INSTALAÇÕES 2

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INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS CARGA INSTALADA E SUAS CARACTERÍSTICAS Autor(a): Esp. Leonardo Tocio Mantovani Seki Revisor: Raphael Souza Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 10 minutos.Introdução Olá, caro(a) estudante! É com prazer que lhe apresentamos este material, que ajudará a fazer a distribuição de pontos elétricos para iluminação e tomadas dentro de uma edificação, conhecendo a norma e suas particularidades, tanto para a locação de pontos como a potência de cada ponto. Veremos, também, os motores elétricos, analisando uma característica sua que tem impacto direto no dimensionamento de cabos: a corrente de partida. Finalizaremos nossos estudos conhecendo a carga instalada e a potência de demanda. Vendo que, não necessariamente, todas as cargas de uma edificação estarão em pleno funcionamento simultâneo, com isso podemos fazer um cálculo da demanda da edificação. Bons estudos!Iluminação A iluminação já foi responsável por utilizar cerca de 17% do consumo da energia consumida no país (MAMEDE FILHO, 2017), que mostra grande impacto que os sistemas de iluminação têm para as instalações elétricas. Os sistemas de iluminação, também chamados de projetos luminotécnicos, são uma parte muito importante dentro de um projeto elétrico. Cada atividade dentro de uma edificação, seja ela uma residência, um comércio, uma indústria, independente do segmento, deve atender a certos critérios de iluminação. Esses critérios estãorelacionados com a atividade a ser executada, faixa etária do pessoal que está no setor, coloração das paredes, teto e piso, entre outros. Um bom projeto de iluminação, possui alguns pontos essenciais: iluminação de acesso aos ambientes. Para iluminação, temos uma norma que guia dimensionamento em função do método de lumens. Tal método apresenta variações para a quantidade de iluminação necessária, para cada tipo de atividade. É a NBR/ISO 8995: em Ambientes de Trabalho que nos fornece essas informações. Ao elaborar um projeto elétrico, você deve estudar os detalhes da arquitetura da edificação para que você consiga definir método de fixação das luminárias. Um exemplo disso é um comércio que tem uma instalação elétrica estilo industrial, toda aparente. Para isso, deixaremos mais discreto possível os eletrodutos e os pontos de tomada? Esse questionamento é básico para desenvolvimento do projeto.Já em uma indústria, normalmente com a edificação fabricada em pré-moldados, com grandes vãos, a iluminação pode ser instalada nas eletrocalhas, com tirantes, pois existem máquinas que, dadas as suas dimensões, podem colidir com a iluminação, como pontes rolantes ou alguma outra máquina. Essas particularidades do projeto devem ser estudadas previamente. Para você conhecer cada conceito quando falamos sobre iluminação, vamos entender os conceitos essenciais, de uma maneira sucinta.Fonte: rottenman / 123RF. A luz, segundo Mamede Filho (2017), é uma fonte de radiação que emite ondas eletromagnéticas em diferentes comprimentos; apenas algumas ondas de comprimento definido são visíveis ao olho humano.Segundo a NBR 5413, "A é limite da razão do fluxo luminoso recebido pela superfície em torno de um ponto considerado, para a área da superfície, quando esta tende a zero" (ABNT, 1991, p. 3). A iluminância é conhecida, também, como nível de iluminação. Expressa em lux, corresponde ao fluxo luminoso incidente em uma determinada superfície por unidade de área. Uma superfície plana, de 1 m², é perpendicularmente iluminada por uma fonte de luz, de 1 lúmen, vai apresentar uma iluminância de 1 lux: em que: F - fluxo luminoso, em lumens; S - área da superfície iluminada, em m². Geralmente, fluxo luminoso não é uniforme. Em função disso, utilizamos fluxo luminoso médio.fluxo luminoso é a potência de radiação emitida por uma fonte luminosa em todas as direções do espaço. Sua quantificação é dada em lúmen, que equivale à quantidade de luz irradiada por uma abertura de 1 m², no plano da superfície de uma esfera de 1 m de raio, por uma fonte luminosa de intensidade equivalente 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 lumens, ou seja, 4 lumens para R = 1 m. Mamede Filho (2017, p. 58) diz 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". A eficiência luminosa é vínculo entre fluxo luminoso gerado por uma