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Aterramento Elétrico: Descargas Atmosféricas e Instalações Elétricas Prediais Sofia Maria A. F. Rodrigues Aterramento Elétrico: Descargas Atmosféricas e Instalações Elétricas Prediais 2 Introdução Você está na unidade Aterramento elétrico, proteção contra descargas atmosféricas e o projeto de instalações elétricas prediais. Conheça aqui as principais premissas para o desenvolvimento do aterramento elétrico em uma instalação de baixa tensão, para segurança da instalação como um todo. Além disso, a este ponto você verá como implementar também a proteção contra descargas atmosféricas para este tipo de instalação. Por último, entenderá, em uma visão geral, como é feito um projeto elétrico de instalação predial. Bons estudos! 3 Aterramentos Elétricos O aterramento elétrico, por definição, denota a ligação realizada entre estruturas e/ou instalações elétricas com a terra. Este tipo de ligação é feita, de maneira geral, para estabelecer uma referência para a rede elétrica e também para permitir que o fluxo da corrente elétrica se estabeleça para a terra, no caso de ocorrências adversas como: • correntes de descargas atmosféricas; • descargas eletrostáticas; • correntes de equipamentos como: filtros, supressores de surtos e pára-raios de linha; Correntes de curto-circuito para a terra. Todas estas ocorrências poderão, então, levar a danos indesejáveis nos equipamentos e demais elementos associados à instalação elétrica. Desenvolvendo-se um sistema de aterramento elétrico, tais efeitos podem ser mitigados ou até mesmo evitados (CREDER, 2007). Além disso, entre as funções de um sistema de aterramento, também cabe ressaltar o cuidado para se evitar choques elétricos, que podem ocorrer e comprometer a saúde dos usuários da instalação elétrica, levando até à morte, em alguns casos. Assim, formalmente, define-se o choque elétrico como um efeito causado pela passagem de corrente elétrica através do corpo de uma pessoa ou de um animal, que pode levar a efeitos como a fibrilação cardíaca, agravando o estado de saúde e, em alguns casos, conduzindo ao óbito. O sistema de aterramento protege, então, contra o choque, pois, ao realizar a ligação com o terra, esta corrente passa a ter outro caminho de circulação. Ademais, outros tipos de funções do aterramento são: a sensibilização dos equipamentos de proteção, criação de um caminho para a circulação de corrente durante as descargas atmosféricas, como já mencionado, e diminuição, ao máximo, da resistência, possibilitando um caminho para correntes de falta, que ocorrem durante as falhas já mencionadas (GEBRAN & RIZZATO, 2017). Existem alguns conceitos que são básicos, tanto para o desenvolvimento quanto instalação, teremos em posse dados obtidos do sistema e alguns parâmetros que devem ser pré-fixados, como ficará mais claro ao longo do estudo. Este projeto de aterramento para a instalação elétrica de baixa tensão seguirá como base a norma regulamentadora brasileira NBR 5410, proposta pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que já é utilizada como a principal referência para o projeto de instalações elétricas de baixa tensão. 4 De maneira geral, sabe-se, também, que existem dois tipos básicos de sistema de aterramento elétrico, como mostra o quadro a seguir: Tipo Funcionalidade Funcional Ligação de um dos condutores do sistema (geralmente o neutro) à terra; permite o funcionamento correto, seguro e confiável da instalação como um todo. Proteção Ligação das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação com a terra, para aproteção contra choques elétricos por contato direto. Quadro 1 - Tipos básicos de sistemas de aterramento elétrico Fonte: CREDER, 2007 (Adaptado) #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com duas colunas e três linhas onde estão especificados os tipos de sistemas de aterramento elétrico e suas respectivas funcionalidades. Começaremos nosso estudo pelos principais conceitos relacionados ao sistema de aterramento elétrico em geral. Conceitos Básicos Existem alguns conceitos que são básicos, tanto para o desenvolvimento quanto para o projeto de um sistema de aterramento elétrico, para uma instalação elétrica de baixa tensão e, assim, compreendê-los a este ponto é essencial, antes de analisarmos os principais tipos de sistemas que são desenvolvidos na prática, conforme orienta a NBR 5410. Para isto, nos basearemos em outra norma regulamentadora, a NBR 15751, de 2013, que trata mais especificamente de sistemas de aterramento elétrico de subestações, mas que tem, também, alguns dos principais conceitos necessários. Partindo-se, então, da premissa de que, ao tocar um objeto metálico podemos circular uma corrente do braço pelo corpo até chegar à terra, tem-se o conceito de tensão de toque. Este valor corresponde à diferença de potencial entre um objeto metálico, aterrado, ou não, e um ponto qualquer do solo. Estes pontos são separados a uma distância medida horizontalmente, equivalente ao alcance médio de um braço humano. A tensão de passo , por sua vez, é a diferença de potencial entre dois pontos da superfície do solo, separados pela distância média do passo de uma pessoa e a de contato é a tensão que surge, acidentalmente, devido à falha de isolamento entre duas partes de elementos acessíveis. 