença de características elétricas de um material em específico Ao observarmos a natureza, notamos que nos dias mais secos (com baixa umidade relativa do ar) é comum presenciarmos pessoas levando choques elétricos ao descer de seus carros ou ao tocar a maçaneta de uma porta. É interessante notar a atração ou a re- pulsão que um copo plástico descartável sofre quando aproximamos as mãos dele depois de uma longa caminhada. Estes e muitos outros efeitos naturais estão relacionados à ele- tricidade e fazem parte do nosso dia a dia (COTRIM, 2003). Basicamente, a Eletrostática e a Eletrodinâmica explicam claramente cada um dos fenômenos citados, o que não é o objetivo deste livro, mas que precisam ser citados para o entendimento dos conceitos futuros. A maioria (senão todos) dos materiais na natureza manifestam características elétricas de acordo com a natureza de sua composição. Sabemos que cada material é composto de moléculas e que cada molécula, por sua vez, é formada pela ligação entre átomos com as suas próprias características eletrônicas, por exemplo, o número de elétrons na sua camada de valência (órbita ou camada mais dis- tante do núcleo). Esta característica define a capacidade de condução de corrente elétrica que um determinado material possui. Antes de entrarmos no assunto dos materiais, façamos uma analogia que nos permita entender melhor a função de cada estrutura. Por exemplo, quando falamos de corrente elétrica, nos referimos ao movimento dos elétrons livres em um condutor, “pulando” de átomo em átomo vizinho, de modo a configurar um movimento orientado pela polaridade do gerador ou fonte. Imagine se o condutor elétrico fosse um tubo, e dentro dele introduzíssemos bolas de gude de modo a preencher todo o seu volume interno. Este seria nosso condutor elétrico em repouso. UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 CONCEITOS BÁSICOS TÓPICO 8 Se em uma das extremidades desse tubo conseguíssemos inserir uma bola de gude a mais, o resultado seria que, neste momento, a bola de gude da outra extremidade seria empurrada pelas demais e sairia do tubo, pois cada uma das bolas intermediárias empurra umas às outras de modo a promover esta transferência de energia mecânica. Caso pudés- semos introduzir bolas de gude ininterruptamente na entrada do tubo, teríamos, da mesma maneira, bolas na mesma proporção saindo do outro lado do tubo, conforme mostrado na Figura 1. FIGURA 1 – ANALOGIA DE CIRCUITO ELÉTRICO Fonte: Sadiku e Alexandre (2009). Isto seria uma movimentação de bolas de gude dentro de um tubo e, portanto, uma “corrente de bolas de gude”. Na eletricidade, as bolas de gude podem ser relacionadas com os elétrons e, nesta analogia simples, o condutor seria o tubo, e a força que insere as bolas de um lado do tubo seria como a diferença de potencial entre os polos da pilha. Na Figura 2, observamos um circuito elétrico composto de uma fonte de energia elé- trica (pilha), condutores de cobre, um interruptor e uma lâmpada. A pilha é o agente propul- sor da corrente elétrica, que só pode ocorrer se um caminho fechado existir. Este caminho fechado é o que denominamos de “circuito elétrico”. FIGURA 2 - CIRCUITO ELÉTRICO FORMADO POR PILHAS Fonte: Sadiku e Alexander (2009). 9UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Quando a pilha está carregada, afirmamos que há uma diferença de potencial elé- trico entre os polos positivo e negativo da pilha. Isto significa que há mais elétrons em um extremo da pilha (polo negativo) do que no outro (polo positivo), então há uma constante insistência desses elétrons presentes no polo negativo em se recombinar com o polo positi- vo, pois, na natureza, há uma constante necessidade de equilíbrio, que atua no sentido de manter para cada carga positiva, uma negativa. Quando há um caminho para que esses elétrons possam sair do polo negativo e chegar até o polo positivo, então há um circuito fechado, ou circuito elétrico, assim como em uma corrida de carros, os quais percorrem uma pista fechada. Da mesma forma, os elétrons se locomovem no condutor de cobre. Uma vez estabelecido o circuito, os elétrons iniciam um movimento por meio desse caminho impulsionados pela diferença de potencial da pilha, força esta que é tão intensa quanto maior for a diferença de concentração de elé- trons entre o polo positivo e o polo negativo. A Figura 3 mostra uma representação de um condutor elétrico sendo percorrido pela corrente elétrica. Note que os elétrons “livres” são aqueles que se deslocam de átomo a átomo no condutor. Para que esses elétrons possam ser livres, ou seja, se “libertar” de seus átomos originais e “saltar” para o próximo átomo, é necessário que seja introduzida uma energia que, neste caso, se dá por conta da diferença de potencial entre os polos positivo e negativo da pilha. 10UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 3 – CONDUTOR ELÉTRICO Fonte: Sadiku e Alexander (2009). Perceba que quando todas as cargas positivas do polo positivo receberem uma car- ga negativa, podemos dizer que o sistema está em equilíbrio e, neste caso, a pilha está descarregada. Considere o circuito da Figura 4. A fonte de tensão V é a responsável por “impulsio- nar” os elétrons a passarem pelo caminho sinuoso do resistor R, logo a corrente elétrica I dependeda intensidade de força aplicada para ser maior ou menor. FIGURA 4 - PRIMEIRA LEI DE OHM: A RESISTÊNCIA E A CORRENTE ELÉTRICA – DEPENDÊN- CIA ENTRE GRANDEZAS Fonte: Sadiku; Alexander (2009). A equação que define o funcionamento desse circuito é descrita pela primeira lei de Ohm (SADIKU e ALEXANDER, 2009). Logo Neste momento, observe apenas a relação entre as grandezas. A intensidade de corrente I (medida em Ampère) é diretamente proporcional à tensão V (medida em Volt). 11UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Isto significa que quanto maior a tensão V, maior a corrente I. Em termos de elétrons, signi- fica mais elétrons passando pelo condutor por intervalo de tempo. Da Equação a cima, seja de R= 1.000.000 Ω. Se a tensão V for de 12 V, qual será o valor da corrente I no circuito? Utilizando a Equação proposta e substituindo os valores, teremos: Se alterarmos o valor de R, diminuindo-o pela metade (para 500.000 Ω), automatica- mente o valor da corrente dobraria, logo, conclui-se que a corrente é inversamente propor- cional à resistência, e quanto maior o valor da resistência, menor a corrente. 1.1 Potência em Elementos de Circuitos O que muda de uma lâmpada para a outra, a fim de iluminar mais ou menos? Mate- maticamente, definimos a potência de um elemento de circuitos como p = vi Onde p é a potência instantânea, medida em watts (W), v é a tensão instantânea do elemento, medida em volts (V) e i é a corrente instantânea, medida em ampères (A). Logo, se duas lâmpadas possuem a mesma tensão de trabalho, a lâmpada de maior potência iluminará mais, pois a corrente que circula por ela será maior. Se a potência de um elemento for positiva (+), este elemento está absorvendo-a. Por outro lado, se a potência for negativa (-), este elemento está fornecendo esta potência. Porém, como podemos saber quando a potência é positiva ou negativa? O sentido da corrente e polaridade de tensão determinam se o elemento está absor- vendo ou fornecendo potência. Para tal, é necessário convencionar tais relações. A con- venção de sinal passivo foi determinada de forma que, quando a corrente entra no terminal positivo de um elemento, p = +vi. Caso a corrente entre no terminal negativo do elemento, p = -vi. 12UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 5 - POLARIDADE DE POTÊNCIA PARA CONVENÇÃO DO SINAL PASSIVO Fonte: Adaptado de: Alexander e Sadiku (2009, p. 10). Na figura Polaridade de potência para convenção do sinal passivo (a), vê-se a cor- rente fluindo no sentido do terminal positivo para o terminal negativo. Logo, pela convenção, utiliza-se uma potência positiva. Em contrapartida, na figura Polaridade de potência para convenção do sinal passivo (b), temos a corrente fluindo no sentido do terminal negativo para o positivo, assim definindo uma potência negativa. Esta convenção será utilizada por este material, a não ser que se diga o contrário. Note ainda que enquanto a corrente passa sempre através do elemento, a tensão é sempre sobre os terminais dos elementos (ou dois pontos). 13UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A Lei de Ohm é uma importante relação para a solução de circuitos elétricos, porém, não é suficiente para circuitos com mais elementos. As Leis de Kirchhoff complementam a Lei de Ohm e formam, juntas, uma poderosa ferramenta para a solução de circuitos elétricos. A Figura 6 mostra vários resistores associados a uma única fonte de tensão Vs. Os pontos de conexão entre os elementos são chamados de nós. No mesmo circuito, vamos identificar os ramos e os laços. FIGURA 6 - CIRCUITO COM VÁRIOS RESISTORES Fonte: O autor (2023). No circuito da Figura 6, temos 4 nós (a, b, c e d ), 4 ramos (a-b, b-c, c-d e d-a) e 1 laço (a-b-c-d-a). A primeira das Leis de Kirchhoff é a Lei das Correntes ou LKC, que relaciona as correntes em um nó. A LKC enuncia que a soma das correntes que entram em um nó é igual à soma das correntes que saem deste nó ou soma algébrica das correntes em um nó é igual a zero. UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 LEIS DE KIRCHHOFF TÓPICO 14 EXEMPLO Aplique LKC para determinar o valor da corrente i2 e i4 no circuito da Figura 7. FIGURA 7 - CIRCUITO DO EXEMPLO Fonte: O autor (2023). Solução: Analisando o nó b, temos: Logo Como pertencem ao mesmo ramo, Portanto, podemos aplicar LKC em c : Perceba que i4 pertence ao mesmo ramo da corrente que entra no nó ‘a’, cujo valor indicado é 2 A. Através deste exemplo, entendemos como se aplica a LKC. A segunda Lei de Kirchhoff é a Lei das Tensões, ou LKT, que analisa as tensões dentro de um laço. A soma algébrica das tensões em um laço é igual a zero. Para a aplicação da LKT, é importante designar sinais para as tensões ao longo do caminho fechado. Após identificar todas as polaridades das tensões, adotamos um sentido para a corrente virtual dentro deste laço, como ilustrado na Figura 8. 15UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 8 - CIRCUITO COM AS POLARIDADES DAS TENSÕES DESIGNADAS Fonte: O autor (2023). Perceba que a tensão v3 segue a convenção do sinal passivo, em que a polaridade da tensão no elemento passivo segue o terminal por onde a corrente i3 entra. Agora, vamos aplicar o LKT seguindo o sentido horário adotado (arbitrariamente) pela corrente virtual i. À medida que i encontra um sinal positivo, a tensão será positiva e, se i encontra o elemento pelo sinal negativo, a tensão será negativa: Perceba que todos os elementos devem ser mencionados na equação de LKT, se- guindo a regra dos sinais. 16UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Normalmente, relacionamos a corrente elétrica a variáveis que podemos mensurar mais facilmente, como a tensão e a resistência, logo, nos referimos à corrente elétrica como a Primeira Lei de Ohm, onde a corrente é diretamente proporcional à tensão e inversamente proporcional à resistência. Da mesma forma que a tensão, a corrente, consequentemente, pode assumir características contínuas e alternadas, ou seja, se a sua amplitude no tempo varia de sua referência até um valor máximo, sem alternar de quadrante (ou inverter o seu sinal), podemos afirmar que se trata de corrente contínua ou “CC”, normalmente encontrada em pilhas, baterias, saída de fontes de alimentação de computadores ou carregadores de celular. Se o sinal de corrente, porém, alternar entre os quadrantes (havendo alteração de polaridade), esta é denominada corrente alternada, ou “CA”, normalmente encontrada na rede elétrica disponibilizada pela concessionária local ou por geradores estacionários. Quando existe corrente elétrica circulando por um circuito, há diversos efeitos que passam a surgir em função do movimento dos elétrons, como o efeito Joule, que se manifesta dissipando energia em forma de calor, ou o próprio campo magnético que surge em torno do condutor percorrido pela corrente, que depende diretamente de sua amplitude. A corrente alternada tem uma característica oscilatória que depende do comportamento da fonte de tensão geradora, ou seja, sabemos que para haver corrente é necessário que hajatensão, logo, se a tensão for contínua, na maioria dos casos, a corrente terá comportamento contínuo, porém, se a fonte de tensão for alternada, a corrente terá as mesmas características, pois a corrente é função da tensão. A Figura 9 mostra um exemplo de sistema trifásico (três fases com corrente alterna- da). Perceba que quando a corrente de qualquer uma das fases está com a sua amplitude máxima, 120° depois, outra fase também está com o seu máximo potencial. Na mesma figura, observe como exemplo quando a fase “B” está em 90°, a sua amplitude é máxima, UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3CORRENTE ALTERNADA E CORRENTE CONTÍNUA TÓPICO 17 e quando o ângulo é igual a 210°, a fase “A” é a que apresenta o seu potencial máximo. O comportamento senoidal é dado em função da tensão alternada, que ocorre na mesma for- ma e no mesmo ângulo. Este efeito se repete com a fase “C” e continuará assim enquanto fluir corrente pelo circuito. FIGURA 9 - CORRENTE ALTERNADA EM SISTEMA TRIFÁSICO: DEFASADAS EM 120° Fonte: O autor (2023). A corrente elétrica é responsável por determinar as dimensões dos condutores, sen- do que há várias regras normatizadas a serem respeitadas, incluindo fatores de correção por temperatura e agrupamento dos condutores. A regra gira em torno de um número que se define para o cobre como 3A por mm² de área de seção transversal do condutor, ou seja, um cabo de 1 mm pode conduzir uma corrente de até 3A (sem levar em consideração fato- res de correção por agrupamento ou temperatura, apenas para uma referência) (COTRIM, 2003). 18UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chegamos à última e não menos importante tópico da nossa unidade. O estudo dos sistemas trifásicos é amplo e o objetivo desta seção é apresentar um parecer geral que pos- sibilite análises avançadas no futuro. Iniciaremos apresentando a estrutura básica de um sistema trifásico e, em seguida, analisaremos um circuito trifásico balanceado em diversas configurações. Um gerador elétrico trifásico converte a energia da forma mecânica para energia elétrica. Esta energia mecânica pode ser proveniente da energia potencial das barragens em hidrelétricas, da energia cinética em parques eólicos ou mesmo do acoplamento de motores à combustão em geradores diesel. Um gerador elétrico trifásico é constituído, basicamente, por um rotor que gira en- volto por um estator. O estator é formado por três ou mais grupos de bobinas chamados enrolamentos de armadura (a, b e c) dispostos 120° afastados uns dos outros, conforme mostrado na Figura 10. À medida que o eixo gira, três tensões são induzidas nas bobinas conforme a Lei de Faraday e o movimento rotacional do gerador dá origem à forma senoidal das tensões. UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 SISTEMAS POLIFÁSICOS TÓPICO 19 FIGURA 10 – GERADOR TRIFÁSICO E TENSÕES SIMÉTRICAS Fonte: O autor (2023). Perceba que as três tensões senoidais têm a mesma amplitude e frequência, sen- do diferentes apenas na fase. Estas tensões podem ser aproveitadas separadamente em circuitos monofásicos ou, de forma associada, nos circuitos trifásicos. Nesta unidade, dare- mos ênfase à última forma citada. Usando como referência a fase a, as demais fases b e c são defasadas em 120° conforme o diagrama fasorial da Figura 11. Podemos escrever as três senoides da forma: Em que Vp representa o valor de pico da senoide. As defasagens apresentadas em (1) representam a sequência positiva que indica que a senoide b está atrasada 120° em relação a a e, consequentemente, a senoide c está atrasada 120° em relação à c. Este modelo é o mais usado e será o adotado por padrão, exceto se for citado o contrário. FIGURA 11 – DIAGRAMA FASORIAL EM SEQUÊNCIA POSITIVA Fonte: O autor (2023). 20UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Podemos escrever as tensões trifásicas na forma de fasor: O sistema formado pelas tensões geradas é dito balanceado, pois todas possuem o mesmo valor de amplitude e frequência, defasadas em 120°. Podemos provar o balancea- mento fazendo: Um sistema trifásico é, portanto, formado por três fontes de tensão que podem ser conectadas à carga por meio de três ou quatro fios a partir de uma linha de transmissão (ou barramento). As fontes de tensão podem ser ligadas de duas formas: configuração estrela (também chamada de Y) ou triângulo (também conhecida como delta). A Figura 12 mostra as duas formas de conexão. FIGURA 12 – CONFIGURAÇÕES TRIFÁSICAS: (A) ESTRELA E (B) TRIÂNGULO Fonte: O autor (2023). Cada uma das configurações do sistema trifásico implica em uma forma diferente de entregar as tensões e correntes à carga. Na configuração estrela, você pode perceber que as correntes que atravessam as fontes de tensão são as mesmas aos terminais da linha de transmissão. Em contrapartida, a tensão entregue à linha de transmissão é a diferença entre as tensões nodais Va e Vb. Podemos determinar a tensão Vab fazendo Em que 21UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Neste caso, escrevemos: Então podemos concluir que a tensão entregue à linha de transmissão possui am- plitude maior em um fator e é adiantada em 30°. Vamos conferir no diagrama fasorial. FIGURA 13 – DIAGRAMA FASORIAL DA FORMAÇÃO DA TENSÃO DE LINHA VAB Fonte: O autor (2023). O mesmo vale para as tensões e . Às tensões damos o nome de Tensões de Linha. As tensões são chamadas de Tensões de Fase. Na configuração triângulo, as tensões das fontes já são as próprias tensões de linha. Em contrapartida, as correntes de linha não são as mesmas correntes que saem das fon- tes. A relação entre as correntes para a configuração triângulo é Em que representa o ângulo entre a tensão e a corrente. Da mesma forma que as fontes de tensão, as impedâncias de carga também podem ser configuradas em estrela ou triângulo. Isso irá depender da forma em que o circuito será aplicado. A Figura 14 ilustra impedâncias ligadas em estrela e em triângulo. A conexão n se refere ao ponto neutro. Na conexão da carga, ele pode ou não ser conectado. 22UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 14 - CARGAS LIGADAS EM (A) ESTRELA E (B) TRIÂNGULO Fonte: O autor (2023). Quando estamos lidando com um sistema em estrela equilibrada, a relação entre as impedâncias é: Da mesma forma, para um sistema em triângulo, temos Podemos converter um sistema de cargas em triângulo para estrela e vice-versa aplicando a transformação, já vista em disciplinas anteriores, temos: E A seguir, vamos analisar os circuitos unindo as fontes de tensão trifásicas às cargas trifásicas nas formas: • Y-Y equilibrada. • Y-Δ equilibrada. • Δ - Δ equilibrada. • Δ - Y equilibrada. 4.1 Circuito Estrela-Estrela Vamos começar nossas análises pelo circuito Estrela-Estrela equilibrado. Perce- ba que, alémdas fontes de tensão, temos também a impedância série de cada gerador . A conexão entre a carga e as fontes de tensão é uma impedância da linha . E a conexão do neutro é feita a partir da impedância de neutro, 23UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 15 - CIRCUITO ESTRELA-ESTRELA EQUILIBRADO Fonte: O autor (2023). Quando consideramos um circuito equilibrado, temos: Considerando as tensões fase em sequência positiva, temos Como vimos, as tensões de entre linhas, ou simplesmente tensões de linha, são Neste caso, como temos as fontes de tensão equilibradas, as correntes também te- rão mesma amplitude e diferença de fase de 120° entre si e, por consequência, a corrente no neutro In será nula para qualquer valor de . Uma vez que não há corrente circulando no neutro, podemos dizer que não há dife- rença de potencial entre os nós n e N. Logo, a impedância de neutro Zn não cria nenhuma influência no circuito, podendo ser até removida da análise. Definindo que o circuito trifásico é totalmente balanceado, podemos analisá-lo por um circuito monofásico equivalente por fase, como indicado na Figura 16. 24UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS FIGURA 16 – CIRCUITO MONOFÁSICO EQUIVALENTE PARA A FASE A Fonte: O autor (2023). Uma vez que temos, agora, um circuito em série, podemos encontrar a corrente Ia fazendo de onde podemos simplificar fazendo chegando a Exemplo: Uma carga equilibrada em estrela com impedância de 5+j10 está co- nectada a um gerador trifásico equilibrado e sequência positiva ligado em triângulo com que possui uma impedância série de por meio de uma linha de transmissão com impedância de . Calcule as correntes de linha, as tensões de linha entre os terminais de entrada da carga (A, B e C) e a corrente que atravessa cada impedância da carga. Solução: Com o sistema equilibrado, podemos calcular a impedância equivalente estrela fa- zendo A corrente de linha será conforme Como as tensões de fase complementares são Então as correntes de linha serão: 25UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Para calcular as tensões de linha no terminal de carga, fazemos em que e resolvendo, chegamos a A tensão de linha nos terminais da carga será Ou, ainda, podemos fazer Então Por fim, a corrente que atravessa a impedância de carga é a mesma corrente de linha 26UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS 27UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS Há, no Brasil, normas que regulamentam as atividades profissionais e que, normalmente, fazem referência à ABNT e, para o caso em questão, no que tange às instalações elétricas, temos a norma ABNT NBR 5410, que se refere a instalações elétricas de baixa tensão. Na NBR 5410, estão definidas as regras para instalações elétricas e aterramento, uso de materiais isolantes, cuidados com a proteção e demais regras a serem seguidas pelo profissional que atua em eletricidade na área de instalações elétricas. Já a norma que se refere à segurança em serviços com eletricidade é a norma NR-10, que trata de procedimentos de segurança individuais e coletivas. Fonte: ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, “NBR 5410: Instalações elétricas em baixa ten- são”, 2004. O corpo humano não é um organismo elétrico e, no entanto, todas as suas células recebem estímulos elétricos por meio de membranas. Este potencial elétrico é produzido por um gradiente eletroquímico que, por meio do sistema nervoso central, atua nos tecidos dos músculos e resulta nos movimentos. Fonte: ALEXANDER, C.; SADIKU, M. Fundamentos de Circuitos Elétricos. Nova York: McGraw-Hill Education, 2009. CONSIDERAÇÕES FINAIS Caro, aluno (a), chegamos ao fim da nossa primeira unidade. Ao longo do primeiro tópico, revisamos os conceitos básicos da eletricidade, corrente e tensão. No segundo tópi- co, relembramos as famosas Lei de Kirchoff de corrente e de tensão e vimos como que se aplica em exemplos. Por fim, nos tópicos três e quatro estudamos a diferença entre corren- te contínua e corrente alternada e sistemas trifásicos, respectivamente. Todos os conceitos e tópicos estudados nesta unidade introdutória serão de funda- mental importância para que possamos aprofundar os nossos estudos em projetos elétri- cos. UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS 28 LEITURA COMPLEMENTAR Como dica de leitura, caro estudante, sugiro que faça uma análise no artigo “Incên- dios de Origem Elétrica: Um Estudo Sobre Suas Causas, Consequências e Prevenções”. Este estudo tem por objetivo debater as causas, consequências e prevenções de incêndios de origem elétrica, com foco restrito nos elementos de consumo nas instalações residen- ciais e empresariais. Com os resultados concluem-se que as principais causas de incêndios em rede elétrica