fonte luminosa e a potência elétrica (W) consumida por ela. Essa eficiência é dada por: n = Pc (lumens/W) em que: fluxo luminoso emitido, em lumens; Pc potência consumida, em W. Cada equipamento de iluminação tem uma eficiência específica, como lâmpadas incandescentes, fluorescentes, led, halogênios, entre outras.A intensidade luminosa pode ser definida como limite do vínculo entre fluxo luminoso em um ângulo sólido, em torno de uma certa direção, e valor desse ângulo sólido, quando esse ângulo tende a zero, ou seja, a potência de radiação visível que uma fonte de luz emite em uma orientação especificada, quantificada em candela (cd). A luminância é a relação entre a intensidade luminosa com a qual irradia, em uma orientação definida (específica), uma superfície simples, contendo um ponto dado e a área aparente desta superfície para uma direção especificada, quando esta área tende para zero, quantificado em candela por metro quadrado (cd/m²). A luminância é compreendida como a medida da sensação de claridade avaliada pelo cérebro. Ela pode ser determinada pela equação: L = (cd/m²) em que: S - Superfície iluminada; α ângulo entre a superfície iluminada e a vertical, que é ortogonal à direção do fluxo luminoso; I - intensidade luminosa.fluxo luminoso, a intensidade luminosa e a iluminância somente são visíveis se forem refletidos em uma superfície, transmitindo a sensação de luz aos olhos. Esse fenômeno é denominado luminância. Você já imaginou que para estudo de um projeto luminotécnico você precisaria de todas essas informações? Difícil pensar que estudo da iluminação apresenta tantas variáveis. Mas fique tranquilo! A não ser que você siga para lado de laudos de segurança no trabalho, projetos de prevenção e combate a incêndio, ou para projetos de iluminação pública, você não vai precisar ter contato direto com todas essas informações. Para encontrar essas informações do equipamento escolhido, procure o catálogo do fabricante. Não é comum se interessar por catálogo de lâmpadas, mas é bem interessante verificá-los e conhecer melhor os equipamentos disponíveis no mercado. Vejamos um pouco mais sobre outros tipos de projetos que contemplam assunto iluminação, como os projetos de iluminação pública e de proteção e combate a incêndio. Para os projetos de iluminação pública, você deve voltar seus estudos para algumas normas específicas, como a NBR 5101: Pública - Procedimento, pois nela está toda a base necessária para cálculo de iluminação necessária. Existem variações para dimensionamento, segundo vários aspectos, como intensidade de tráfego de veículos motorizados, de pedestres, tipo de via, por exemplo. Um detalhe muito importante, aoabordar a NBR 5101, é que ela foi atualizada em 2018, logo a versão de 2012 está cancelada. Além dela, cadernos técnicos de concessionárias de energia elétrica, do local onde será realizado projeto, são bons guias também. Em obras comerciais, industriais, ou edificações para uso coletivo (como prédios), é exigido o uso de iluminação de emergência também. Esse é um ponto associado ao Projeto de Prevenção Contra Incêndio, também conhecido como PPCI. Nesses tipos de empreendimento, projeto de PPCI é necessário para que a prefeitura do município libere alvará de funcionamento. Se não for elaborar esse projeto (que está associado a uma especialização), você vai trabalhar em conjunto com uma equipe de outros profissionais para que empreendimento 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 de Emergência e a NPT 18: 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 precisará utilizar as duas. Segue alguns tópicos importantes quanto ao tipo de alimentação e posicionamento para esse circuito de iluminação específico: A distância máxima entre dois pontos de iluminação de emergência não deve ultrapassar 15 metros e entre ponto de iluminação e a parede 7,5 metros. Outro distanciamento entre pontos pode ser adotado, desde que atenda aos parâmetros da NBR10898; 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 emergência 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 alimentação 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. Esta tomada deve ser acessível, protegida adequadamente contra intempéries e devidamente identificada (CORPO DE BOMBEIROS DO PARANÁ, 2014, on-line). Essas exigências não são complexas, pelo ponto de vista de projeto e dimensionamento. No