5 Por outro lado, conforme já mencionado brevemente no começo da unidade, entende- se como corrente de falta aquela que flui de um condutor a outro ou para o terra, no caso de ocorrência de uma falta. A falta, adicionalmente neste caso, também ganha o sentido de expressar o contato ou o arco acidental formado entre partes de potenciais diferentes ou entre parte e terra, em um sistema ou equipamento elétrico que esteja energizado. Quando dizemos que um sistema está diretamente aterrado significa que não há a interposição adicional de quaisquer impedâncias, já a relação de equipotencialização reflete em uma forma de se ligar elementos específicos para obter a equipotencialidade necessária para os fins desejados, ou seja, a instalação elétrica como um todo. Além disso, uma outra definição possível deste conceito é o ato de interligar dois ou mais corpos para redução da diferença de potencial entre eles. Um exemplo possível de ligação equipotencial é a feita entre o SPDA (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas) e instalações metálicas de um ambiente, para reduzir as diferenças de potencial em função da circulação da corrente produzida em uma descarga atmosférica. Saiba mais A seguir, aprenderemos, então, quais são os principais tipos de aterramento e os esquemas mais utilizados para instalações elétricas de baixa tensão. Esquemas de Aterramento e Principais Tipos de Aterramento Já sabemos que existe uma divisão básica entre os sistemas de aterramento, mas, além disso, é possível subdividi-los em alguns outros tipos de sistemas, que podem ser estabelecidos mediante a necessidade da instalação e, também, à própria importância da instalação. Alguns exemplos: haste simples cravada no solo, hastes alinhadas, hastes em triângulo, quadrado ou em círculo, placas enterradas no solo e cabos enterrados. Mais especificamente em relação aos cabos, sabe-se que existem algumas configurações e arranjos típicos, como a malha de terra e as configurações em cruz em estrela, por exemplo (GEBRAN & RIZZATO, 2017). 6 Quanto aos esquemas de aterramento, a NBR 5410 apresenta cinco tipos básicos e, para compreender como executá-los, deve-se ter em mente alguns pontos gerais principais (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017): • as massas indicadas nos diagramas que serão apresentados como exemplo e que também podem ser vistos na norma não representam um único equi- pamento elétrico; • não deve ser utilizada uma conotação espacial restrita ao se analisar os es- quemas de aterramento; • a mesma instalação pode abranger mais de uma edificação e caso as mas- sas pertençam também à mesma edificação o eletrodo de aterramento é compartilhado.Conforme apresenta a NBR 5410, existem algumas considerações importantes acerca do sistema de aterramento elétrico e a relação de compatibilidade eletromagnética. Isto pode ser compreendido por alguns pontos principais salientados pela norma, como a orientação da realização de um aterramento único para toda a instalação, integrado à própria estrutura da edificação protegida, por exemplo. Além disso, tem- se que as entradas de serviço público de energia e outros, como de telefonia e TV, devem estar localizadas próximas e junto ao aterramento comum. Outro ponto é que o aterramento do neutro deverá ser feito somente na entrada da instalação elétrica e que o condutor de aterramento deve estar disposto junto com os cabos de energia (NBR 5410; CREDER, 2007). Ademais, é importante ressaltar que se utiliza, assim como no desenvolvimento dos diagramas unifilares que já estamos mais habituados, de uma instalação elétrica de baixa tensão, alguns códigos e elementos gráficos. Sabendo-se, então, que os principais elementos utilizados são condutores de proteção, de ligação equipotencial e de aterramento e eletrodutos de aterramento, considere o quadro adiante, onde apresenta-se as principais representações utilizadas no contexto para os condutores: 7 Função Símbolo grá�co Quadro 2 - Representação dos condutores em esquemas de aterramento Fonte: Elaborado pelo autor, 2020 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com duas linhas e três colunas com a representação dos condutores em esquema de aterramento. Na primei- ra coluna temos o nome do esquema e na segunda coluna a representação gráfica para desenho técnico. Já a simbologia literal adotada na maior parte dos casos seguirá a padronização vista a seguir (NBR 5410; ZEBRAN & RIZZATO, 2017): 8 Primeira letra: situação da alimentação com relação à terra T: ponto diretamente aterrado; I: isolação de todas as partes vivas em relação à terra; aterramento de um ponto através de impedância; Segunda letra: situação das massas da instalação com relação à terra T: massas diretamente aterradas, independente da alimentação da instalação;por condutores distintos; N: massas ligadas ao ponto da alimentação aterrado. Terceira letra: disposição dos condutores de neutro e de proteção S: funções de neutro e de proteção sendo desempenhadas por condutores distintos; C: funções por um único condutor (condutor PEN). Começando pelos esquemas formados entre o terra e o neutro, também denominado como esquema TN, há um ponto de alimentação diretamente aterrado, e as massas são conectadas a este por condutores de proteção. Além disso, sabe-se que são utilizados três tipos principais desse esquema: TN-S, TN-C-S e o TN-C. A figura adiante apresenta estes três tipos mencionados: 9 Figura 1 - Tipos de esquema TN Fonte: Elaborado pelo autor, 2020 #PraCegoVer: Na imagem, vemos três tipos de ligação, TN-S, TN-C-S e TN-C (da esquerda para a direita), representados pelo sistema trifásico de alimen- tação (linhas L1 a L3), o neutro N e o condutor de proteção (PE). Além disso, utiliza-se a representação dos condutores em cada um dos tipos de ligações com as padronizações gráficas para condutores. Além disso, utiliza-se a representação dos condutores em cada um dos tipos de ligações com as padronizações gráficas para condutores. O esquema TT, como o próprio código apresentado, possui tudo diretamente aterrado, como pode ser visto no arranjo de exemplo adiante: 10 Figura 2 - Exemplo de ligação no esquema TT Fonte: Elaborado pelo autor, 2020 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um exemplo de ligação TT, representado pelo sistema trifásico de alimentação (linhas L1 a L3), o neutro N e o condutor de proteção (PE). Além disso, utiliza-se a representação dos condutores em cada um dos tipos de ligações com as padronizações gráficas para condutores. Existe, também, o esquema IT, no qual todas as partes vivas estão isoladas da terra ou, ainda, um ponto de alimentação é aterrado através de uma impedância. Além disso, como denota a sigla, neste caso, as massas também são aterradas e, com isto, haverão algumas possibilidades: que se utilize o mesmo eletrodo da alimentação para as massas ou utilizar eletrodos próprios para estas (ZEBRAN & RIZZATO, 2017). Proteção contra Descargas Atmosféricas A proteção de um sistema elétrico contra os efeitos gerados a partir da ocorrência de certas descargas atmosféricas é denominada como um grupo de sistemas SPDA e, já de antemão, é importante enfatizar que a existência de um sistema SPDA na instalação não impede a ocorrência das descargas. Outro ponto inicial importante é que a regulamentação estabelecida especificamente para o desenvolvimento deste tipo de sistema de proteção é dada também pela ABNT, através da NBR 5419 e, além disso, mesmo desenvolvendo-se um sistema de proteção SPDA a partir desta regulamentação, não há asseguração completa da proteção absoluta de uma dada estrutura, nem de pessoas ou bens a ela atrelados, embora a norma seja de fato capaz de reduzir significativamente os danos devido às descargas atmosféricas. 11 Assim, de maneira geral, orienta-se que o nível de proteção que o SPDA deverá possuir um nível de proteção conforme designado pela própria norma NBR 5419, o tipo e o posicionamento do sistema deverão ser estudados, por sua vez, de maneira cuidadosa ao longo do estágio de projeto da edificação em questão, para obtenção de proveito máximo dos condutores da própria estrutura da instalação. Além disso, é esta condição que facilitará outra importante relação entre o sistema de proteção e a instalação: a integração, sendo que esta se relaciona não só a aspectos estéticos mas também é capaz de minimizar custos e aumentar a eficiência do próprio SPDA (GEBRAN & RIZZATO, 2017). São estas relações que veremos no subtópico adiante, para compreender alguns aspectos práticos importantes do SPDA na instalação de baixa tensão. Integração entre a Instalação e o SPDA Desta forma, como já mencionado, o acesso à terra e a própria estrutura metálica das fundações devem ser consideradas para o desenvolvimento do projeto do sistema de aterramento elétrico e, com isto, é importante salientar que após o início da construção da edificação para a qual se destina o projeto elétrico, pode não ser possível utilizar esta estrutura de fundação como eletrodo de aterramento. Assim, tanto a natureza quanto a resistividade do solo devem ser consideradas já no estágio inicial do desenvolvimento do projeto e este parâmetro pode ser útil para o dimensionamento de um possível subsistema de aterramento elétrico, sendo que este pode influenciar em determinados detalhes do projeto civil das fundações. Para evitar retrabalho, então, ou até mesmo erros no projeto da instalação, deve-se estabelecer diálogos constantes entre os construtores, os arquitetos e os projetistas do SPDA (GEBRAN & RIZZATO, 2017). A NBR 7117, de 2012, traz as principais premissas da medição da resistividade e da determinação da estratificação do solo. Saiba mais Adiante, você verá as principais premissas da ligação equipotencial, para entender como é feito o aterramento de para-raios e antenas. 