são os dimensionamentos incorretos das instalações; condutores antigos e mal conservados; realização de emendas que não aguentam a passagem de corren- te devidamente, e fios expostos ou desencapados. Portanto, é relevante a utilização das instalações com as devidas medidas de segurança e conformidades com as normas, para evitar acidentes e até mesmo incêndios. Link de acesso do material: http://anais.unespar.edu.br/xi_eepa/data/uploads/arti- gos/8/8-04.pdf UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS 29 http://anais.unespar.edu.br/xi_eepa/data/uploads/artigos/8/8-04.pdf http://anais.unespar.edu.br/xi_eepa/data/uploads/artigos/8/8-04.pdf MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Projetos Elétricos Autor: Roberto Machado Editora: Érica Sinopse: O livro Projetos Elétricos aborda os elementos subs- tanciais desse tipo de projeto, contemplando a legislação e suas exigências, a simbologia, os recursos e as características industriais para as grandezas utilizadas. Também discorre so- bre a atribuição de iluminação fabril, o dimensionamento de condutores, a importância dos eletrodutos, bem como comen- ta as estratégias de segurança contra curto-circuito, choque elétrico, descarga atmosférica e sobrecarga. Analisa, ainda, os diagramas e o dimensionamento dos circuitos empregados na alimentação de maquinário industrial. FILME/VÍDEO Título: Futuro Energético Ano: 2010 Sinopse: A geração de energia a partir de combustíveis fósseis é uma realidade que deve mudar. Além dos impactos negativos promovidos pelos gases do efeito estufa, as reservas de petró- leo já mostram sinais de escassez diante da alta demanda ener- gética mundial. Existe uma urgência sobre a definição de novos caminhos e a busca por novas alternativas quando se trata de matriz energética, e esse cenário é amplamente explorado pelo documentário “Futuro Energético” Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=FnZMWJL- zIf0 UNIDADE 1 INTRODUÇÃO A PROJETOS ELÉTRICOS 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Plano de Estudos • Normas para projetos elétricos; • Dimensionamento de Circuitos. Objetivos da Aprendizagem • Conceituar os preceitos básicos de projetos luminotécnicos; • Conhecer os tipos de lâmpadas, reatores e as normas vigentes; • Aprender a desenvolver os cálculos para projetos luminotécnicos. 2UNIDADEUNIDADEPROJETOS PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃOELETRODUTO E FIAÇÃO Professor Mestre Lucas Delapria Dias dos Santos INTRODUÇÃO Como engenheiros, podemos atuar em diversas áreas e nos mais diversificados setores da indústria e comércio. Dentre essas áreas, destaca-se o profissional que tenha domínio em projetos elétricos. A complexidade de um projeto elétrico pode variar desde uma simples casa até um shopping inteiro, ou mesmo uma planta industrial. Dessa forma, ao longo desta unidade, abordaremos assuntos que serão de fundamental importância em sua formação. Veremos, por exemplo, cálculos luminotécnicos, aprenderemos a calcular e dimensionar bitolas de fios, disjuntores, circuitos elétricos e teremos uma explicação completa sobre as NBRs que regem o setor. Mesmo que você, futuro (a) engenheiro (a) atue em outras áreas, como geração, transmissão e distribuição de energia, será necessário saber calcular bitolas de fios, disjun- tores e circuitos. E esse material será a base para a sua caminhada profissional. Vamos lá? UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO 32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 NORMAS PARA PROJETOS ELÉTRICOS TÓPICO Todo projeto deve ter uma sequência lógica, a fim de otimizar o seu processo de elaboração. Essa sequência, que chamaremos de roteiro, ajuda o projetista a manter um padrão de qualidade, economizar tempo, evitando correções desnecessárias em projeto e agilizando a sua entrega final. E é claro que um projeto elétrico deve possuir um roteiro para a sua elaboração. Dentro da literatura, temos várias abordagens para a elaboração de um roteiro. Al- guns autores apresentam até 17 passos para a elaboração de um roteiro de projeto elétrico, outros são mais sucintos, com nove passos. Para lhe auxiliar a elaborar o seu roteiro de projeto, conversaremos sobre vários pontos e entenderemos a lógica por trás dele. Com isso, você terá a base para elaborar o seu roteiro para projetos. É válido lembrar que pode haver variação no roteiro de um proje- to elétrico residencial para um industrial, dado o aumento das cargas e comportamento de consumo também. A Associação Brasileira de Normas Técnicas ou ABNT, é a entidade privada sem fins lucrativos, responsável pela normalização técnica de diversos setores no Brasil. Podemos dizer que a ABNT é o Foro Nacional de Normalização. Portanto, todas as NBR foram criadas por essa associação. Fonte: https://tecnoblog.net/responde/o-que-significa-nbr-normas-tecnicas-abnt/#:~:text=A%20 ABNT%20criou%20a%20NBR,foram%20criadas%20por%20essa%20associação. 33 34UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO • Estudar a planta de situação e arquitetônica Esse ponto é muito importante, pois, sem um conhecimento da edificação, a elabo- ração do projeto é muito lenta e sujeita a muitas alterações. Você, como projetista, deve identificar o melhor local para a entrada de energia, entender a edificação e como ela será utilizada. • Determinação dos pontos de carga Em alguns projetos, esses pontos já serão determinados por outro profissional. Em uma residência, o arquiteto ou designer de interiores pode já indicar quais cargas estarão em quais locais. Já em uma indústria, um engenheiro de produção pode fazer um estudo a fim de otimizar o processo fabril, fazendo já uma alocação das máquinas. Caso isso não ocorra, você deve fazer uma distribuição prévia, seguindo a NBR 5410 e conversar com o cliente, verificando se essa disposição atende ao que ele necessita. • Projeto luminotécnico O projeto luminotécnico pode estar incluso ou não no item anterior e deve seguir os padrões mínimos exigidos pela NBR 5410. Em projetos mais completos de interiores, um ambiente pode possuir diversas luminárias, como paflon, spots, fitas de LED, pendentes. Com isso, cabe ao projetista fazer o direcionamento correto para todos esses pontos. • Definir o sistema de aterramento Esse é um passo muito importante dentro de um projeto, porque ele será o norteador para o dimensionamento de conduítes, eletrocalha ou outro método de instalação. • Atribuir a potência de cada ponto do circuito Anteriormente, fez-se a distribuição dos pontos em que estão previstas as cargas. Nesse momento, você deve fazer a atribuição da potência do ponto. Isso lhe possibilitará verificar a necessidade de correção do fator de potência das cargas 35UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO • Distribuição de cargas em circuitos Nesse ponto, você deve verificar quais cargas serão agrupadas em cada circuito. Um exemplo é que todas as tomadas de uma cozinha, por exemplo, estão em um circuito apenas. Já na indústria, é mais comum que cada máquina esteja em um circuito, dada a potência de cada uma. Após essa distribuição, a elaboração de uma tabela de cargas é fundamental para a organização de visualização dos circuitos existentes. • Localizar quadro de distribuição (QD) A localização dos quadros é fundamental em um projeto, visto que os cabos que ali- mentam os QDs são de bitolas maiores. O posicionamento deve ser estratégico, alinhando praticidade e economia para a instalação. • Distribuição da tubulação Nesse ponto, você deve traçar o caminho que os cabos percorrerão, partindo dos seus respectivos quadros e indo para as cargas. • Dimensionamento dos condutores Nesse ponto, você deve fazer o dimensionamento dos condutores, levando em con- ta a corrente que a carga demandará, o método de instalação e os fatores de correção de agrupamento de circuitos e de temperatura. • Determinação das correntes de curto-circuito Deve se fazer a determinação das correntes de