entanto, caso não sejam previstas na fase de projeto, podem gerar gastos não planejados e soluções não agradáveis, do ponto de vista estético, para empreendimento.Pontos de força e de iluminação Agora, vamos conhecer e entender que a NBR 5410 aborda acerca da carga elétrica e da previsão de carga em instalações elétricas de baixa tensão. Iniciando um projeto, devemos ter em mente que a norma estabelece mínimo de pontos e potências que uma instalação deve possuir. Porém, normalmente, um projeto utiliza quantidades superiores para pontos de iluminação e tomadas. A NBR 5410, no item 9.5.2.1.1, diz que todo cômodo deve possuir pelo menos um ponto de iluminação fixa no teto, com comando por interruptor. Já quanto à carga que essa iluminação deve possuir. item 9.5.2.1.2 diz que:Tab 1 Tab 2 a) em cômodos ou dependências com área igual ou inferior a 6 m² deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA; Agora, vamos visualizar de forma prática: em uma cozinha com 21 m², teremos uma divisão de área de 6 m² + 4 m² + 4 m² + 4 m² + 3 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 3 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? Ainda mais pensando que hoje temos lâmpadas de LED de 40 W com uma iluminância considerável. Uma cozinha com essa potência de iluminação estaria muito iluminada. Isso acontece, pois a norma foi escrita em 2004, quando a iluminação era por meio de lâmpadas incandescentes, com potências superiores (o que, não necessariamente, aumenta a iluminação do cômodo). Mas, tendo em vista projeto como um todo, essa carga de iluminação não altera muito a necessidade, visto que hoje temos ambientes muito mais customizados para usuário, com lâmpadas para iluminação geral, sancas com fitas de LED, spots e pendentes. É muito importante notar que a previsão de cargas utiliza a unidade VA (Volt-Ampére), que referencia a potência aparente dos equipamentos (ao contrário da potência ativa dada em Watts).Para número de pontos de tomadas, item 9.5.2.2.1, da NBR 5410, nos diz que deve ser determinado em função da destinação do local e dos equipamentos elétricos 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 previstos 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 dependência 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, 183). Com relação à potência dos pontos de tomadas, esta é função dos equipamentos que esses pontos poderão alimentar. item 9.5.2.2.2 estabelece os seguintes valores mínimos: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 excedentes, considerando-se cada um desses ambientes separadamente. Quando total de tomadas no conjunto desses ambientes for superior a seis pontos, admite-se que critério de atribuição de potências seja de no mínimo 600 VA por ponto de tomada, até dois pontos, e 100 VA por ponto para excedentes, 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 (ABNT, 2004, p. 184). Vamos aplicar para a cozinha, que acabamos de citar, e que tem 5 m X 5 m: Qual número mínimo de tomadas necessário para cada um desses ambientes? Para cozinha, conforme item 9.5.2.2.1, "b", da NBR 5410, deve ser previsto, no mínimo, um ponto de tomada para cada 3,5 m, ou fração, de perímetro. Assim, perímetro é de 5 m + 5 m + 5 m + 5 m = 20 m. Então, teremos 20 m/3,5 m = 5,71 e, consequentemente, dimensionaremos 6 tomadas para a cozinha. Com base nesse exemplo, teremos 3 tomadas de 600 VA e outras duas com 100 VA. Porém não se esqueça de que, quando temos mais de 6 pontos de tomada em cozinhas e áreas análogas, nossa regra se altera, sendo 600 VA apenas nas duas primeiras e 100 VA nos demais pontos.Imagine, agora, um quarto com dimensões de 4 m X 4 m. 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 quarto possui uma área de 16 m². perímetro do quarto é de 4 m + 4 m + 4 m + 4 m = 16m e, consequentemente, número de tomadas necessário será de 16 m / 5 m = 3,2 tomadas. Assim, adotaremos 3 tomadas. Como um segundo exemplo, podemos dimensionar a potência dos pontos de tomada calculados, conforme item 9.5.2.2.2 da norma NBR 5410, sendo que, para a cozinha, como temos 6 tomadas, teríamos 3 com potência de 600 VA e 3 com 100 VA. para quarto, as 3 tomadas teriam uma potência de 100 VA cada. Sobre a potência das tomadas, é essencial saber sua classificação, conforme sua utilização. A norma cita tomadas residenciais e industriais, sendo que, especificamente 