12 Ligação Equipotencial, Para-Raios e Antenas Para entendermos, então, tais relações, será necessário retornarmos à norma NBR 5410, já que esta estabelece que, em qualquer tipo de instalação elétrica de baixa tensão, deve ser previsto um terminal ou barra de aterramento principal (também conhecida pela sigla BEP). Esta barra deve estar localizada na própria edificação para a qual a instalação se destina e a nela podem estar ligados os seguintes tipos de condutores (NBR 5410): 1. Condutor de aterramento, para interligação do eletrodo de aterramento ao BEP; 2. Condutores de proteção principais (condutores PE); 3. Condutores de equipotencialização principais; 4. Condutores do tipo terra paralelos, também denominados como condutores PEC; 5. Condutor neutro, caso o aterramento deste seja previsto a estemomento; 6. Barramento de equipotencialização funcional, caso necessário como em al- gumas aplicações; 7. Condutores de equipotencialização, ligados aos eletrodos de aterramento de outros sistemas, como é o caso dos sistemas SPDA; 8. Demais elementos condutivos da edificação. Além disso, ressalta-se que a interligação do neutro da rede externa de distribuição de energia é providência essencial, nos casos nos quais a alimentação é realizada em baixa tensão. Assim, para os projetos elétricos de baixa tensão orienta-se este tipo de cuidado, para obtenção de um grau mínimo de efetividade no aterramento do neutro, conforme padrões já pré-estabelecidos pela maior parte das concessionárias de energia no Brasil (CREDER, 2007). Existem orientações quanto à seção mínima dos condutores de aterramento que serão enterrados no solo, previstas pela NBR 5410, como mostra a tabela adiante: 13 Proteção contra danos mecânicos Sem proteção contra danos mecânicos Proteção contra corrosão Cobre: 2,5 mm2 Cobre: 16 mm2 Sem proteção contra corrosão Cobre: 50 mm2 (tanto para solos ácidos quanto para alcalinos) Aço: 80 mm2 Quadro 3 - Seções mínimas dos condutores de aterramento enterrados no solo Fonte: ABNT, 2004 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro de três linhas e três colunas, com informações sobre a seções mínimas dos condutores de aterramento aterrados no solo. Note que as premissas de proteção do elemento que podem ser estabelecidas na prática em seu uso têm relação direta com a seção mínima a ser utilizada e o tipo do material do condutor. Além disso, sabe-se que os condutores usados para a realização de ligações equipotenciais com o terminal principal devem possuir, por via de regra, sua seção mínima igual à metade do condutor de proteção de maior bitola da instalação. O valor mínimo estipulado é de 6 mm² e o máximo de 25 mm². Já os condutores destinados à conexão de massas metálicas aos eletrodos enterrados terão seu dimensionamento conforme apresentado no quadro anterior (CREDER ,2016). A figura adiante apresenta um esquema de ligação equipotencial que pode ser utilizado, inclusive, em instalações elétricas prediais, que serão vistas com mais detalhes adiante para as particularidades existentes: 14 Figura 3 - Modelo de instalação do aterramento e descrição dos componentes Fonte: CREDER, 2007. p. 131. #PraCegoVer: Sistema completo de aterramento, com descrição e represen- tação de cada um de seus componentes, conforme previsto pela NBR 5410. Começamos pelos condutores de proteção (PE), seguimos para o quadro de distribuição principal, o barramento geral de terra associado ao motor elétrico da instalação. Em seguida tem-se os condutores de proteção principal (PE principal), o de equipotencialidade suplementar (EQS) e o principal (EQP), além da barra BEP, do condutor de aterramento e do eletrodo de aterramento, enterrado no solo. Como já mencionado, as descargas elétricas podem gerar danos em diversos contextos, desde o fornecimento de energia elétrica até as instalações de baixa 15 tensão. Assim, os para-raios são construídos de forma a proporcionar um caminho para a circulação da corrente gerada, devido à ocorrência de descargas atmosféricas capazes de ocasionar prejuízos na segurança dos equipamentos envolvidos na instalação. Logo, quando ocorrer uma descarga atmosférica nos circuitos, haverá um escoamento de energia através da circulação de corrente, através deste caminho alternativo, sendo que as correntes chegarão parcialmente nas estruturas e serão direcionadas à terra devido ao sistema projetado para segurança (DE MOURA et al., 2019). Em contrapartida as antenas