curto-circuito em cada ponto do cir- cuito. • Determinação dos dispositivos de proteção Seguindo a NBR 5410 (ABNT, 2004), deve-se realizar a seleção de quais serão os dispositivos de proteção necessários e realizar o seu dimensionamento. • Verificar a potência de demanda da instalação Visto que, muitas vezes, a potência instalada é muito maior que a potência de de- manda, realiza-se uma estimativa da potência de demanda, normalmente, as concessioná- rias de energia trazem essa recomendação para residências. Para indústrias, é necessário entender o seu funcionamento para realizar esse passo. Essa potência é necessária para 36UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO determinar qual é o padrão de entrada necessário para a edificação. • Elaboração de diagrama unifilar Segundo a NR 10 (BRASIL, 1978), todas as instalações elétricas devem possuir diagrama unifilar atualizado. Além de cumprir a legislação, esse passo é essencial para o entendimento do projeto. • Memorial descritivo Esclarecendo e justificando as definições utilizadas no projeto, esse é um ponto es- sencial para a sua finalização. Projetos comerciais, principalmente, para shoppings centers, exigem a entrega desse item. • Memorial quantitativo Visto que todo o projeto está finalizado, cabe ao projetista informar os itens e as quantidades necessárias paraa execução desse projeto. • Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) A ART é essencial para a garantia de que o projeto foi feito por um profissional qua- lificado, autorizado e habilitado. • As built Esse é um serviço de correção de projeto, visto que, em muitas execuções de obra, são feitas correções. Deve-se fazer a atualização dos pontos alterados no projeto para manter ele da maneira correto e atualizado. Lembre-se que o ideal é você criar um método que venha a abranger todos os pontos citados anteriormente. Você pode abrir outros pontos, incorporar um em outro, como você preferir. Contudo, tenha um roteiro para a elaboração dos seus projetos. Após entender o roteiro para elaboração de um projeto elétrico, conheceremos e entenderemos o que NBR 5410, que é a nossa norma para projetos elétricos, diz sobre a carga elétrica e a previsão de carga em instalações elétricas de baixa tensão. Para começar um projeto, devemos entender que a norma traz o mínimo que uma instalação deve possuir. Logo, devido a questões de conformidade, normalmente, um pro- jeto utiliza quantidades superiores para pontos de iluminação e tomadas. Quanto à iluminação, existe uma norma que guia o dimensionamento em função do método de lúmens. Tal método apresenta variações para a quantidade de iluminação necessária para cada tipo de atividade. A NBR ISO 8995: iluminação em ambientes de tra- balho nos fornece essas informações. A NBR 5410, em seu item 9.5.2.1.1, diz que todo cômodo deve possuir, pelo menos, 37UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO um ponto de iluminação fixa no teto, com comando por interruptor (ABNT, 2004). Já quanto à carga que essa iluminação deve possuir, ela afirma, no seu item 9.5.2.1.2, que: a) em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA; b) em cômodo ou dependências com área superior a 6 m2, deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA para os primeiros 6 m2, acrescida de 60 VA para cada aumento de 4 m2 inteiros (ABNT, 2004, p. 183). Visualizemos de forma prática: em uma cozinha com 20m², teríamos uma divisão de área de 6 m² + 4 m² + 4 m² + 4 m² + 2 m². Logo, a potência necessária, conforme solicitado em norma, seria de: 100 VA + 60 VA + 60 VA + 60 VA, observando que a última fração de área foi de 2 m², não atingindo os 4 m² inteiros. Isso nos leva a um total de 280 VA somente para iluminação de um cômodo. É muita coisa, não é? Pensando que, hoje, temos lâmpadas de LED de 40 W com uma iluminância con- siderável, uma cozinha com essa potência de iluminação estaria muito iluminada. Esse fato ocorre, pois, a norma foi escrita em 2004, quando a iluminação se dava por meio de lâmpadas incandescentes que possuem uma potência muito maior — o que não necessa- riamente aumenta a sua iluminação. Entretanto, tendo em vista o projeto como um todo, essa carga de iluminação não altera muito a necessidade, e, hoje, temos ambientes muito mais customizados para o usuário, com lâmpadas para iluminação geral, sancas com fitas de LED, spots e pendentes. Observe que a previsão de cargas utiliza a unidade VA (Volt-Ampère), que faz refe- rência à potência aparente dos equipamentos — ao contrário da potência ativa, dada em Watts. Para o número de pontos de tomadas, o item 9.5.2.2.1 da norma NBR 5410 nos diz que ele deve ser determinado em função da destinação do local e dos equipamentos elétri- cos utilizados, observando-se os seguintes critérios: a) em banheiros, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada, próximo ao lavatório; b) em cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, cozinha-área de serviço, lavanderias e locais análogos, deve ser previsto no mínimo um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração, de perímetro, sendo que acima da bancada da pia devem ser previstas no mínimo duas tomadas de corrente, no mesmo ponto ou em pontos distintos; c) em varandas, deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada; d) em salas e dormitórios devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, devendo esses pontos ser espaçados tão uniformemente quanto possível; e) em cada um dos demais cômodos e dependências de habitação devem ser pre- vistos pelo menos: um ponto de tomada, se a área do cômodo ou dependência for igual ou inferior a 2,25 m2. Um ponto de tomada, se a área do cômodo ou de- pendência for superior a 2,25 m2 e igual ou inferior a 6 m2. Um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, se a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m2, devendo esses pontos ser espaçados tão uniformemente quanto possível (ABNT, 2004, p. 183). 38UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO Com relação à potência dos pontos de tomadas, esta é função dos equipamentos que os pontos poderão alimentar. O item 9.5.2.2.2 da norma estabelece os seguintes valo- res mínimos (ABNT, 2004, p. 184): a) em banheiros, cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos, no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até três pontos, e 100 VA por ponto para os excedentes, considerando-se cada um desses ambientes sepa- radamente. Quando o total de tomadas no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos, admite-se que o critério de atribuição de potências seja de no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até dois pontos, e 100 VA por ponto para os exceden- tes, sempre considerando cada um dos ambientes separadamente; b) nos demais cômodos ou dependências, no mínimo 100 VA por ponto de tomada. Vamos verificar um exemplo de dimensionamento de pontos de tomada. Apliquemos para a cozinha, que acabamos de citar: ela tem 4 m x 5 m, qual é o nú- mero mínimo de tomadas necessário para cada um desses ambientes? Para a cozinha, te- mos, conforme item 9.5.2.2.1 (b) da NBR 5410, que deve ser previsto, no mínimo, um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração, de perímetro. Assim, o perímetro é de 4 m + 5 m + 4 m + 5 m = 20 m. Então, teremos 20 m / 3,5 m = 5,71. Consequentemente, dimensionaremos seis tomadas para a cozinha. Imagine, agora, um quarto, em que suas dimensões são 3 m x 4 m. O item 9.5.2.2.1 (e) da NBR 5410 afirma que deve ser previsto, no mínimo, um ponto de tomada para cada 5 m, ou fração, de perímetro, já que o quarto possui uma área de 12 m². O perímetro do quarto é de 3 m + 4 m + 3 m + 4 m = 14 m. Consequentemente, o número de tomadas ne- cessário será de 14 m / 5 m = 2,8 tomadas. Assim, adotaremos três tomadas. Como um segundo exemplo, podemos dimensionar a potência dos pontos de toma- da calculados conforme o item 9.5.2.2.2 da norma NBR 5410. Para a cozinha, como