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INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
AULA 3
Prof. Eduardo da Silva
Instalações elétricas prediais
Olá, seja bem-vindo(a) a mais uma aula de instalações elétricas prediais. Anteriormente começamos um projeto de instalações elétricas com base na análise do ambiente, como área e perímetro. Depois passamos para a etapa de previsão de cargas, passando pelos pontos de iluminação e de tomadas. Para finalizar, vimos os critérios para separar os circuitos e calcular a corrente de projeto de cada um deles. Agora vamos continuar nosso projeto cumprindo uma das etapas mais importantes para uma estrutura elétrica correta: o dimensionamento dos condutores.
Primeiramente vamos conhecer os tipos de materiais, fios e cabos e, em seguida, dimensioná-los para garantir a segurança nas instalações e atender às normas vigentes.
Vamos testar o que você conhece sobre isso? Prepare caderno e lápis, e mãos à obra. Bons estudos!
TEMA 1 – CONDUTORES
O conjunto de condutores é formado por fios e cabos utilizados numa instalação elétrica. Esses condutores podem ser feitos de diversos materiais, como ouro, prata, cobre, alumínio e outras ligas metálicas, mas há aplicações específicas, de acordo com suas características elétricas e mecânicas.
O principal motivo de estudarmos esse tema é compreender que o dimensionamento e o uso adequado dos condutores são fundamentais para a segurança de uma instalação. Nem precisamos nos esforçar muito para encontrar aplicações dos condutores numa instalação: basta ver os cabos que ligam sua TV e os eletrodomésticos da cozinha. Mas será que todos os cabos que compõem a instalação da sua casa são adequados?
Um condutor adotado para atender a uma ou mais cargas deve estar preparado para conduzir a corrente drenada sem sofrer alterações de comportamento nem aquecimento.
CONVERSA INICIAL
2
1.1 Acidentes de origem elétrica
Um condutor subdimensionado pode aquecer muito se percorrido por uma corrente elétrica e, em contato com algum material inflamável, pode gerar um princípio de incêndio. Desde 2005 a Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel) realiza um estudo estatístico anual, apresentando os dados relacionados a acidentes de origem elétrica.
O anuário de 2019, com base no ano de 2018, revela-se alarmante, pois a quantidade de incêndios originados por sobrecarga das instalações corresponde a quase 38% do total de acidentes, como mostra o Gráfico 1. Esse tipo de informação demonstra como ainda são mal dimensionados os condutores de algumas instalações elétricas do país.
Gráfico 1 – Dados gerais de acidentes de origem elétrica fatais e não fatais em 2018
Fonte: Silva, 2020, com base em Abracopel, 2019.
Além disso, o número de acidentes ocasionados por choques elétricos registra o maior número de vítimas fatais, correspondendo a aproximadamente 92% de todos os acidentes com morte.
Esse tipo de acidente se relaciona à falta ou ao uso incorreto dos dispositivos de proteção nas instalações, equipamentos de proteção individual (EPIs) de operadores ou ainda à manipulação da rede elétrica sem o devido conhecimento técnico.
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Conforme o Gráfico 2, residências e redes aéreas de distribuição são os locais mais recorrentes de choques elétricos. Além de quem sofre esse tipo de acidente dentro das residências, as vítimas mais comuns são os profissionais da construção civil, que trabalham próximos à rede elétrica, e pessoas que tentam fazer ligações clandestinas.
Gráfico 2 – Mortes por choque elétrico separadas por tipo de edificação ou logradouro (2018)
Fonte: Silva, 2020, com base em Abracopel, 2019.
O baixo número de acidentes em subestações e em linhas de transmissão indica que a presença de profissionais treinados e instalações adequadas podem melhorar esse cenário.
1.2 Materiais
Numa escala de condutividade, a prata é melhor condutora que o cobre, porém, por uma questão de custo, as instalações prediais geralmente utilizam barras, fios ou cabos feitos de cobre.
O cobre é um excelente condutor e por isso é utilizado como parâmetro de referência para medidas de condutividade de outros metais. Desde 1914 ficou estabelecido o padrão internacional conhecido pela sigla IACS, do inglês international annealed copper standard. Esse padrão adota um fio de cobre puro
com um metro de comprimento e um grama de massa, a uma temperatura de 20 ºC, como 1 IACS.
A condutividade do cobre puro, também chamado de cobre recozido ou cobre mole, tem o valor de 58 × 106 𝑆/𝑚 a 20 ºC, e passa a ser referência para relacionar outros metais. Desse modo, dizemos que a condutividade do cobre puro corresponde a 100% IACS. Entretanto, algumas ligas de cobre podem ter valores abaixo disso, por causa da adição de outros metais ou da têmpera dada na sua fabricação.
O segundo material mais utilizado em instalações elétricas é o alumínio. A condutividade do alumínio puro é de apenas 62% IACS, mas isso não impede sua aplicação. Em muitos casos, o cobre pode se tornar inviável, seja pelo custo ou pelo peso. Nos setores de transmissão e distribuição, que requerem cabos muito espessos e longos, o uso do alumínio é predominante, pois é mais leve e cerca de cinco vezes mais barato.
O alumínio tem baixa resistência mecânica e, para sustentar os cabos de longa distância, utiliza-se um fio de aço no seu interior. Esses cabos são popularmente chamados de alumínio com alma de aço. O aço entra em terceiro lugar na lista dos metais usados em instalações elétricas, porém sua aplicação como condutor é muito pequena, devido à baixa condutividade – em torno de 13% a 20% IACS.
1.3 Características construtivas
O termo condutor, em instalações elétricas, não é usado para se referir à característica elétrica dos materiais, e sim para representar genericamente os fios e cabos que compõem uma instalação.
Além do material do qual é feito, um condutor é classificado pela sua área de seção transversal, forma construtiva e tipo de isolação. Vejamos cada um a seguir.
1.3.1 Seção transversal
A condutividade é um fator crucial para escolher o material que será usado num condutor, pois esse parâmetro indica a capacidade de condução de corrente. Uma vez definido o material, a capacidade de condução será limitada pela área de seção transversal do fio, popularmente chamada de bitola.
O padrão de medidas americano AWG, do inglês american wire gauge, organiza as bitolas numa escala sequencial numérica, de modo que o maior número representa a menor área de seção. Apesar da escala americana, a NBR 5410 utiliza uma referência de capacidade de condução baseada na área de seção transversal do fio em milímetros quadrados (mm2). Por isso, no Brasil o segmento comercial adota esses valores para os cabos elétricos.
O Quadro 1 relaciona a medida AWG com a área da seção em mm2 e o valor comercial aproximado também em mm2.
Quadro 1 – Valores de correspondência entre AWG e mm2 para fios e cabos elétricos
	Número AWG
	Área da seção
(mm2)
	Valor comercial
da seção (mm2)
	