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 geralmente terem uma potência consideravelmente superior em relação aos equipamentos utilizados em uma residência. As TUGs suportam corrente de até 10 e as TUEs, correntes acima de 10 A. As tomadas comuns que temos em casa são TUGs. Nelas conectamos equipamentos e eletrodomésticos comuns. Já as TUEs são utilizadas para equipamentos de maior potência, como uma máquina de secar roupas e forno de micro-ondas.Pontos de alimentação elétrica utilizados para aquecimento de água (chuveiro, torneira elétrica) não devem utilizar tomadas. Esses equipamentos devem ser conectados diretamente ao circuito respectivo, assim como indica item 9.5.2.3 da norma NBR 5410. Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) A NBR 5410 - - Instalações Elétricas de Baixa Tensão apresenta critérios para a quantidade e a potência de pontos de iluminação e tomadas em cada ambiente. Segundo a norma, qual a quantidade correta para um dormitório de 10,5 m², sendo cômodo um retângulo de 3,5 m X 3 m, qual é mínimo de potência de iluminação e a quantidade de tomadas mínimas para ele? a) Iluminação de 160 VA e 4 pontos de tomada de 600 VA cada. b) Iluminação de 160 VA e 4 pontos de tomada de 100 VA cada.c) Iluminação de 100 VA e 3 pontos de tomada de 600 VA cada. d) Iluminação de 100 VA e 2 pontos de tomada de 100 VA cada. e) Iluminação 160 VA e 3 pontos de tomada de 100 VA cada. Motores elétricos Agora, vamos estudar motores elétricos. Em instalações elétricas industriais, as grandes cargas ligadas aos sistemas são os motores elétricos. Por isso, vamos falar mais sobre essas máquinas, responsáveis por fazer a conversão de energia elétrica para energia mecânica, suas característicase dimensionamento de circuitos motores. Mamede Filho (2017, 330) diz que "O motor elétrico é uma máquina que transforma energia elétrica em energia mecânica de Dentre as principais características dos motores elétricos, podemos dizer que são seu tipo de alimentação: corrente contínua e corrente alternada. Motores de corrente contínua são ligados por uma fonte de alimentação de corrente contínua. São aplicados nas indústrias, quando se tem a necessidade de manter controle preciso da velocidade em um processo qualquer de fabricação, como na indústria de papel. Já os motores de corrente alternada são utilizados na maioria das aplicações industriais. Há vários tipos de motores elétricos utilizados em instalações industriais. Graças a sua maior aplicação nessa área, principalmente pela sua simplicidade de construção, vida útil longa, custo reduzido de compra e manutenção, vamos focar nos motores elétricos assíncronos de indução. Para conhecimento, temos diversos tipos de motores, conforme a Figura 2.1 apresenta.Motores elétricos Corrente Corrente contínua alternada Excitação Excitação Excitação Excitação Universal Trifásico Linear Monofásico paralela permanente em série independente compound Imãs Histerese permanentes Assíncrono Síncrono Assíncrono Síncrono Rotor Rotor Rotor Imãs Gaiola Gaiola Relutância bobinado bobinado maciço permanentes Repulsão Histerese Polos Polos Relutância Repulsão lisos salientes permanentes na partida © VG Educacional Polos Capacitor Capacitor Capacitor Split-fase sombreados permanente de partida dois valores Figura 2.1: Classificação de motores elétricos Fonte: Mamede Filho (2017, p. 331).#PraCegoVer: fluxograma de classificação de motores elétricos, abrindo para duas vertentes: corrente contínua, corrente alternada. Dentro de corrente contínua temos: excitação paralela; ímã permanente; excitação em série; excitação independente; excitação compound; universal (este está em conjunto com corrente alternada). No outro grupo, corrente alternada, temos: universal (em conjunto com corrente contínua), trifásico, linear, monofásico. Dentro de trifásicos, temos: assíncronos: gaiola e rotor bobinado; síncronos: polos lisos, polos salientes, relutância, ímãs permanentes. Dentro de linear, temos: histerese, ímã permanente. Dentro de monofásico, temos: síncronos: relutância, imãs permanentes; assíncrono: gaiola, rotor bobinado ou rotor maciço. Dentro de gaiola, temos: polos sombreados, capacitor permanente, capacitor de partida, capacitor dois valores, split-fase. Dentro de rotor bobinado, temos: repulsão e repulsão na partida, rotor maciço, histerese. Os motores trifásicos são aqueles alimentados por um sistema trifásico