temos seis tomadas, teríamos três com potência de 600 VA e três com 100 VA. E, para o quarto, as três tomadas teriam uma potência de 100 VA cada. Sobre a potência das tomadas, é essencial saber a sua classificação conforme a sua utilização. A norma cita tomadas residenciais e industriais, sendo que, especificamen- te, para as tomadas residenciais (prediais), podemos classificá-las em (a) tomadas de uso geral (TUGs) e (b) tomadas de uso específico (TUEs). Tomadas industriais, normalmente, são TUEs, em função das máquinas utilizadas na indústria, normalmente, possuírem uma potência consideravelmente superior em relação aos equipamentos que utilizamos em uma residência. As TUGs suportam corrente de até 10 Ampères, e as TUEs, correntes acima de 10 A. As tomadas comuns que temos em casa são TUGs, nas quais conectamos equipamentos e eletrodomésticos comuns. Já as TUEs são utilizadas com equipamentos de maior potência, assim como uma máquina de secar roupas e o forno micro-ondas. Pontos de alimentação elétrica utilizados para aquecimento de água — chuveiro, tor- neira elétrica — não devem utilizar tomadas. Esses equipamentos devem ser conectados diretamente ao circuito respectivo, assim como indica o item 9.5.2.3 da norma NBR 5410. Infelizmente,temos muitos profissionais mal capacitados que fazem a ligação de chuveiros 39UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO com conectores, por exemplo. Esse tipo de ligação pode gerar problemas, como o apareci- mento de zinabre, oxidação dos cabos, mal contato, gerando sobreaquecimento nos cabos, podendo ocasionar até um princípio de incêndio. Aprofundar-nos-emos, agora, em iluminação ou luminotécnica. Ela já foi responsável por utilizar cerca de 17% do consumo da energia do país, o que nos mostra que é um fator importante para você, futuro(a) projetista, estar atento(a) aos conceitos e às necessidades desse ponto primordial em projetos. Como já falamos anteriormente, cada atividade, dentro de uma residência, um comércio ou uma indústria, solicita um certo nível de iluminação. E esse fator é muito importante, visto que o rendimento da pessoa que executa a atividade varia se o nível estiver dentro ou fora dos padrões. Um bom projeto de iluminação deve possuir alguns pontos essenciais, como: nível de iluminação suficiente para cada atividade específica; distribuição espacial da luz sobre o cômodo ou ambiente; escolha da cor da luz e de seu rendimento; escolha correta dos equipamentos de iluminação; tipo de execução das paredes e pisos; iluminação de acesso aos ambientes. Por isso, como falamos em nosso plano para elaborar um projeto elétrico, ou, me- lhor, roteiro de um projeto, o primeiro ponto é estudar a arquitetura da edificação, estudar os detalhes, para que você já consiga identificar como fixará a iluminação. Um exemplo disso é se, em uma residência, ela possuirá forro ou se os conduítes serão instalados diretamente na laje. Em uma indústria, é preciso saber como é o teto da edificação, se a iluminação será instalada nas eletrocalhas, com tirantes, se existem máqui- nas que podem colidir com a iluminação, como pontes rolantes ou alguma outra máquina. Essas particularidades do projeto devem ser estudadas previamente. Contudo, para você conhecer cada conceito quando falamos sobre iluminação, en- tenderemos aqueles essenciais de uma maneira sucinta. • Luz É uma onda eletromagnética de diferentes comprimentos. • Iluminância É o “limite da razão do fluxo luminoso recebido pela superfície em torno de um ponto considerado, para a área da superfície quando esta tende para o zero” (ABNT, 1992, p. 1). A iluminância é conhecida, também, como nível de iluminamento. É expressa em lux, que cor- responde ao fluxo luminoso incidente em uma determinada superfície por unidade de área. Isso quer dizer que, caso uma superfície plana de 1 m² seja iluminada perpendicularmente por uma fonte de luz de 1 lúmen, ela apresentará uma iluminância de 1 lux: F: fluxo luminoso, em lúmens. 40UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO S: área da superfície iluminada, em m². Normalmente, o fluxo luminoso não é uniforme. Em função disso, utilizamos o fluxo luminoso médio. • Fluxo luminoso É a potência de radiação emitida por uma fonte luminosa em todas as direções do espaço. Sua unidade é o lúmen, que representa a quantidade de luz irradiada através de uma abertura de 1 m², feita na superfície de uma esfera de 1 m de raio por uma fonte lu- minosa de intensidade igual a 1 candela, em todas as direções, colocada no seu interior e posicionada no centro. Como referência, uma fonte luminosa de intensidade igual a uma candela emite, uniformemente, 12,56 lúmens, ou seja, 4πR2 lúmens para R = 1 m. Mamede Filho (2017, p. 58) afirma que “o fluxo luminoso também pode ser definido como a potência de radiação emitida por uma determinada fonte de luz e avaliada pelo olho humano”. • Eficiência luminosa É a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma fonte luminosa e a potência em Watts consumida por ela. Essa eficiência é dada por: Ψ: fluxo luminoso emitido, em lúmens. Pc : potência consumida, em W. Cada equipamento de iluminação tem uma eficiência específica, como lâmpadas incandescentes, fluorescentes, de LED, halogêneos, entre outras. • Intensidade luminosa É definida como “o limite da relação entre o fluxo luminoso em um ângulo sólido em torno de uma direção dada e o valor desse ângulo sólido, quando esse ângulo sólido tende a zero” (ABNT, 1998, [s.p.]), ou seja, Pode ser definida, também, como a potência de radiação visível que uma determi- nada fonte de luz emite em uma direção especificada. Sua unidade é denominada candela. • Luminância “É a relação entre a intensidade luminosa com a qual irradia, em uma direção de- terminada, uma superfície elementar contendo um ponto dado e a área aparente desta superfície para uma direção considerada, quando esta área tende para zero” (ABNT, 1998, 41UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO [s.p.]). Sua unidade é expressa em candela por metro quadrado (cd/m2). A luminância é entendida como a medida da sensação de claridade, provocada por uma fonte de luz ou superfície iluminada e avaliada pelo cérebro. Pode ser determinada pela equação: S: superfície iluminada. α: ângulo entre a superfície iluminada e a vertical, que é ortogonal à direção do fluxo luminoso. I: a intensidade luminosa O fluxo luminoso, a intensidade luminosa e a iluminância somente são visíveis se fo- rem refletidos em uma superfície, transmitindo a sensação de luz aos olhos, cujo fenômeno é denominado luminância. • Refletância Relação entre o fluxo luminoso refletido por uma superfície e o fluxo luminoso inci- dente sobre ela. • Emitância Quantidade de fluxo luminoso emitido por uma fonte superficial por unidade de área. Expressa em lúmen/m². Quem diria que, para o estudo de um projeto luminotécnico, você precisaria de to- das essas informações, não é? Entretanto, para lhe tranquilizar, a não ser que você siga para o lado de laudos de segurança no trabalho, projetos de prevenção de incêndio ou para projetos de iluminação pública, você não precisará ter contato direto com todas essas informações. O local para você encontrar as informações do equipamento escolhido é o catálogo do fabricante. Normalmente, nós não nos interessamos muito por catálogos de lâmpadas, mas é bem interessante verificá-los e conhecer melhor os equipamentos disponíveis no mercado. Para os projetos de iluminação pública, você deve voltar seus estudos a algumas normas específicas, como a NBR 5101: iluminação pública: procedimento. Nela, consta toda a base essencial para o cálculo de iluminação necessária. Existem variações para o dimensionamento segundo vários aspectos, como a intensidade de tráfego de veículos motorizados, de pedestres, o tipo de via, por exemplo. Um detalhe muito importante ao falar sobre a NBR5101 é que ela foi atualizada em 2018, logo, a versão de 2012 está cancelada. Um