	Número AWG
	Área da seção
(mm2)
	Valor comercial
da seção (mm2)
	0000
	107,15
	120
	
	10
	4,17
	4
	000
	84,79
	95
	
	11
	3,31
	
	00
	67,43
	70
	
	12
	2,62
	2,5
	0
	53,48
	50
	
	13
	2,08
	
	1
	42,41
	
	
	14
	1,65
	1,5
	2
	33,63
	35
	
	15
	1,31
	
	3
	26,67
	25
	
	16
	1,04
	1
	4
	21,15
	
	
	17
	0,82
	
	5
	16,77
	16
	
	18
	0,65
	0,75
	6
	13,30
	
	
	19
	0,52
	
0,5
	7
	10,55
	10
	
	20
	0,41
	
	8
	8,37
	
	
	21
	0,33
	
	9
	6,63
	6,0
	
	22
	0,26
	
Fonte: Eduardo da Silva.
A maior seção em AWG é a de número 0000 (ou 4/0), que equivale a aproximadamente 107,2 mm2. Para valores maiores, no padrão americano, utiliza-se a unidade “circular mil”, que corresponde à área de uma circunferência cujo diâmetro mede um milésimo de polegada.
Desse modo, um circular mil corresponde a aproximadamente 5,067 × 10−4 mm2. Como essa área é muito pequena, é mais comum encontrar o milhar dessa medida. Nesse caso, usamos o termo mil circular mil (MCM); assim, um MCM será igual a 0,5067 mm2.
Portanto, o próximo valor de área de seção acima de 4/0 AWG, no padrão americano,seria 250 MCM, com 126,67 mm2. No Brasil, o maior valor comercial para cabos é 1000 mm2.
1.3.2 Forma
Os condutores podem ser fabricados com formas e estruturas diferentes, de acordo com a aplicação. Para instalações de baixa tensão, os tipos mais comuns são os fios sólidos e cabos flexíveis.
O fio sólido (ou redondo sólido) tem um único elemento condutor, também chamado de fio elementar. Atualmente, esse tipo de condutor tem perdido a aplicabilidade em instalações prediais internas, devido à dificuldade de acomodar eletrodutos com curvas. Apesar disso, continua sendo bastante utilizado em montagem de quadros elétricos e instalações retilíneas e de longa distância.
Os fios sólidos isolados podem ser encontrados na versão multipolar ou unipolar, com seções de até 10 mm2, que é o limite para esse modelo.
Figura 1 – Exemplo de cabo multipolar de condutor do tipo redondo sólido
Capa de proteção	Isolação	Condutor
Créditos: IB Photography/Shutterstock.
Condutores compostos por mais de um fio são chamados cabos encordoados, ou somente cabos. O encordoamento influencia diretamente na flexibilidade desses cabos, e a NBR NM 280 – Condutores de cabos isolados define esse critério em classes que variam de 1 a 6.
A classe de encordoamento varia com diâmetro dos fios elementares e sua compactação. Quanto menor o diâmetro dos fios e menos compactados, maior será a classe e mais flexível será o condutor. O fio sólido, portanto, pertence à classe 1. Os cabos flexíveis são, sem dúvidas, os mais utilizados em instalações de baixa tensão, seja de uso industrial ou residencial. Com a modernização no processo fabril, o diâmetro dos fios elementares tem diminuído, permitindo a fabricação de cabos cada vez mais flexíveis e facilitando a instalação.
Esse tipo de cabo pode ser encontrado numa grande variedade de medidas, com seções de 0,5 a 240 mm2. Conforme a Figura 2, esses cabos não são compactados, por isso podem pertencer às classes 4, 5 ou 6, dependendo apenas do diâmetro do fio elementar.
Figura 2 – Exemplo de um condutor flexível de classe de encordoamento 5
Créditos: Yury Kosourov/Shutterstock.
No ramo de instalações de média e alta tensão, existem outros fatores que influenciam na escolha dos cabos, por isso existem outras opções de formato (Figura 3), que costumam figurar entre as classes 1 e 3.
Figura 3 – Tipos de cabos isolados aplicados em instalações de média e alta tensão
Rígido ou
redondo normal
Redondo compacto
	