são, basicamente, dispositivos capazes de transformar a energia eletromagnética guiada pela linha em energia eletromagnética irradiada ou vice-versa, sendo elementos essenciais na comunicação em geral. Com isto em mente, adicionalmente analisamos as diferentes configurações possíveis para o aterramento de mastros para-raios e de antenas, com relação ao terminal de ligação equipotencial, como orientado pelas NBR 5410 e 5419: Figura 4 - Ligação equipotencial e aterramento de para-raios e antenas Fonte: CREDER, 2007, p. 132. #PraCegoVer: Na imagem, vemos três situações possíveis. Na primeira tem-se o esquema de aterramento exclusivo da antena sem para-raios, na segunda o aterramento da antena utilizando-se a descida do para-raios e na terceira o aterramento da antena, do para-raios e da instalação elétrica através do uso de um eletrodo comum, como o demonstrado embutido na fundação da edifi- cação para a qual se destina a instalação elétrica. 16 Por outro lado, a própria NBR 5419 estabelece parâmetros acerca das seções mínimas sugeridas para os condutores de descida, sendo que estas constituem casos particulares de condutores de aterramento. O quadro com tais referências pode ser visto adiante: Seção do condutor (mm2) Material Principal Interligação Cobre 16 35 Alumínio 25 70 Aço Galvanizado a quente 50 50 Quadro 4 - Seções mínimas dos condutores de descida Fonte: ABNT, 2000 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com informações sobre seções mínimas dos condutores de descida. Ademais, no último subtópico desta parte, você verá como realizar o projeto do condutor de proteção e quais as premissas principais matemáticas relacionadas a esta parte do desenvolvimento do projeto. Condutores de Proteção Como já visto ao longo desta unidade, os condutores de proteção têm como função principal, no contexto da instalação elétrica de baixa tensão, a proteção das massas metálicas dos equipamentos elétricos, através do aterramento destas. Com isto, é possível prevenir choques elétricos por contatos indiretos, entre a carcaça de um dado equipamento ou alguma estrutura metálica anexa a ele, que está sob tensão devido a uma falha no isolamento interno do equipamento, por exemplo (CREDER, 2007). Além disso, sabe-se que o condutor de proteção proverá, no esquema TN (predominante nas redes industriais), o aterramento das massas diretamente do ponto de aterramento da alimentação ou, ainda, a partir de um ponto distinto, como é o caso dos esquemas TT e TI (CREDER, 2007). Com base na NBR 5410, tem-se que a continuidade do condutor de proteção constitui em um dos cinco tipos de ensaios e testes básicos, os quais uma instalação elétrica projetada deve ser submetida, para seu completo comissionamento e garantia de efetividade. Dada a importância do elemento, vamos definir algumas formulações 17 matemáticas então. A seção mínima do condutor (S) pode ser utilizada no cálculo para tempos de atuação dos dispositivos de proteção inferiores a 5 segundos, onde I é o valor eficaz da corrente de falta, que pode circular pelo dispositivo de proteção no caso da ocorrência de uma falta direta, medida em Ampéres: Além disso, t representa o período de tempo de atuação do dispositivo de proteção, em segundos, e K o valor da constante definida para o contexto do sistema de proteção, a partir do material usado no condutor, a sua capacidade de isolação e outros fatores como a temperatura antes e depois do defeito, sendo que este valor pode ser escolhido conforme orientação também da NBR 5410, como visto na tabela seguinte: Cabos isolados Material de cobertura Tipo do condutor Material do condutor PVC (160 ºC) EPR/XLPE (250 ºC) Independentes (condutor isolado, cabo unipolar ou nu em contato com a cobertura do cabo) Cobre Alumínio Aço 143 95 52 176 116 64 Veias de cabos multipolares Cobre Alumínio 115 76 143 94 Quadro 5 - Valores de K para o dimensionamento de condutores de proteção, considerando a tempe- ratura antes do defeito igual a 30 °C. Fonte: ABNT, 2004 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com valores de K para o dimen- sionamento de condutores de proteção, considerando a temperatura antes do defeito igual a 30 °C. Vemos, então, o tipo de cabo, seu material e qual é o seu respectivo material de cobertura. 