a três fios, em que as tensões estão defasadas de 120° elétricos. Estes representam a grande maioria dos motores empregados nas instalações industriais. Já os motores de indução são constituídos de duas partes básicas: estator e rotor. Agora, vamos nos focar nos motores trifásicos, de gaiola de esquilo, por serem mais comum. infográfico a seguir mostra um.Rotor Motor rotor gaiola de esquilo O rotor em gaiola de esquilo é formado por um núcleo de chapas ferromagnéticas, isoladas entre si, no qual são inseridas barras de alumínio (condutoras) em posições paralelas umas às outras, e estas são unidas nas extremidades por anéis condutores do mesmo material, gerando um curto-circuito nos condutores. Estator O estator do motor é formado por um núcleo ferromagnético laminado também, e, nas cavas deste, são colocados os enrolamentos alimentados pela rede de CA trifásica. Carcaça A carcaça é a estrutura de proteção externa do motor, podendo ser de ferro fundido ou aço. A Fonte: Adaptada de sorapol1150 / 123RF. variação ocorre em função do grau de proteção IP do motor. © VG Educacional #PraCegoVer: infográfico estático, intitulado "Motor rotor gaiola de esquilo", apresenta a fotografia de um motor aberto, para mostrar seus componentes internos, e três caixas de texto, com definições. Aprimeira caixa de texto apresenta subtítulo "rotor" e a definição rotor em gaiola de esquilo é formado por um núcleo de chapas ferromagnéticas, isoladas entre si, no qual são inseridas barras de alumínio (condutoras) em posições paralelas umas às outras, e estas são unidas nas extremidades por anéis condutores do mesmo material, gerando um curto-circuito nos condutores". A segunda caixa de texto apresenta subtítulo "Estator" e a definição estator do motor é formado por um núcleo ferromagnético laminado também e, nas cavas deste, são colocados os enrolamentos alimentados pela rede de CA A terceira caixa de texto apresenta o subtítulo "Carcaça" e a definição "a carcaça é a estrutura de proteção externa do motor, podendo ser de ferro fundido ou de aço. A variação ocorre em função do grau de proteção IP do motor". Dentre as principais características desses motores, podemos citar: rendimento; escorregamento; categoria do conjugado; tempo rotor bloqueado; ventilação; rotação nominal; regime de serviço;fator de serviço; tensão nominal múltipla; número de rotações; grau de proteção; formas construtivas; corrente de partida. A maioria dessas informações é apresentada na placa do motor, porém, de acordo com a linha motor e fabricante, podemos ter variações nas apresentações e nos locais de consulta. Agora, vamos falar mais sobre a corrente de partida, visto que devemos estar atentos, pois ela tem impacto direto no dimensionamento de condutores. No momento em que damos partida no motor, ou seja, acionamos ele, a corrente de partida é mais elevada que a nominal, visto que eixo precisa sair da inércia. Com isso, temos que a corrente do motor pode variar na faixa de seis a oito vezes a corrente nominal do motor. Na placa do motor, temos a informação da relação Ip/In (corrente de partida/corrente nominal), que indica quantas vezes a corrente de partida é maior que a nominal. Um exemplo é um motor de tensão de 220 V, corrente nominal (In) de 8,4 ampères, com uma corrente de partida (Ip/In) de 6,7. A corrente de partida (Ip) será:Ip = (Ip/In). In = 6,7.8,4 = 56, 28A Logo, vemos uma variação considerável na corrente dessas máquinas. No momento de sua partida, a corrente de partida é maior que a nominal, pois essas máquinas precisam vencer a inércia. Em função disso, foram desenvolvidos métodos de acionamentos para reduzir esses impactos, como também dispositivos com eletrônica de potência, que fazem a atenuação e o controle dessas máquinas, durante sua partida, operação e frenagem, como as soft starter e inversores de frequências, que não serão abordados.Fonte: wi6995 / 123RF. Quando vamos fazer dimensionamento de condutores para essas máquinas, devemos levar em consideração a corrente de partida e de outras sobrecorrentes. Com isso, a corrente de projeto (lb), para dimensionamento do condutor do ramal terminal para a alimentação do motor, será igual a: Ib = 1, 25em que: Inm é a corrente nominal do motor, em Porém, alguns outros projetistas não usam esse valor de 1,25 pela corrente nominal, utilizando fator de serviço do motor como multiplicador. Isso