Setorial compacto
	
Créditos: Yury Kosourov; Aleksandrn; Nokkaew; Nordroden; Sydeen/Shutterstock.
1.3.3 Isolação
A NBR 5410, no item 6.2.11.1.5, define que os condutores que serão instalados dentro de eletrodutos deverão ser isolados, exceto no caso de condutores de aterramento, como proteção mecânica. Apesar disso, essa regra
não impede o uso de condutores nus em redes aéreas ou enterrados, mas há uma série de ressalvas para seu uso, a fim de evitar o contato direto com condutores carregados e garantir a segurança dos usuários.
A isolação de cabos elétricos tem dupla função. Uma delas é anular o potencial elétrico do elemento condutor; ou seja, na superfície externa do material isolante, o potencial elétrico deve ser nulo. A isolação ainda auxilia na contenção da temperatura do condutor, seja por um aquecimento interno ou do ambiente, influenciando diretamente na sua capacidade de condução.
Existem diferentes materiais isolantes usados em cabos elétricos, mas atualmente podemos dividi-los em dois grupos: termoplásticos e termofixos. Um material termoplástico amolece com o aumento da temperatura, tendendo a se liquefazer acima dos 120 ºC. O cloreto de polivinila, popularmente chamado de PVC, é o principal material usado em condutores elétricos de baixa tensão. Um condutor com isolação em PVC deve suportar uma temperatura de até 70 ºC em condições normais de operação, e até 90 ºC em condições de sobrecarga de curta duração.
Um material termofixo recebe esse nome pois tende a manter a estrutura física mesmo em temperaturas mais altas. Os cabos isolados com esses materiais podem atingir até 105 °C em condições normais de operação. Os principais termofixos são o polietileno reticulado (XLPE) e a borracha de etileno- propileno (HEPR), comuns em cabos de média e alta tensão, como os da Figura 4.
Figura 4 – Tipos de isolação de cabos elétricos
PVC
HEPR
XLPE
Créditos: Elias Dahlke.
As medidas de espessura da isolação e tensão suportada (tensão de isolação) são dadas nas especificações técnicas fornecidas pelo fabricante. A tensão de isolação costuma vir especificada como VF/VL: o primeiro valor indica a tensão de fase, e o segundo, a tensão de linha. Por exemplo, o valor 0,6/1,0 kV corresponde a 600 V, como a máxima tensão suportada entre fase e terra, ou 1000 V entre duas fases. Vale lembrar que o número de casos de incêndio ainda é muito grande, por isso devemos nos preocupar com o comportamento desses materiais quando submetidos à ação do fogo.
Tanto o HEPR quanto o XLPE são considerados materiais propagadores de chama; ou seja, em contato com o fogo, esse material entra em combustão e agrava a situação do incêndio. O PVC é do tipo não propagador de chama e, quando fabricado com alguns aditivos, se torna resistente à chama. Nesse caso, mesmo que exposto por um longo período ao fogo, a chama se extingue rapidamente.
1.3.4 Cores
Para auxiliar na identificação dos condutores, a NBR 5410 recomenda algumas cores de acordo com sua função. Deve-se adotar azul-claro para o condutor de neutro; verde ou verde-amarelo para o condutor de proteção ou terra; e as demais cores para as fases, como mostra a Figura 5.
Figura 5 – Cores da isolação de cabos elétricos de acordo com a função
Fases
Terra Neutro
Créditos: Oleksandr Khoma/Shutterstock.
TEMA 2 – MÉTODOS DE INSTALAÇÃO
Como vimos, existe uma preocupação muito grande em controlar a temperatura dos condutores, pois ela interfere na condutividade do material, de
modo que, quanto maior a temperatura, menor será a capacidade de conduzir a corrente dos fios ou cabos.
Além do material utilizado na isolação dos cabos, um fator que pode alterar as características de temperatura é a alocação dos condutores. Pensando nisso, em 1993 foi lançada a primeira edição da norma internacional IEC 60364- 5-52, que padroniza as técnicas e procedimentos para instalar fios e cabos elétricos.
A norma atribui, por meio de cálculos e ensaios, uma capacidade de condução de corrente aos condutores. Além disso, adotam-se siglas para identificar o chamado método de referência utilizado para a instalação. São elas:
· A1 – condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante;
· A2 – cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante;
· B1 – condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira;
· B2 – cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira;
· C – cabos unipolares (ou cabo multipolar) sobre parede de madeira;
· D – cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo;
· E – cabo multipolar ao ar livre;
· F – cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar livre;
· G – cabos unipolares espaçados ao ar livre.
Apesar de separados em grupos, os métodos apresentados pela IEC 60364-5-52 deixam muita margem para interpretação, como o tipo de material da parede ou o tipo de suporte usado para os cabos. Por isso a NBR 5410 apresenta uma tabela com diversas formas de instalar os condutores, acompanhadas de uma ilustração da sua posição e, ainda, as relaciona com os métodos de referência descritos.
Quadro 2 – Formas de instalação de condutores elétricos
	Forma de
instalar
	Esquema ilustrativo
	Descrição
	Método	de
referência
	
1
	
	Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante.
	
A1
	
2
	
	
Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede termicamente isolante.
	
A2
	
3
	
	Condutores isolados ou cabos unipolares em eletrodutoaparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vez o
diâmetro do eletroduto.
	
B1
	
4
	
	Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção circular sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vez o diâmetro do eletroduto.
	
B2
	
5
	
	
Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto aparente de seção não circular sobre parede.
	
B1
	
6
	
	
Cabo multipolar em eletroduto aparente de seção não circular sobre parede.
	
B2
	
7
	
	Condutores isolados ou cabos unipolares em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria.
	
B1
	
8
	
	
Cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em alvenaria.
	
B2
	
11
	
	Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede ou espaçado desta menos de 0,3 vez o diâmetro do cabo.
	
C
	
11A
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar fixado diretamente no teto.
	
C
	
11B
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar afastado do teto.
	
C
	
12
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja não perfurada perfilado ou prateleira.
	
C
	
13
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar em bandeja perfurada, horizontal ou vertical.
	
E (multipolar)
F (unipolares)
	
14
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar sobre suportes horizontais, eletrocalha aramada ou tela.
	
E (multipolar)
F (unipolares)
	
15
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar afastado(s) da parede mais de 0,3 vez o diâmetro do cabo.
	
E (multipolar)
F (unipolares)
	
16
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar em leito.
	
E (multipolar)
F (unipolares)
	
17
	
	
Cabos unipolares ou cabo multipolar suspenso(s) por cabo de suporte, incorporado ou não.
	
E (multipolar)
F (unipolares)
	
18
	
	
Condutores nus ou isolados sobre isoladores.
	
G
	
21
	
	Cabos unipolares ou cabos multipolares em espaço de construção, sejam eles lançados diretamente sobre a superfície do espaço de construção, sejam instalados em suportes de condutos abertos (bandejas, prateleiras, tela ou
leito), dispostos no espaço de construção.
	