18 Para cabosnus, tem-se: Cabos nus Material Condições de aplicação Cobre Alumínio Aço Visível e em área restrita (500 ºC) 228 125 (300 ºC) 82 Condições normais (200 ºC) 159 105 58 Risco de incêndio (150 ºC) 138 91 50 Quadro 6 - Valores de K para o dimensionamento de cabos nus, considerando a temperatura antes do defeito igual a 30 °C Fonte: ABNT, 2004 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com valores de K para o dimen- sionamento de cabos nus, considerando a temperatura antes do defeito igual a 30 °C. Vemos, então, a condição de temperatura do cabo e qual deve ser o seu respectivo material. A expressão trazida na Equação 1, leva em consideração somente condições de aquecimento do condutor em decorrência da passagem da corrente de falta e, com isto, poderá resultar em valores de seção muito pequenas que não atendam a outros requisitos importantes. Entre estas premissas, é possível citar a resistência mecânica , a impedância mínima, entre outros, o que torna mais aplicável a Equação 1 para o dimensionamento de condutores relacionados ao uso de dispositivos como os disjuntores de corrente residual (DRs) (CREDER, 2007). Assim, dado o cenário, estabelece-se que a seção mínima pode ser estipulada de forma alternativa, em função dos condutores de fase dos circuitos, nos casos em que estes são feitos dos mesmos materiais, para que se garanta as propriedades físico- químicas esperadas. Estes critérios passam a atender, então, aos requisitos elétricos e mecânicos, tornando-os adequados para o dimensionamento de condutores de proteção utilizados juntamente com dispositivos de proteção de sobrecorrente (CREDER, 2007). Baseando-se no condutor fase, tem-se a seguinte tabela de referência, pela norma NBR 5410: 19 Condutor fase Condutor de proteção S<16 S 16<S<35 16 S<35 S/2 Quadro 7 - Seção mínima do condutor de proteção, em mm², quando definida em função do condutor fase Fonte: ABNT, 2004 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com duas linhas e três colunas, com valores de seção mínima do condutor de proteção, em mm², quando defi- nida em função do condutor fase. Em instalações fixas com esquemas TN de aterramento, por exemplo, as funções proteção e neutro podem ser combinadas pelo uso de um condutor PEN, caso esta instalação não seja protegida por um dispositivo residual. Neste caso, adota-se: 10 mm² em cobre, 16 mm² em alumínio e 4 mm², caso o condutor faça parte de um condutor concêntrico. Além disso, sabe-se que, neste caso, é necessário estabelecer um esquema de continuidade para o condutor PEN desde o transformador elétrico de potência, além de ser recomendado o multiaterramento do condutor de proteção, especialmente para a entrada das edificações das instalações (CREDER, 2007). Ademais, é fundamental ressaltar a importância do agrupamento feito entre os elementos da proteção (condutor, blindagem ou eletroduto), que estejam próximos a condutores vivos do circuito da instalação. Isto proporciona a minimização da impedância do circuito, de maneira a garantir um caminho de retorno natural para correntes que envolvam o ponto e a terra, como as correntes de falta fase-terra, permitindo, ainda, um melhor desempenho dos dispositivos de proteção que operam a partir de indicações de sobrecorrente, algo comum na prática (CREDER, 2007). A seguir, você verá as principais observações acerca do desenvolvimento de um projeto elétrico para instalações prediais, um outro tipo principal de projeto elétrico de baixa tensão. Projeto de Instalações Elétricas Prediais As instalações elétricas de baixa tensão incluem também as instalações elétricas prediais, como já mencionado. Assim, você entenderá como boa parte das premissas estudadas também são válidas para o desenvolvimento de um projeto de instalação elétrica predial. Começando pelas normas de regulamentação, observa-se que, neste caso, também a NBR 5410 fornece as principais diretrizes para o desenvolvimento 20 do projeto e, além disso, é também a NBR 5444 que dita os padrões e simbologias, juntamente com as normas técnicas internacionais do IEC (Comissão Eletrotécnica Internacional), a IEC 60417 e a 60617. Além disso, a este ponto é importante ressaltar, como mostra o quadro adiante, que existem algumas normas técnicas que também serão de grande valia em diversos contextos de instalações elétricas, incluindo edificações prediais, além das já citadas: Norma Resumo ABNT NR ISO/CIE 8995-1 Iluminação de ambientes de trabalho, na parte 1 fala acerca de iluminação de interiores. ABNT NBR 5413 Iluminância de interiores, quais os procedimentos que devem ser adotados. ABNT NBR 10898 Sistemas de iluminação de emergência. ABNT NBR 13534 Instalações elétricas de baixa tensão - requisitos específicos para instalação em ambientes assistenciais de saúde. ABNT NBR 13570 Instalações elétricas em locais de afluências de público - requisitos específicos. Figura 5 - Relação geral de algumas das regulamentações mais importantes para instalações elétricas de baixa tensão Fonte: Elaborado pelo autor, 2020 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com seis linhas e duas colunas com informações sobre as normas regulamentadoras e seus respectivos resumos. Similarmente ao que ocorre no desenvolvimento de um projeto de instalações elétricas residenciais, existem alguns critérios básicos para o desenvolvimento do projeto predial, como (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017): 21 Acessibilidade Todos os pontos de utilização da instalação, assim como os dispositivos