resulta na equação: Ib = Fs Inm em que: é fator de serviço do motor. projetista tem critério de escolher qual das duas irá utilizar para dimensionamento do circuito. Não se esquece de que condutor escolhido deve possuir capacidade de corrente superior à corrente de projeto alterada pelos fatores de correção de temperatura e de agrupamento.Potência instalada e potência demanda Agora, vamos estudar a potência instalada e a potência demanda. Até aqui, vimos que a NBR 5410 fala sobre pontos de tomadas e pontos de iluminação. Também conhecemos os motores elétricos, que são as cargas que mais consomem energia de maneira geral no Brasil. Com entendimento da carga que está sendo instalada na edificação, podemos pensar em como escolher disjuntor de proteção para toda a edificação. Mas como fazer a escolha correta?REFLITA Em uma edificação, toda a carga instalada é acionada simultaneamente? Se não, como fazer um dimensionamento mais próximo da realidade de uso dessa edificação para não superdimensionar sua estrutura? Para responder a essas perguntas, devemos conhecer os conceitos de carga instalada e demanda instalada. A NBR 5410 diz que devemos considerar a possibilidade de não simultaneidade de funcionamento das cargas, que, na prática, nos diz que, em funcionamento normal de uma instalação elétrica, é comum notar que nem todos os equipamentos estão ligados ao mesmo tempo. 4.2.1.1.2 Na determinação da potência de alimentação de uma instalação ou de parte de uma instalação devem ser computados equipamentos de utilização a serem alimentados, com suas respectivas potências nominais e, em seguida, consideradas aspossibilidades de não-simultaneidade de funcionamento destes equipamentos, bem como capacidade de reserva para futuras ampliações (ABNT, 2004, p.12). Porém a NBR 5410 não apresenta parâmetros para ajuste de dimensionamento quanto à não simultaneidade, ela apenas cita que deve se considerar. Com isso, as concessionárias de energia elétrica, por meio de análises estatísticas, elaboraram critérios para se chegar na carga de demanda da edificação. É válido ressaltar que não é uma obrigação da concessionária ter uma norma técnica que aborde esse tema, mas é de praxe que ela tenha uma. A Copel, concessionária de fornecimento de energia do Paraná, fornecia a NTC 841001: Projeto de Redes de Distribuição Urbana, que trazia os parâmetros para cálculo de demanda, não somente para uma unidade consumidora mas também para agrupamento de unidades consumidoras, com uma entrada de energia, como um prédio, por exemplo. Porém essa NTC foi arquivada e hoje ela deixa a cargo do projetista fazer esse cálculo. Já a Enel, que está presente nos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Ceará, Goiás, fornece a NTC 04: Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária de Distribuição, que apresenta, no item 13, critério para dimensionamento da demanda. Vamos analisar a seguinte situação. Você está no Paraná e não tem um critério de demanda. Como projetista, você não quer utilizar toda a carga instalada, como a carga de demanda. Nesse caso, você pode utilizar a NTC 04 da Enel para realizar seus cálculos de critérios de demanda.Utilizando a NTC 04 na Enel, para edificações individuais ou para agrupamento, temos duas situações, em que unidades consumidoras seguem requisitos pré-definidos pela concessionária, sendo que unidades consumidoras, de até 25 kW de potência instalada, devem seguir diretamente os tipos de ligação que concessionária indica. Já as demais unidades consumidoras devem calcular valor de demanda provável (D), que será apresentado na sequência. Cada uma das demandas citadas a seguir deve ser calculada com base nas tabelas indicadas: em que: D = demanda total da edificação, em kVA; a = iluminação e tomadas de uso geral (Tabela 2.1); b1 = chuveiros elétricos (Tabela 2.2); b2 = torneiras elétricas (Tabela 2.2); b3 = máquinas de lavar louça (Tabela 2.2); b4 = aquecedores de passagem (Tabela 2.2); b5 = aquecedores de acumulação (Tabela 2.2);b6 = fornos e fogões elétricos (Tabela 4 da NTC 04); b7 = máquinas de secar roupas (Tabela 2.2); b8 = fornos de micro-ondas (Tabela 2.2); c = aparelhos de ar-condicionado, tipo split ou janela (Tabela 2.3); d = demanda de força (motores, bombas e máquinas de solda tipo motor-gerador), calculada aplicando-se os seguintes fatores de demanda: d.1) edifícios residenciais de uso