1,5 De ≤ Vsubterrâneos ou 20 ºC para condutores subterrâneos (temperatura do solo). Esses casos não requerem correção, pois o fator de correção seria igual a 1.
Para situações com temperatura do ambiente diferente das ideais, supracitadas, recorremos à Tabela 40 da NBR 5410, aqui representada pelo Quadro 3, que relaciona os fatores de correção com as temperaturas do ambiente e o tipo de isolação.
Quadro 3 – Fatores de correção de acordo com a temperatura do ambiente e local da instalação
Instalação não subterrânea	Instalação subterrânea
Temperatura (ºC)
Tipo de isolação
PVC
HEPR ou XLPE
10
1,22
1,15
15
1,17
1,12
Temperatura (ºC)
Tipo de isolação
PVC
HEPR ou XLPE
10
1,10
1,07
15
1,05
1,04
	20
	1,12
	1,08
	
	20
	1,00
	1,00
	25
	1,06
	1,04
	
	25
	0,95
	0,96
	30
	1,00
	1,00
	
	30
	0,89
	0,93
	35
	0,94
	0,96
	
	35
	0,84
	0,89
	40
	0,87
	0,91
	
	40
	0,77
	0,85
	45
	0,79
	0,87
	
	45
	0,71
	0,80
	50
	0,71
	0,82
	
	50
	0,63
	0,76
	55
	0,61
	0,76
	
	55
	0,55
	0,71
	60
	0,50
	0,71
	
	60
	0,45
	0,65
	65
	- – -
	0,65
	
	65
	- – -
	0,60
	70
	- – -
	0,58
	
	70
	- – -
	0,53
	75
	- – -
	0,50
	
	75
	- – -
	0,46
	80
	- – -
	0,41
	
	80
	- – -
	0,38
Fonte: Silva, 2020, com base em ABNT, 2004.
3.2 Fator de correção por agrupamento (FCA)
Após a separação das cargas em circuitos, estes receberão os condutores correspondentes. Por motivo de praticidade na execução, custo e organização, é comum que mais de um circuito ocupe o mesmo sistema de suporte, por exemplo um eletroduto.
Nesses casos, o aquecimento dos condutores altera a temperatura do ambiente, interferindo na capacidade de condução. Se houver mais de um circuito que divide o mesmo ambiente, é necessário usar um fator de correção para prevenir que os condutores sejam subdimensionados.
A NBR 5410 adota alguns critérios para elaborar esse fator; um deles é considerar que os condutores estão com 100% de carga e que têm o mesmo material de isolação. Se os circuitos utilizam isolações diferentes, deve-se adotar o limite do condutor com menor temperatura máxima.
A Tabela 42 da NBR 5410 – aqui representada pelo Quadro 4 – apresenta os fatores de correção em função do agrupamento de circuitos ou cabos multipolares para os métodos de referência de A a F (como no Quadro 2).
Quadro 4 – Fatores de correção aplicáveis a circuitos agrupados em função do método de referência
	
Forma de agrupar condutores
	Número de circuitos ou de cabos multipolares
	Método de
referência
	
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9 a 11
	12 a 15
	16 a 19
	≥20
	
	Em feixe: ao ar livre ou sobre
superfície;	embutidos;	em conduto fechado.
	
1
	
0,8
	
0,7
	
0,65
	
0,6
	
0,57
	
0,54
	
0,52
	
0,5
	
0,45
	
0,41
	
0,38
	
A a F
	Camada única sobre parede, piso, ou em bandeja não
perfurada ou prateleira.
	
1
	
0,85
	
0,79
	
0,75
	
0,73
	
0,72
	
0,72
	
0,71
	
0,70
	
C
	Camada única no teto.
	0,95
	0,81
	0,72
	0,68
	0,66
	0,64
	0,63
	0,62
	0,61
	
	Camada única em bandeja
perfurada.
	1
	0,88
	0,82
	0,77
	0,75
	0,73
	0,73
	0,72
	0,72
	
E e F
	Camada única sobre leito,
suporte etc.
	1
	0,87
	0,82
	0,8
	0,8
	0,79
	0,79
	0,78
	0,78
	
Fonte: Silva, 2020, com base em ABNT, 2004.
Esses dados atendem à maioria das situações de instalações prediais, mas, além desta, a norma ainda fornece outras três tabelas para casos de agrupamento de circuitos em instalações subterrâneas ou nas formas de instalar relativas ao método de referência C.
Em situações genéricas, em que não se aplicam ou não se tem acesso às tabelas, podemos aplicar a seguinte expressão:
	1
𝐹𝐶𝐴 =
√𝑛
	(1)
Sendo:
· 𝐹𝐶𝐴 – fator de correção por agrupamento;
· 𝑛 – número de circuitos ou de cabos multipolares.
3.3 Fator de correção devido à resistividade térmica do solo (FCR)
O solo facilita a troca de calor com os objetos nele inseridos. Esse é um dos motivos que favorecem o uso de instalações subterrâneas, especialmente no dimensionamento de condutores para grandes cargas.
A resistividade térmica do solo pode variar em função da sua umidade, mas a IEC 60364-5-52 recomenda o valor de 2,5 km/W como referência se não soubermos o tipo de solo ou a localização geográfica.
Sendo assim, a NBR 5410 fornece uma tabela com valores para corrigir a corrente, devido à troca de calor com o solo, nas instalações subterrâneas.
Quadro 5 – Fatores de correção para circuitos subterrâneos
	Resistividade térmica do solo (km/W)
	1
	1,5
	2
	2,5
	3
	Fator de correção
	1,18
	1,1
	1,05
	1
	0,96
	Observações:
1 – Os fatores de correção são aplicáveis a cabos instalados no interior de eletrodutos enterrados a uma profundidade de até 0,8 m.
2 – Os fatores de correção para cabos diretamente enterrados podem ser maiores, devido à maior troca de calor. Nesses casos, podemos utilizar os métodos indicados pela NBR 11301.
Fonte: Silva, 2020, com base em ABNT, 2004.
3.4 Corrente corrigida (𝐼′ )𝐵
Feitas todas as considerações que podem influenciar a capacidade de corrente de um condutor, devido às características relativas à temperatura, podemos recalcular a corrente de projeto usando os fatores de correção.
Chamamos essa nova corrente de corrente corrigida, que pode ser calculada por:
	𝐼′ = 	𝐼𝐵	
𝐵	𝐹𝐶𝑇 ∙ 𝐹𝐶𝐴 ∙ 𝐹𝐶𝑅
	(2)
Sendo:
· 𝐼′ – corrente corrigida;𝐵
· 𝐼𝐵 – corrente de projeto, anteriormente calculada;
· 𝐹𝐶𝑇, 𝐹𝐶𝐴 𝑒 𝐹𝐶𝑅 – fatores de correção aplicáveis em cada caso. Para os casos ideais, ou se um ou mais fatores de correção não se aplicarem, considere igual a 1.
TEMA 4 – CAPACIDADE DE CONDUÇÃO
A capacidade de condução de corrente elétrica de um fio ou cabo – também chamada de ampacidade – faz referência à capacidade em ampères. Cumprindo os passos anteriores, chegamos a uma etapa do projeto que nos permite adotar os condutores para um circuito em função da corrente que circulará por ele e também pelas condições do ambiente.
Como ponto de partida para escolher um condutor, devemos definir a área de seção transversal que será capaz de comportar a corrente corrigida do circuito. Para isso, recorremos às Tabelas 36 a 39, fornecidas pela NBR 5410, que listam as capacidades de condução de corrente em função do material e da área de seção transversal do condutor. Além disso, deve-se observar o número de condutores carregados e o método de referência da instalação.
São quatro tabelas no total, que relacionam o tipo de material do condutor – cobre ou alumínio – e o tipo de material da isolação, PVC, HEPR ou XLPE. Por se tratar da maioria das aplicações em instalações prediais, utilizaremos
somente parte da Tabela 36 da NBR 5410, e o Quadro 6, a seguir, apresenta os valores dessa tabela de acordo com os seguintes critérios:
· Material do condutor: cobre;
· Material da isolação: PVC;
· Temperatura máxima no condutor: 70 ºC;
· Temperatura de referência para o ambiente: 30 ºC (ar) ou 20 ºC (solo).
Quadro 6 – Valores de capacidade de corrente, de acordo com a área de seção transversal, para um condutor de cobre com isolação em PVC
Método de referência para o modo de instalar
	Seção nomin al
(mm2)
	A1
	A2
	B1
	B2
	C
	D
	