de manobra e de proteção deverão estar localizados de forma acessível, tanto para manutenções quanto para manobra adequada. Flexibilidade e reserva de carga Estas premissas traduzem o preceito de que a instalação deve ser realizada para permitir o estabelecimento de uma certa reserva de carga, possibilitando na prática o acréscimo de cargas através do uso de novos equipamentos ou mesmo novas extensões na instalação elétrica, o que vem de encontro diretamente à capacidade de flexibilização do sistema de instalação elétrica. Confiabilidade As instalações devem ser projetadas diretamente a partir do uso das normas técnicas, para que os sistemas sejam de fato confiáveis e forneçam um ambiente funcional e de segurança a todos os seus usuários. Adicionalmente, da mesma forma que em um projeto elétrico residencial, o diagrama unifilar e, em alguns casos, também o multifilar, deve ser desenvolvido, observando- se a realização de alguns passos básicos e o seguimento não só de orientações obtidas através das normas técnicas, especialmente a NBR 5410, mas uma série de premissas. O primeiro passo é obter a planta baixa do local, pois é partir desta que o projeto é executado. Com a planta baixa, é possível então desenvolver o diagrama unifilar do projeto elétrico da instalação predial, de forma que este atenda todos os cômodos e instalações físicas disponíveis, atentando-se sempre à disposição dos elementos. Em seguida, como já visto em outras colocações feitas ao longo da disciplina para projetos de baixa tensão, o desenho técnico do diagrama unifilar é desenvolvido a partir da utilização da NBR 5444, juntamente com as normas internacionais IEC 60417 e 60617, que fornecem as padronizações e simbologias mais utilizadas para a construção dos diagramas. O conceito CAD (do inglês computer aided design) é também um grande aliado, como em projetos residenciais, para o desenvolvimento do desenho técnico do diagrama. No caso ainda do exemplo já citado, o AutoCAD possui também algumas bibliotecas voltadas para a área de Engenharia Elétrica, que facilitam ao desenvolvimento do diagrama elétrico. Juntamente, deve-se apresentar o memorial de cálculo e um descritivo dos equipamentos e elementos utilizados, pois o detalhamento do 22 projeto facilita não apenas a realização da manutenção, mas a execução da obra de instalação prevista. É nesta etapa de cálculo que se prevê, também conforme as orientações técnicas da NBR 5410 e daprópria experiência do projetista, qual será a previsão de carga. Ademais, lembre-se que existem regulamentações específicas da concessionária do local no qual a instalação será realizada e estas devem ser consideradas, como para o cálculo da demanda de carga, por exemplo, e sabe-se ainda que o desenvolvimento da lista de materiais também é útil e solicitado em vários projetos. Por último, você verá uma visão geral do desenvolvimento do projeto considerando os passos elucidados, através de um exemplo. Exemplo de Desenvolvimento do Projeto Elétrico de uma Instalação Predial Considere que você precisa realizar o projeto elétrico das instalações que serão construídas para um prédio comercial, que possui 10 salas pequenas, de igual dimensão entre si. O primeiro passo, então, é obter a planta baixa do prédio e de uma sala, já que as demais são iguais, e considere que, ao analisar estes, você percebe que cada sala é basicamente um escritório comercial, constituído por uma recepção, uma sala e um banheiro. O quadro elaborado para a previsão de carga pode ser visto no exemplo adiante, algo plausível, dadas as dimensões dos escritórios, distribuídos pelos pontos de iluminação, pelas tomadas de uso geral e de uso específico, assim como fazemos para as instalações elétricas residenciais: Cômodo Iluminação (W) TUG TUE Número Potência (VA) Número Potência (VA) Banheiro 100 1 600 1 5500 Sala 500 7 200 1 3500 Recepção 200 4 200 1 3500 Quadro 8 - Exemplo de previsão de carga de uma sala comercial. Fonte: Elaborado pelo autor, 2020 #PraCegoVer: Na imagem, vemos um quadro com um exemplo de previsão de carga em uma sala comercial. Em seguida, para a obtenção do diagrama unifilar, pega-se as regulamentações das IECs 60417 e 60617 e da NBR 5444 e, após representar os elementos previstos, deve- 23 se representar a conexão destes. Como já visto, linhas indicarão o caminho percorrido pelos condutores, que precisam ser instalados através de dutos, que podem ser de vários tipos, como: eletrodutos, calhas ou bandejas. No caso de um prédio comercial, geralmente utiliza-se elementos que possibilitam fácil acesso e, além disso, do ponto de vista estético, é cada vez mais comum a visão estética “industrial”, onde as instalações elétricas estão expostas. Como já mencionado, você deverá se certificar de colocar o máximo de informações pertinentes, como a potência dos pontos, seção em mm dos condutores, número do circuito, entre outros. Do