coletivo: para potência do maior aparelho FD = 0,8; para potência dos demais FD = 0,5. d.2) indústrias e outros: adotar fator de demanda compatível com tipo de atividade, determinado conforme o ciclo de funcionamento dos motores; sendo ainda passível de aprovação por parte da Celg D e de inteira responsabilidade do projetista; e = demanda individual das máquinas de solda a transformador, conforme indicado a seguir:100% da potência do maior aparelho; mais 70% da referente ao segundo maior aparelho; acrescido de 40% do terceiro maior aparelho; somado a 30% da referente aos demais aparelhos. Notas: 1) Não deve ser computada, para efeito de dimensionamento, a potência dos aparelhos reserva. 2) Quando se tratar de máquinas de solda a transformador com ligação V.v invertida, a potência deve ser considerada em dobro para cálculo da demanda. 3) As ampliações para as cargas previstas ou prováveis deverão ser consideradas no cálculo da demanda, a ser aplicado no dimensionamento dos condutores e eletrodutos, enquanto a medição e a proteção geral deverão ser redimensionadas na época em que a nova carga entrar em operação. 4) No cálculo da demanda de aparelhos fixos de iluminação, a potência deve ser considerada igual à nominal, levando-se em conta fator de potência e as perdas nos auxiliares. 5) Para a demanda de força, pode-se, alternativamente, utilizar as Tabelas 5 e 6 da NTC 04. Para compreender melhor, temos as seguintes Tabelas 2.1, 2.2 e 2.3.Descrição Carga mínima Fator de demanda (%) Auditório, salões para exposições e semelhantes 15 100 Bancos e semelhantes 50 100 Barbearias, salões de beleza e semelhantes 30 100 Clubes e semelhantes 30 100 100 para os primeiros 12 kW; Escolas e semelhantes 30 50 para que exceder 12 kW 100 para os primeiros 20 kW; Escritórios 50 70 para que exceder 20 kW Garagens e semelhantes 5 86 70 para primeiros 20 kW; Hospitais e semelhantes 20 40 para que exceder 20 kW 50 para os primeiros 20 kW 40 para Hotéis e semelhantes 20 que exceder 20 kW Igrejas e semelhantes 15 100 Lojas e semelhantes 40 100 Restaurantes e semelhantes 20 100 Residências 30 86 75 66 3 59 5240Notas 1) Instalações em que, por sua natureza, a carga seja utilizada simultaneamente deverão ser consideradas com fator de demanda 100%. 2) A previsão de cargas de iluminação e tomadas deve atender às prescrições da NBR 5410. 3) Não estão considerados, nessa tabela, os letreiros luminosos e a iluminação de vitrines. * Potência em kW.Tipo Torneira elétrica, Número de Chuveiro elétrico máquina de lavar Aquecedor de Máquina de Forno de Micro- aparelhos (%) louça e aquecedor de acumulação (%) secar roupa (%) ondas (%) passagem (%) 1 100 100 100 100 100 2 68 72 71 95 60 3 56 62 64 90 48 4 48 57 60 85 40 5 43 54 57 80 37 6 39 52 54 70 35 7 36 50 53 62 33 8 33 49 51 50 32 9 31 48 50 54 31 10 a 11 30 46 50 50 30 12 a 15 29 44 50 46 28 16 a 20 28 42 47 40 26 21 a 25 27 40 46 36 26 26 a 35 26 38 45 32 25 36 a 40 26 36 45 26 25 41 a 45 25 35 45 25 24 46 a 55 25 34 45 25 24 56 a 65 24 33 45 25 24Mais de 65 23 32 45 25 23 Tabela 2.2 fatores de demanda para equipamentos de uso residencial Fonte: Celg Distribuição (2022, on-line). #PraCegoVer: na tabela, temos fatores de demanda para equipamentos de uso residencial. Na primeira coluna, número de aparelhos; na segunda coluna, chuveiro elétrico (%); na terceira coluna, torneira elétrica, máquina de lavar louça, aquecedor de passagem (%); na quarta coluna, aquecedor de acumulação (%); na quinta coluna, máquina de secar roupa (%); na sexta coluna; forno de micro-ondas (%). A descrição seguirá conforme número de aparelhos, sendo que cada ";" representa início de uma nova linha. Quanto ao número de aparelhos, temos 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 a 11; 12 a 15; 16 a 20; 21; 25; 26 a 35; 36 a 40; 41 a 45; 46 a 55; 56 a 65; mais de 65. Para chuveiros elétricos: 100; 68; 56; 48; 43; 39; 36; 33; 31; 30; 29; 28; 27; 26; 25; 25; 24; 23. Para torneiras elétricas, máquinas de lavar louça e aquecedores de passagem: 100; 72; 62; 57; 54; 52; 50; 49; 48; 46; 44; 42; 40; 38; 36; 35; 34; 33; 32. Aquecedor de acumulação: 100; 71; 64; 60; 57; 54; 53; 51; 50; 50; 47; 46; 45; 45; 45; 45; 45; 45. Máquina de secar roupa: 100; 95; 90; 85; 80; 70; 62; 50; 54; 50; 46; 40; 36; 32; 26; 25; 25; 25; 25. Forno de micro-ondas (%): 100; 60; 48; 40; 37; 35; 33; 32; 31; 30; 28; 26; 26; 25; 25; 24; 24; 24; 