	Número de condutores carregados
	
	2
	3
	2
	3
	2
	3
	2
	3
	2
	3
	2
	3
	0,5
	7
	7
	7
	7
	9
	8
	9
	8
	10
	9
	12
	10
	0,75
	9
	9
	9
	9
	11
	10
	11
	10
	13
	11
	15
	12
	1
	11
	10
	11
	10
	14
	12
	13
	12
	15
	14
	18
	15
	1,5
	14,5
	13,5
	14
	13
	17,5
	15,5
	16,5
	15
	19,5
	17,5
	22
	18
	2,5
	19,5
	18
	18,5
	17,5
	24
	21
	23
	20
	27
	24
	29
	24
	4
	26
	24
	25
	23
	32
	28
	30
	27
	36
	32
	38
	31
	6
	34
	31
	32
	29
	41
	36
	38
	34
	46
	41
	47
	39
	10
	46
	42
	43
	39
	57
	50
	52
	46
	63
	57
	63
	52
	16
	61
	56
	57
	52
	76
	68
	69
	62
	85
	76
	81
	67
	25
	80
	73
	75
	68
	101
	89
	90
	80
	112
	96
	104
	86
	35
	99
	89
	92
	83
	125
	110
	111
	99
	138
	119
	125
	103
	50
	119
	108
	110
	99
	151
	134
	133
	118
	168
	144
	148
	122
	70
	151
	136
	139
	125
	192
	171
	168
	149
	213
	184
	183
	151
	95
	182
	164
	167
	150
	232
	207
	201
	179
	258
	223
	216
	179
	120
	210
	188
	192
	172
	269
	239
	232
	206
	299
	259
	246
	203
	150
	240
	216
	219
	196
	309
	275
	265
	236
	344
	299
	278
	230
	185
	273
	245
	248
	223353
	314
	300
	268
	392
	341
	312
	258
	240
	321
	286
	291
	261
	415
	370
	351
	313
	461
	403
	361
	297
	300
	367
	328
	334
	298
	477
	426
	401
	358
	530
	464
	408
	336
	400
	438
	390
	398
	355
	571
	510
	477
	425
	634
	557
	478
	394
	500
	502
	447
	456
	406
	656
	587
	545
	486
	729
	642
	540
	445
	630
	578
	514
	526
	467
	758
	678
	626
	559
	843
	743
	614
	506
	800
	669
	593
	609
	540
	881
	788
	723
	645
	978
	865
	700
	577
	1000
	767
	679
	698
	618
	1012
	906
	827
	738
	1125
	996
	792
	652
Fonte: Silva, 2020, com base em ABNT, 2004.
De posse da corrente corrigida, calculada usando os fatores já vistos, buscamos um valor de seção no Quadro 6 que tenha um valor de capacidade de condução imediatamente maior ou igual.
Esse critério de dimensionamento de condutores é chamado de critério da capacidade de condução, no qual:
	𝐼𝑍𝑍 ≥ 𝐼′
𝐵
	(3)
Sendo:
· 𝐼𝑍𝑍 – capacidade de condução, em ampères, do condutor adotado.
4.1 Exemplo de projeto
Para exemplificar uma situação de projeto, vamos considerar uma instalação residencial que será feita em Cuiabá (MT), onde a temperatura atinge com frequência a marca dos 40 ºC. Os condutores dos circuitos a seguir têm isolação em PVC e serão instalados em eletroduto de seção circular embutido na parede de alvenaria (método de referência B1), e a temperatura interna adotada para o dimensionamento será de 35 ºC.
1. Circuito monofásico a dois condutores para iluminação em 127 V;
2. Circuito monofásico a dois condutores para tomadas de uso geral em 127 V;
3. Circuito bifásico a dois condutores, para chuveiro em 220 V, com potência de 7500 VA.
Determine a seção dos condutores que serão usados no circuito do chuveiro utilizando o critério da capacidade de condução.
4.2 Solução
Primeiramente, vamos calcular a corrente de projeto do chuveiro e depois aplicar as correções cabíveis. Inicialmente, a corrente de projeto será:
𝑆
𝐼𝐵 = 𝑉 → 𝐼𝐵 =
7500
= 34,09 𝐴.
220
Como a temperatura do local onde ficarão os condutores é de 35 ºC, precisamos adotar o fator de correção FCT = 0,94, correspondente a cabos isolados em PVC, conforme o Quadro 3.
Agora podemos ilustrar a situação do projeto utilizando o diagrama unifilar da instalação.
Figura 7 – Diagrama unifilar
Fonte: Eduardo da Silva.
Observe que o eletroduto que percorre o trecho entre o quadro de distribuição de circuitos (QDC) e o ponto de conexão do chuveiro é compartilhado com os outros dois circuitos. Com base no Quadro 4, adotamos a correção FCA = 0,7.
Como os circuitos não são subterrâneos, não requerem o uso da correção FCR, portanto a corrente corrigida para dimensionar os condutores do chuveiro será dada por:
𝐼′ = 	𝐼𝐵	 → 𝐼′ =	34,09	= 51,8 𝐴
𝐵	𝐹𝐶𝑇 ∙ 𝐹𝐶𝐴	𝐵	0,94 ∙ 0,70
Usando esse exemplo, fica claro como pode ser significativa a temperatura nas instalações. Note que, apesar de a corrente nominal do chuveiro ser 34,09 A, devemos adotar condutores que comportem a corrente fictícia de 51,8 A para compensar a redução na sua capacidade de condução.
No Quadro 6, adotamos a coluna do método de referência B1 (conforme o enunciado) e, por se tratar de um circuito bifásico a dois condutores, utilizamos a coluna de dois condutores carregados. Por fim, aplicamos o critério da capacidade de condução e buscamos um valor de seção que comporte a corrente corrigida de 51,8 A, que nesse caso seria um condutor de 10 mm2.