ponto de vista do próprio diagrama elétrico, lembre-se que, assim como no projeto residencial, sobretudo neste caso, com instalações, em alguns casos, com mais elementos, deve-se evitar ao máximo a sobreposição ao se desenhar as linhas dos condutores. Para isto, estas podem ser desenhadas como arcos, facilitando a visualização. Ademais, relembre que os circuitos destinados aos pontos finais de uso da energia elétrica, como é o caso de lâmpadas e tomadas (circuitos terminais). Deve-se lembrar, ainda, que os condutores possuem simbologias diferentes entre si conforme a finalidade dentro do circuito (CREDER, 2007; GEBRAN & RIZZATO, 2017). Assim, de maneira geral, e semelhantemente ao que já foi apresentado, para um projeto de instalações elétricas prediais você deve realizar o cálculo para a previsão de carga conforme experiência e orientações gerais previstas nas normas técnicas, especialmente pela NBR 5410, considerando também as funcionalidades dos espaços, as necessidades gerais e específicas possíveis. Como já mencionado, e apenas para situá-lo novamente, é importante se lembrar que, no caso de um prédio de escritórios, por exemplo, como foi o caso do exemplo visto, é possível ainda adequar às possíveis diferenças de usos dos espaços, quando se sabe os clientes que os utilizarão. Ademais, perceba ainda que estas considerações das funcionalidades de instalações prediais poderão ser bastante semelhantes ao que já é feito na prática para projetos residenciais, tendo como principal diferença, em alguns casos, possíveis equipamentos de maior potência e maiores quadros de distribuição. 24 Conclusão Neste conteúdo, você teve a oportunidade de: • compreender mais detalhes sobre o funcionamento de um sistema de aterra- mento para instalações elétricas de baixa tensão; • aprender a desenvolver um sistema de aterramento para uma residência; • aprender mais detalhes sobre os sistemas de proteção contra descargas atmosféricas; • entender quais os papéis das normas NBR 5410 e 5419 no projeto de um sistema de aterramento; • estudar as principais premissas do desenvolvimento de um projeto de insta- lações elétricas prediais. 25 ReferênciasReferências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15751. Rio de Janeiro. 2013. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=51403. Acesso em: 07 jun. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7117. Rio de Janeiro. 2012. Disponível em: https://www.osetoreletrico.com.br/capitulo-ii-abnt-nbr-7117- medicao-da-resistividade-e-estratificacao-dosolo/. Acesso em: 07 jun. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410. Rio de Janeiro. 2008. Disponível em: https://www.saladaeletrica.com.br/nbr-5410-download/. Acesso em: 07 jun. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5419. Rio de Janeiro. 2005. Disponível em: http://www. comservicefire.com.br/docs/Para-raios/NBR%20 5419%20-%20Para-raios.pdf. Acesso em: 07 jun. 2020. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5444. Rio de Janeiro. 1989. Disponível em: http://ftp. demec.ufpr.br/disciplinas/TM249/Material%20de%20aula/ NBR_5444-1989_Simbolos_Graficos_para_Instalacoes_Prediais.pdf. Acesso em: 07 jun. 2020. CREDER, H. Instalações elétricas. Livros Técnicos e Científicos, 2016. DE MOURA, A. P.; DE MOURA, A. A. F.; DA ROCHA, E. P. Engenharia de sistemas de potência: transmissão de energia elétrica em corrente alternada. Fortaleza: Edições UFC, 2019. GEBRAN, A. P.; RIZATTO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. Bookman, 2017. INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMISSION. IEC 60417. 2002. INTERNATIONAL ELETROTECHNICAL COMISSION. IEC 60617. 2012. https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=51403 https://www.osetoreletrico.com.br/capitulo-ii-abnt-nbr-7117-medicao-da-resistividade-e-estratificacao-do-solo/ https://www.osetoreletrico.com.br/capitulo-ii-abnt-nbr-7117-medicao-da-resistividade-e-estratificacao-do-solo/ https://www.osetoreletrico.com.br/capitulo-ii-abnt-nbr-7117-medicao-da-resistividade-e-estratificacao-do-solo/ https://www.saladaeletrica.com.br/nbr-5410-download/ http://www.comservicefire.com.br/docs/Para-raios/NBR 5419 - Para-raios.pdf http://www.comservicefire.com.br/docs/Para-raios/NBR 5419 - Para-raios.pdf http://www.comservicefire.com.br/docs/Para-raios/NBR 5419 - Para-raios.pdf http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM249/Material de aula/NBR_5444-1989_Simbolos_Graficos_para_Instalacoes_Prediais.pdf http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM249/Material de%20aula/NBR_5444-1989_Simbolos_Graficos_para_Instalacoes_Prediais.pdf http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM249/Material de%20aula/NBR_5444-1989_Simbolos_Graficos_para_Instalacoes_Prediais.pdf http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM249/Material de aula/NBR_5444-1989_Simbolos_Graficos_para_Instalacoes_Prediais.pdf