ponto que pode lhe auxiliar muito para esses projetos é procurar algum caderno técnico da concessionária de energia do local em que será realizado o projeto. Ele lhe ins- truirá quanto a quais normas você deve se atentar e ao modelo que será autorizado para a execução. Isso pode lhe poupar muito tempo e dor de cabeça, porque submeter um projeto 42UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO e ter que corrigi-lo porque ele foi reprovado é um trabalho bem cansativo. Para obras comerciais, industriais ou edificações de uso coletivo — como prédios —, você deve pensar na iluminação de emergência também. Esse é um ponto que está as- sociado ao projeto de prevenção contra incêndio, também conhecido como PPCI. Nesses tipos de empreendimento, é necessário ter esse projeto para que a Prefeitura do Município dê o alvará de funcionamento. Logo, caso você não faça esse tipo de projeto, o PPCI, você trabalhará em conjunto com uma equipe de outros profissionais para que o empreendimen- to consiga a liberação do Corpo de Bombeiros para funcionamento.Para esses projetos, temos duas normas que são os nossos guias, a NBR 10898: sistemas de iluminação de emergência e a NPT 18: iluminação de emergência. A NBR é escrita pela ABNT, e a Norma de Procedimento Técnico (NPT), pelo Corpo de Bombeiros. Ambas são complementares, e, para aprovação junto ao Corpo de Bombeiros, você preci- sará utilizar as duas. Seguem alguns tópicos importantes quanto ao tipo de alimentação e posicionamento para esse circuito de iluminação específico (NPT 18): • A distância máxima entre dois pontos de iluminação de emergência não deve ul- trapassar 15 metros e entre o ponto de iluminação e a parede 7,5 metros. Outro distancia- mento entre pontos pode ser adotado, desde que atenda aos parâmetros da NBR 10898; • Deve-se garantir um nível mínimo de iluminamento de 3 (três) lux em locais planos (corredores, halls, áreas de refúgio) e 5 (cinco) lux em locais com desnível (escadas ou passagens com obstáculos); • A tensão das luminárias de aclaramento e balizamento para iluminação de emer- gência em áreas com carga de incêndio deve ser de, no máximo, de 30 Volts. • Para instalações existentes e na impossibilidade de reduzir a tensão de alimen- tação das luminárias, pode ser utilizado um interruptor diferencial de 30mA, com disjuntor termomagnético de 10A. • Recomenda-se a instalação de uma tomada externa à edificação, compatível com a potência da iluminação, para ligação de um gerador móvel. Essa tomada deve ser acessí- vel, protegida adequadamente contra intempéries e devidamente identificada (ABNT, 2004). Essas exigências não são complexas pelo ponto de vista de projeto e dimensiona- mento, porém, caso não sejam previstas na fase de projeto, podem gerar gastos não pre- vistos e soluções não agradáveis, do ponto de vista estético, para o empreendimento. Agora, estudante, você tem o conhecimento básico para montar um roteiro de proje- to elétrico, seja ele residencial ou industrial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 DIMENSIONAMENTO DE CIRCUITOS TÓPICO O dimensionamento correto da seção transversal de um condutor é extremante ne- cessário ao bom funcionamento das instalações. Além disso, evita problemas na carga a ser energizada e proporciona o dimensionamento correto, a fim de evitar acidentes, como o princípio de incêndio. Em função disso, é preciso considerar alguns aspectos para fazer o dimensionamento. Conheça-os: • Tensão nominal. • Frequência nominal. • Potência da carga a ser suprida. • Fator de potência da carga. • Tipo de sistema: monofásico, bifásico ou trifásico. • Método de instalação dos condutores. • Natureza de carga: reativa, indutiva ou capacitiva. • Distância da carga até o ponto de alimentação. • Corrente de curto-circuito. Agora, falaremos dos condutores. De maneira geral, quase todas as instalações elétricas utilizam o cobre como o condutor dos fios e cabos elétricos. O uso do alumínio é menor, apesar de o preço ser consideravelmente menor que o do cobre. Isso se dá em função da NBR 5410, que restringe o uso dos condutores de alumínio, permitindo somente em seções iguais ou superiores a 16 mm², devido ao fato de esse ma- terial necessitar de cuidados maiores para transporte e instalação e em consequência das características químicas e mecânicas. A isolação dos fios e dos cabos pode ser feita com diferentes tipos de materiais, como o PVC (cloreto de polivinila), o EPR (etilenopropileno) e o XLPE (polietileno reticula- do). Em função das propriedades de cada material (químicas, elétricas e mecânicas), o uso de cada um é especifico, dadas as particularidades de cada instalação. 43 44UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO Temos, no mercado, condutores chamados de isolados quando têm uma camada isolante, sem capa de proteção. Temos os unipolares, que têm uma camada isolante prote- gida por uma capa, normalmente, constituída de PVC. Também há os cabos multipolares, que possuem vários polos, também chamados de PP Há algumas variações quanto à isolação dos condutores. Os condutores isolados têm isolação de 750V, o que é padronizado pela NBR 6148. Os condutores unipolares têm isolação 0,6/1kV, o que é padronizado pela NBR 6251. Um aspecto muito importante para o dimensionamento dos condutores é realizar a divisão de circuitos de maneira que o sistema limite as consequências da falta de energia, facilite as verificações, os ensaios, a manutenção e as condições para utilizar os conduto- res de pequena bitola. A NBR 5410, no item 4.2.5.1, afirma que “a instalação deve ser dividida em tantos circuitos quantos necessários, devendo cada circuito ser concebido de forma a poder ser seccionado sem risco de realimentação inadvertida através de outro circuito” (ABNT, 2004, p. 18). Em 4.2.5.5, explica que “os circuitos terminais devem ser individualizados pela fun- ção dos equipamentos de utilização que alimentam. Em particular, devem ser previstos circuitos terminais distintos para pontos de iluminação e para pontos de tomada” (ABNT, 2004, p. 18). Com isso, a iluminação e as tomadas devem ser separadas. No entanto, em locais de habitação, a norma afirma, no item 9.5.3.3, que, em algu- mas situações, pontos de iluminação e tomadas podem ser alimentados por circuito co- mum, desde que respeitadas algumas condições: a) a corrente de projeto (IB) do circuito comum (iluminação mais tomadas) não deve ser superior a 16 A; b) os pontos de iluminação não sejam alimentados, em sua totalidade, por um só circuito, caso esse circuito seja comum (iluminação mais tomadas); e c) os pontos de tomadas, já excluídos os indicados em 9.5.3.2, não sejam alimenta- dos, em sua totalidade, por um só circuito, caso esse circuito seja comum (ilumina- ção mais tomadas) (ABNT, 2004, p. 184). Isso nos evidencia que, caso você trabalhe com projetos industriais e residenciais, você deve estar atento(a) a essas ressalvas na norma. Também é necessário se atentar a dois pontos: 9.5.3.1 Todo ponto de utilização previsto para alimentar, de modo exclusivo ou vir- tualmente dedicado, equipamento com corrente nominal superior a 10 A deve cons- tituir um circuito independente. 