Compreendeu? Simule outra situação qualquer e repita esse procedimento para melhorar a fixação.
TEMA 5 – MÁXIMA QUEDA DE TENSÃO E SEÇÃO MÍNIMA
Apesar de tudo que vimos até aqui, o critério da capacidade de condução ainda não resulta no condutor definitivo para instalar um circuito. Existem outros dois critérios a verificar após adotarmos uma seção inicial, chamados de critério da máxima queda de tensão e critério da seção mínima.
A NBR 5410 exige que o condutor adotado atenda aos três critérios simultaneamente.
5.1 Critério da máxima queda de tensão
A maioria dos equipamentos eletrônicos atuais funciona com uma fonte de alimentação interna que converte a tensão alternada da rede elétrica em tensão contínua para o funcionamento dos circuitos internos. Esse tipo de fonte é capaz de manter o equipamento funcionando para uma tensão de entrada entre 90 V e 240 V. Por isso também são chamados de bivolt, ou seja, operam em 127 V ou 220 V sem a necessidade de ajuste manual do usuário.
Infelizmente nem todas as cargas de uma instalação podem ser alimentadas por uma fonte. Alguns equipamentos que funcionam com motores – como aspirador de pó, secador de cabelos ou motores para portão – são muito mais sensíveis à variação da tensão de operação. Uma tensão mais baixa que a nominal nesse tipo de equipamento pode fazer com que não funcione ou tenha mau funcionamento, como redução no torque, por exemplo.
A resistência dos cabos elétricos passa a ser significativa se usarmos cabos longos, provocando uma queda na tensão de alimentação das cargas. A NBR 5410 estipula limites para a queda de tensão nos condutores, de acordo com o ponto de instalação (Figura 8).
Figura 8 – Máxima queda de tensão permitida em cada ponto da instalação
Fonte: Eduardo da Silva.
A norma descreve os valores percentuais em relação à tensão nominal, para a máxima queda de tensão permitida, como:
· 7%, calculados com base nos terminais secundários do transformador MT/BT, no caso de transformador particular;
· 7%, calculados com base nos terminais secundários do transformador MT/BT da concessionária de energia se o ponto de entrega for aí localizado;
· 5%, calculados com base no ponto de entrega se o ponto de entrega for em tensão secundária de distribuição;
· 7%, calculados com base nos terminais de saída do gerador, no caso de grupo gerador próprio;
· Em nenhum caso a queda de tensão nos circuitos terminais pode ser superior a 4%.
O projetista terá a liberdade de utilizar os limites, distribuindo os valores percentuais em cada trecho da forma que lhe for conveniente, mas nunca extrapolando os limites totais. Em função das exigências da norma, é necessário saber se o condutor, antes projetado pelo critério da capacidade de condução, também é adequado para o que chamamos de critério da máxima queda de tensão.
Conhecendo as informações da carga e do circuito, podemos adotar um condutor cuja seção provoque uma queda de tensão dentro dos limites aceitáveis. Para isso, devemos considerar a resistência intrínseca dos condutores que alimentam uma carga, simbolizados aqui por 𝑅𝑙, como mostra a Figura 9.
Figura 9 – Representação das resistências e da queda de tensão nos condutores elétricos
Fonte: Eduardo da Silva.
Podemos calcular a resistência dos condutores assim:
𝑅2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑃
=
𝑆𝜙
(4)
Sendo:
· 𝑅 – resistência total dos dois condutores que alimentam a carga, em ohms;
· 𝜌 – resistividade do material; para o cobre, o valor típico é 1/58, em Ω ∙
𝑚𝑚2/𝑚;
· 𝑃 – distância da fonte até a carga, em metros;
· 𝑆𝜙 – área de seção transversal do condutor, em mm2.
Como a norma especifica um valor percentual para a queda de tensão, que é relativa à tensão nominal do circuito, podemos escrever essa relação assim:
	∆𝑉
∆𝑉% =
𝑉𝑛
	(5)
Na expressão, ∆𝑉 corresponde à tensão total aplicada aos condutores que alimentam a carga, enquanto 𝑉𝑛 é a tensão nominal de alimentação. Como sabemos, a tensão pode ser expressa pelo produto entre uma resistência e a corrente que a percorre. Como representamos a resistência dos condutores por
𝑅𝑙, e a corrente que percorre o circuito é a corrente de projeto, podemos reescrever a Equação 5 assim:
	∆𝑉	𝑅𝑙 ∙ 𝐼𝐵
∆𝑉% =	→ ∆𝑉% =
𝑉𝑛	𝑉𝑛
	(6)
Substituindo a Equação 4 na 6, e isolando 𝑆𝜙, temos:
	2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑃 ∙ 𝐼𝐵