23.Fator de demanda Número de aparelhos Comercial Residencial 1a10 100 100 11 a 20 90 86 21 a 30 82 80 31 a 40 80 78 41 a 50 77 75 51 a 75 75 70 76 a 100 75 65 Tabela 1 Fatores de demanda de aparelhos de 60 Fonte: Celg Distribuição (2022, on-line). #PraCegoVer: na tabela, temos fatores de demanda de aparelhos de ar-condicionado. Na primeira coluna, temos número de aparelhos; na segunda coluna, fator de demanda para uso comercial; na terceira coluna, fator de demanda para uso residencial. O número de aparelhos varia de: 1 a 10; 11 a 20; 21 a 30; 31 a 40; 41 a 50; 41 a 75; 76 a 100; acima de 100. O fator demanda comercial segue: 100; 90; 82; 80; 77; 75; 75; 75, fator de demanda residencial: 100; 86; 80; 78; 75; 70; 65; 60.Notas: 1) Quando se tratar de unidade central de condicionamento de ar, deve-se tomar fator de demanda igual a 100%. 2) A Tabela 2.3 aplica-se a aparelhos de ar-condicionado tipo split ou janela. Para conhecer todas as tabelas e conhecer variações de demanda para unidades consumidoras agrupadas, leia a NTC 04: Fornecimento de Tensão Secundária. Para saber mais, acesse a seguir: https://www.enel.com.br/content/dam/enel-br/one-hub-brasil-Com isso, finalizamos nossos estudos sobre iluminação, tomadas, motores, carga instalada e carga de demanda. Devemos seguir as normas técnicas vigentes durante a elaboração do nosso projeto. Com isso, teremos ao menos a NBR 5410 e as normas técnicas da sua concessionária.Material ComplementarFILME Na trilha da energia Ano: 2013 Comentário: Esta é uma série com cinco episódios que fala sobre economia, energia e meio ambiente no Brasil, falando sobre estudos para geração de fontes de energia no país, impactos ambientais, seja em flora e fauna, mapeando por onde temos instalação de usinas. É um real guia sobre a energia elétrica no Brasil. Para conhecer mais sobre filme, acesse trailer disponível em: TRAILERLIVRO Fundamentos de instalações elétricas Autor: Marcia Marcondes Altimari Samed Editora: Intersaberes Capítulos: 4 e 5 Ano: 2017 Comentário: Este livro, nos capítulos 4 e 5, faz uma apresentação clara sobre a base da NBR 5410, passando por componentes da instalação, proteções contra choques elétricos, conceitos de linhas elétricas, serviços de segurança e anexos à norma, além de trabalhar bem os conceitos de planejamento das instalações elétricas. Disponível em: Biblioteca VirtualConclusão Caro(a) estudante, finalizamos nosso estudo e pudemos concluir que cada projeto é único, não somente pelas suas particularidades, mas também pelas variações de pontos de iluminação, pontos de força e cargas que vão estar ligadas nas instalações elétricas. Com isso, devemos trabalhar sempre buscando a melhor solução que atende ao cliente, nem toda edificação utilizará, simultaneamente, toda a carga instalada, mas, em alguns casos, você, projetista, deve alinhar isso com cliente e desenvolver projeto, conforme a necessidade dele. Referências ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5101: Pública -Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2018. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5410: instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5413: iluminância de interiores. Rio de Janeiro: ABNT, 1991. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 10898: Sistemas de de Emergência. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR/ISO 8995: iluminação em ambientes de trabalho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. CELG DISTRIBUIÇÃO. NTC 04: Fornecimento de Energia Elétrica em Tensão Secundária de Distribuição. Disponível em: https://www.eneldistribuicao.com.br/go/documentos/NTC04.pdf. Acesso em: 17 mar. 2022. COPEL - COMPANHIA PARANAENSE DE ENERGIA. NTC 901100: Fornecimento em Tensão Secundária de Distribuição. Disponível em: t%C3%A9cnicas-goi%C3%A1s/normas-t%C3%A9cnicas/NTC04.pdf. Acesso em: 17 mar. 2022.CORPO DE BOMBEIROS DO PARANÁ. NPT 18: Iluminação de Emergência. Disponível em: Acesso em: 30 mar. 2022. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais: de acordo com a norma brasileira NBR 5419:2015. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. NA TRILHA da energia - Trailer. [S. I.: S. n.], 2020. 1 vídeo (2 min.). Publicado pelo canal Azul Filmes. Disponível em: https://youtu.be/N82vNvqGkXo. Acesso em: 30 mar. 2022. SAMED, M.M.A. Fundamentos de instalações elétricas. Curitiba: Intersaberes, 2017.