9.5.3.2 Os pontos de tomada de cozinhas, copas, copas-cozinhas, áreas de serviço, lavanderias e locais análogos devem ser atendidos por circuitos exclusivamente destinados à alimentação de tomadas desses locais (ABNT, 2004, p. 184). Além disso, deixa condições, nos quadros de comandos e condutos, que possibili- tem futuras ampliações no sistema e a realização de um balanço de carga entre as fases (caso o sistema tenha mais de uma fase). Iniciaremos o processo de dimensionamento da secção mínima dos condutores de fase. Isso, porque, para os condutores de proteção e de neutro, a NBR 5410 determina ou- 45UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO tras recomendações. O primeiro aspecto que devemos verificar é o método de instalação. A Tabela 1 apresenta, de maneira resumida, os métodos de instalação que a norma apre- senta. A leitura da norma e de todas as notas é essencial para um melhor entendimento. TABELA 1 - MÉTODOS DE REFERÊNCIA Fonte: adaptada de ABNT (2004). Definido o método de referência TAB, verificaremosos três critérios aos quais a se- ção mínima do condutor deve atender: • Capacidade de condução de corrente. • Limites de queda de tensão. • Capacidade de condução de corrente de curto-circuito por tempo limitado. Os critérios determinam o valor da corrente máxima que percorrerá o condutor. É preciso verificar a tabela correta, dado que o valor pode variar em função do método de referência, da isolação do condutor e do material do condutor (cobre ou alumínio). As tabelas mencionadas são as Tabelas 36 a 39 da norma. A Tabela 2 apresenta um trecho da Tabela 36 da norma. 46UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO TABELA 2 - CAPACIDADES DE CONDUÇÃO DE CORRENTE, EM AMPÈRES, PARA OS MÉTODOS DE REFERÊNCIA A1, A2, B1, B2, C E D Fonte: ABNT (2004, p. 101). Os valores exibidos nas tabelas de capacidade de condução de corrente são de- terminados em função da limitação da temperatura das isolações, considerando regime contínuo. A norma também traz, na Tabela 47, a seção mínima dos condutores em função em função do tipo de material, de linha e utilização do circuito. 47UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO TABELA 3 - SEÇÃO MÍNIMA DOS CONDUTORES Fonte: ABNT (2004, p. 113). Não podemos nos esquecer de que a capacidade de condução de corrente obtida nas tabelas citadas deve ser maior ou igual à corrente de projeto, sendo: , para cargas monofásicas Ou , para cargas bifásicas ou trifásicas equilibradas Onde: IB é a corrente de projeto P(w) potência em Watts FP fator de potência Vff tensão fase-fase Logo IZ é a capacidade de corrente do condutor. Depois da primeira etapa, é preciso verificar se o condutor está em condições diferentes da apresentada pela tabela. Caso esteja, devemos aplicar os fatores de correção de corrente. Esses fatores são estabelecidos para cada condição particular da instalação do cabo, como temperatura ambiente, solos com resistividade térmica diferente daquela pre- vista e agrupamento de circuito 48UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO As tabelas citadas preveem que a temperatura dos condutores esteja em 20º C para as linhas subterrâneas e de 30º C para as linhas não subterrâneas. Se a temperatura do meio ambiente em que estão instalados os condutores for diferente, é necessário aplicar os fatores de correção de corrente previstos na Tabela 40 da NBR 5410. Os artigos de Moreira Júnior et al. (2019) e Galbiatti-Silveira (2018) trazem análises sobre sustentabilidade e diversificação da matriz energética, sendo trabalhos atuais relacionados ao tema da geração e consumo sustentável de energia elétrica. O artigo científico é um material diferenciado de leitura, que oportuniza o contato com a escrita científica e com informações atualizadas das mais diversas áreas de estudo.Moreira Junior et al. (2019). Galbiatti-Silveira (2018). Fonte: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pi- d=S1692-25302018000100123&lng=en&nrm=iso https://www.scielo.br/j/inter/a/KzHQQncYvXRBYndBDJsSctx/?lang=pt http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1692-25302018000100123&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1692-25302018000100123&lng=en&nrm=iso 49UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO TABELA 4 - FATORES DE CORREÇÃO PARA TEMPERATURAS AMBIENTES DIFERENTES DE 30ºC PARA LINHAS NÃO-SUBTERRÂNEAS E DE 20ºC (TEMPERATURA DO SOLO) PARA LINHAS SUBTERRÂNEAS Fonte: ABNT (2004, p. 106). Como projetista, você deve sempre apanhar o pior caso ao qual o condutor será submetido, a fim de evitar que, no ponto crítico, ocorra algum defeito. O segundo ponto de correção é a resistividade térmica do solo. As capacidades de condução de corrente indicadas nas tabelas para cabos contidos em eletrodutos enterrados correspondem à resistividade térmica do solo de 2,5 K·m/W. Para solos com resistividade térmica diferente, é necessário utilizar os valores constantes da Tabela 41 da NBR 5410. Quando a resistividade térmica do solo for superior a 2,5 K·m/W (caso de solos mui- to secos), os valores indicados nas tabelas devem ser adequadamente reduzidos, exceto se o solo da vizinhança imediata dos condutores seja substituído por terra ou um material equivalente com dissipação térmica mais favorável. Chegamos ao último fator de correção: a correção devido ao agrupamento de circuitos. A aplicação dos fatores de agrupamento de circuitos depende do método de referência adotado no projeto e é caracterizada pelo agrupamento de quatro ou mais condutores, todos transportando a corrente de carga ao valor correspondente à corrente nominal para o método de referência adotado. 50UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO A NBR 5410 explica que os fatores de correção são aplicáveis a grupos de condu- tores isolados, cabos unipolares ou cabos multipolares com a mesma temperatura máxima para serviço contínuo. Caso sejam diferentes, é preciso se basear na maior das temperatu- ras máximas para serviço contínuo de qualquer cabo ou condutor isolado do grupo afetado do valor de correção adotado. 6.2.5.5.2 Os condutores para os quais se prevê uma corrente de projeto não supe- rior a 30% de sua capacidade de condução de corrente, já determinada observan- do-se o fator de agrupamento incorrido, podem ser desconsiderados para efeito de cálculo do fator de correção aplicável ao restante do grupo (ABNT, 2004, p. 107). As Tabelas 42 a 45 da norma informam os valores a serem considerados em função dos agrupamentos de circuitos. A Tabela 5 representa a Tabela 42 da norma. TABELA 5 - FATORES DE CORREÇÃO APLICÁVEIS A CONDUTORES AGRUPADOS EM FEIXE (EM LINHAS ABERTAS OU FECHADAS) E A CONDUTORES AGRUPADOS NUM MESMO PLANO, EM CAMADA ÚNICA Fonte: ABNT (2004, p. 108) Não se esqueça de ler a norma e analisar todas as notas relativas a cada trecho e tabela. Obtidos os valores dos fatores de correção, você deve multiplicar eles pela capaci- dade de condução de corrente obtida. Com isso, você terá a capacidade de corrente corrida IZ e, evidentemente, IZ ≥ IB. Para isso, talvez, seja necessário alterar a bitola do condutor, para que ela se ajuste às correções necessárias. CONSIDERAÇÕES FINAIS UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO Estamos encerrando mais uma unidade de ensino. Neste capítulo, abordamos as- suntos importantes para a sua formação, como normas de projetos, conhecimento em NBR e dimensionamento de circuitos. Como engenheiros, temos que garantir que os nossos trabalhos e projetos estejam dentro de alguns parâmetros de qualidade e segurança técnica. As normas de projetos e NBR vieram justamente para trazer essa padronização ao nosso trabalho, nos amparando e nos dando segurança quanto às nossas decisões. Além disso, vimos que existem diver- sas normas que se aplicam aos mais diversos segmentos da indústria. Cabe ao engenheiro buscar o conhecimento necessário para executar o seu trabalho com precisão e segurança. Finalizamos, assim, o nosso segundo capítulo. Bons estudos e até breve! 51 MATERIAL COMPLEMENTAR UNIDADE 2 PROJETOS LUMINOTÉCNICOS, RESIDENCIAIS, DIMENSIONAMENTO DE ELETRODUTO E FIAÇÃO LIVRO Título: Eletricista. Instalador Residencial Básico Autor: Francisco Paladino Blumel. Editora: Komedi. Sinopse: Destinado a professores e alunos de cursos na área de Instalações Elétricas Residenciais e de outras disciplinas que requerem o conhecimento de Eletricidade Básica. O livro trata de assuntos como: magnetismo, circuito elétrico, grandezas elétricas, entre outros. FILME/VÍDEO Título: Power – O poder da energia Ano: 2015. Sinopse: Este documentário foi produzido pelo History Chan- nel e trata sobre a história de importantes nomes que dedicaram suas vidas para
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