𝑆𝜙 = ∆𝑉% ∙ 𝑉	∙ 100.
𝑛
	(7)
Para circuitos independentes, nos quais a carga é alimentada de forma exclusiva – como na Figura 9 –, podemos utilizar a Equação 6 para nos fornecer o valor da seção do condutor que atenda ao critério da máxima queda de tensão.
5.2 Exemplo de projeto
Adote o mesmo circuito de chuveiro que vimos no exemplo anterior, quando usamos o critérioda capacidade de corrente, e considere que serão necessários condutores de 30 metros de comprimento para interligar o chuveiro ao quadro de distribuição.
Determine a seção mínima necessária dos condutores para atender ao critério da máxima queda de tensão.
5.3 Solução
Inicialmente, vamos levantar os dados necessários:
· Resistividade do cobre → 𝜌 = 1 Ω∙mm2;
58	𝑚
· Comprimento do condutor → 𝑃 = 30 𝑚;
· Corrente de projeto → 𝐼 = 𝑆 = 7500 = 34,09 𝐴;
𝐵	𝑉
220
· Percentual da queda de tensão máxima admissível → ∆𝑉% = 4;
· Por ser um circuito que sai individualmente do quadro de distribuição até a carga, podemos chamá-lo de circuito terminal, cujo percentual máximo admitido é 4%.
Agora, basta aplicar os valores na Equação 7. Assim, temos:
 1 
𝑆 = 2 ∙ 𝜌 ∙ 𝑃 ∙ 𝐼𝐵 ∙ 100 → 𝑆	= 2 ∙ 58		∙ 30 ∙ 34,09 ∙ 100 = 𝟒𝟒, 𝟎𝟎 𝑚𝑚𝟐𝟐.
𝜙	∆𝑉% ∙ 𝑉𝑛
𝜙	4 ∙ 220
Nesse caso, sabemos que há um condutor para essa medida; se não houver, adotamos o valor comercial de seção imediatamente acima.
Observe que o dimensionamento pelo critério da capacidade de corrente resultou numa seção de 10 mm2, enquanto, pelo critério da máxima queda de tensão, 4 mm2. A norma determina que sejam atendidos ambos os critérios, simultaneamente. Portanto, devemos adotar a maior seção resultante das duas técnicas.
Para circuitos trifásicos, devemos considerar a seguinte expressão:
	√3 ∙ 𝜌 ∙ 𝑃 ∙ 𝐼𝐵
𝑆3𝜙 = ∆𝑉% ∙ 𝑉	∙ 100.
𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎
	(8)
Sendo:
· 𝑆3𝜙 – área de seção do condutor para um circuito trifásico, em mm2;
· 𝑉𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 – tensão de linha do circuito.
Em algumas situações, pode haver mais de uma carga que compartilhe o mesmo circuito, de forma distribuída ao longo do comprimento do condutor, como mostra a Figura 10. Nesse caso, devemos adotar o circuito mais longo e com a maior potência atribuída (pior caso) para calcular o somatório das quedas de tensão em cada trecho, considerando a corrente e o comprimento das linhas de cada carga.
Figura 3 – Representação de mais de uma carga distribuída no mesmo circuito
Fonte: Eduardo da Silva.
Adaptando a Equação 7, podemos calcular a seção dos condutores
assim:
	2 ∙ 𝜌 ∙ (𝑃1 ∙ 𝐼𝐵1 + 𝑃2 ∙ 𝐼𝐵2 + … + 𝑃𝑛 ∙ 𝐼𝐵𝑛)
𝑆𝜙 =	∆𝑉% ∙ 𝑉	∙ 100.
𝑛
	(9)
Note que a corrente de projeto 𝐼𝐵1 corresponde à corrente total do circuito, enquanto 𝐼𝐵2 é calculada para a soma da carga 2 com as que vêm depois, e assim por diante.
A Figura 11 apresenta o diagrama de um circuito monofásico, em 127 V, com sete cargas de iluminação resistivas no total. Para calcular a queda de tensão, utilizamos o caminho mais longo para prever o pior caso.
Figura 4 – Exemplo de circuito com várias cargas distribuídas
Fonte: Eduardo da Silva.
Antes de calcular a seção do condutor, precisamos encontrar os valores das correntes em cada trecho, representados a seguir.
Quadro 7 – Valores das correntes de cada trecho
	Trecho
	Potência (VA)
	Corrente de projeto – 𝐼𝐵 (A)
	QDC – A
	100 + 140 + 280 + 200 + 360 = 1080
	1080
𝐼𝐵1 = 127 = 8,5
	A – B
	140 + 280 + 200 + 360 = 980
	980
𝐼𝐵2 = 127 = 7,72
	B – C
	280 + 200 + 360 = 840
	840
𝐼𝐵3 = 127 = 6,61
	C – D
	200 + 360 = 560
	560
𝐼𝐵4 = 127 = 4,41
	D – E
	360
	1080
𝐼𝐵5 = 127 = 2,83
Fonte: Eduardo da Silva.
De posse das correntes de projeto em cada trecho, basta aplicar a Equação 9. Assim, temos:
2 ∙ 1 ∙ (8 ∙ 8,5 + 10 ∙ 7,72 + 5 ∙ 6,61 + 6 ∙ 4,41 + 4 ∙ 2,83)
𝑆𝜙 = 	58	 ∙ 100 4 ∙ 127
𝑆𝜙 = 1,47 𝑚𝑚2 → 1, 𝟓𝟓 𝑚𝑚𝟐𝟐.
5.4 Critério da seção mínima
O terceiro e último critério que adotamos para nos certificar de que o condutor adotado está corretamente dimensionado se chama critério da seção mínima. Como o próprio nome diz, esse critério impõe um valor mínimo para a seção dos condutores de um circuito, em função da sua aplicação.
A NBR 5410 determina na Tabela 47 – aqui representada no Quadro 8 – os valores e critérios para essa seção.
Quadro 8 – Seção mínima dos condutores1
	Tipo da linha
	Utilização do circuito
	Seção mínima
mm2 – material
	
Instalações	fixas em geral
	
Fios ou cabos isolados
	Circuitos de iluminação
	1,5 – Cu
16 – Al
	
	
	Circuitos de força2
	2,5 – Cu
16 – Al
	
	
	Circuitos de sinalização e circuitos de controle
	0,5 – Cu3
	
	
Condutores nus
	Circuitos de força
	10 – Cu
16 – Al
	
	
	Circuitos de sinalização e circuitos de controle
	4 – Cu
	
Linhas flexíveis com cabos isolados
	Para um equipamento específico
	Especificado	pela
norma do equipamento
	
	Para qualquer outra aplicação
	0,75 – Cu4
	
	Circuitos de extrabaixa tensão para aplicações
especiais
	0,75 – Cu
	Observações:
1 Seções mínimas ditadas por razões mecânicas.
2 Os circuitos de tomadas de corrente são considerados circuitos de força.
3 Em circuitos de sinalização e controle destinados a equipamentos eletrônicos, admite-se uma seção mínima de 0,1 mm2.
4 Em cabos multipolares flexíveis com sete ou mais veias, admite-se uma seção mínima de 0,1 mm2.
Fonte: ABNT, 2004.
Desse modo, após dimensionar os condutores pelo critério da capacidade de corrente e também pelo critério da máxima queda de tensão, se a seção resultante for menor que a seção mínima indicada no Quadro 8, o valor adotado deverá ser a seção mínima.
A maioria das instalações prediais se enquadra nas duas primeiras linhas do Quadro 8, por isso é muito comum ouvir que devemos usar condutores de 1,5 mm2 para circuitos de iluminação, e de 2,5 mm2 para as tomadas. Mas isso não é bem verdade; é necessário fazer todo o estudo de dimensionamento dos condutores desses circuitos para, ao final da análise, aplicar o critério da seção mínima.
5.5 Condutor de neutro e de proteção
Após toda a análise para dimensionar os condutores, adotamos alguns critérios com base na NBR 5410 para determinar a seção dos condutores de neutro e de proteção (aterramento).
5.5.1 Neutro
O condutor de neutro não pode ser compartilhado entre os circuitos da instalação. Para cada circuito que sai do quadro de distribuição, que utiliza o condutor de neutro, esse condutor deve sair diretamente do barramento do quadro para alimentar as cargas ligadas a ele. Quanto à seção, em circuitos monofásicos, a corrente percorrida pelo de neutro é a mesma da fase, por isso deve ser utilizada sempre a mesma seção do condutor de fase, previamente dimensionada.
Em circuitos trifásicos, a NBR 5410 admite a seção do condutor de neutro menor que a do condutor de fase, presumindo um circuito equilibrado e com baixo conteúdo harmônico. Ainda assim, só será permitida uma seção menor, para circuitos que tenham condutor de fase com seção acima de 25 mm2, como mostra o Quadro 9.
Quadro 9 – Seção reduzida do condutor de neutro para circuitos trifásicos
	Seção dos condutores
de fase (mm2)
	Seção	reduzida	do
condutor de neutro (mm2)
	𝑆3𝜙 ≤ 25
	𝑆3𝜙
	35
	25
	50
	25
	70
	35
	95
	50
	120
	70
	150
	70
	185
	95
	240
	120
	300
	150
	400
	185
Fonte: ABNT, 2004.
5.5.2 Proteção
O condutor de proteção interliga os eletrodos de aterramento e liga os pontos de tomadas e iluminação (terra). Durante a operação normal da rede elétrica, esse condutor não é percorrido por corrente. Sua principal função é auxiliar na proteção contra surtos de tensão que possam ocorrer externamente à instalação, como descargas atmosféricas.
Diferente do neutro, esse condutor pode ser comum a mais circuitos, e sua instalação é obrigatória em todos os pontos de tomada e em pontos de iluminação em ambientes com piso molhado, como lavanderias. Apesar de haver uma metodologia para dimensionar esses condutores, a NBR 5410 fornece valores para a seção mínima, com base no condutor de fase, conforme o Quadro 10.
Quadro 10 – Seção mínima do condutor de proteção
	Seção	dos
condutores de fase (mm2)
	Seção mínima do condutor de proteção correspondente
(mm2)
	𝑆𝜙 ≤ 16
	𝑆𝜙
	16 ≤ 𝑆𝜙 ≤ 35
	16
	𝑆𝜙 > 35
	𝑆𝜙
2
Fonte: ABNT, 2004.
FINALIZANDO
Chegamos ao fim de mais uma aula, e esta não foi uma aula qualquer. Um projeto de instalações elétricas é composto por critérios muito importantes, principalmente porque temos a vida dos usuários em jogo.Vimos dados estatísticos alarmantes no início da aula, que precisamos, como profissionais da área, ajudar a sanar. Um engenheiro eletricista não pode ter preguiça de testar todas as possibilidades antes de realizar um trabalho que pode ser fatal a alguém.
De modo geral, vimos como dimensionar corretamente os condutores de uma instalação, seguindo os três principais critérios exigidos pela norma. Anteriormente sugerimos que você fizesse um levantamento da instalação da sua residência. Agora, como exercício, utilize os dados coletados e verifique se os condutores dos circuitos estão de acordo com a NBR 5410. Não esqueça de registrar tudo na sua planilha.
Futuramente veremos como funcionam e como projetar os dispositivos de proteção, como disjuntores e outros. Está seguro sobre esse assunto? Então vamos em frente.
Até a próxima aula e bons estudos!
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.
ABRACOPEL – Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade. Anuário estatístico Abracopel: acidentes de origem elétrica 2019 – ano base 2018. São Paulo: Abracopel, 2019.
CREDER, H. Instalações elétricas. Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa. 16. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
GEBRAN, A. P.; RIZZATO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. Porto Alegre: Bookman, 2017.
KANASHIRO, N. M.; NERY, N. Instalações elétricas industriais. 2. ed. São Paulo: Érica, 2014.
LIMA FILHO, D. L. Projetos de instalações elétricas prediais. 12. ed. São Paulo: Érica, 2011.
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