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Iluminação, aterramento e segurança em instalações elétricas Você vai compreender os conceitos de iluminação, as lâmpadas elétricas e luminárias, a descrição de sistemas de aterramento e os princípios de segurança em instalações elétricas. Profa. Isabela Oliveira Guimarães 1. Itens iniciais Propósito É imprescindível conhecer os principais conceitos envolvidos nos projetos de iluminação (tipos de lâmpadas e luminárias, cálculo luminotécnico) e aterramento em instalações elétricas industriais. Compreender a importância da segurança nas instalações é crucial, especialmente considerando os efeitos da corrente elétrica e seus danos ao corpo humano. Preparação Antes de iniciar este estudo, tenha em mãos papel e caneta para anotações e uma calculadora. Você também pode usar a calculadora do seu computador ou celular. Objetivos Descrever tipos de lâmpadas e luminárias utilizadas na iluminação industrial. Reconhecer os sistemas de aterramento adequados para as instalações elétricas. Descrever os riscos da eletricidade e segurança em instalações elétricas. Reconhecer a NR-10 e a NBR 5410 como as normas norteadoras das instalações elétricas. Introdução Olá! Antes de começarmos, assista ao vídeo e entenda os conceitos de iluminação interna e externa de edificações naturais e artificiais. Conheça também os diferentes tipos de instalações elétricas para os diversos tipos de edificações, e as normas de segurança atreladas à iluminação e às instalações elétricas. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. • • • • Lâmpada acesa. 1. Elementos de iluminação Luz Assista ao vídeo e compreenda o que é a luz, a sua utilidade em instalações elétricas, bem como o conceito de iluminância e eficiência luminosa. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Toda e qualquer edificação necessita de um sistema de iluminação para fornecer um ambiente de trabalho e bem-estar agradável aos usuários. A iluminação do ambiente deve considerar uma diversidade de fatores, como o tipo de atividade a ser executada no local, as cores de paredes, teto e piso do ambiente, que definem a refletância da luz incidida pelos equipamentos de iluminação, basicamente lâmpadas e luminárias. O nível de precisão das tarefas executadas nos ambientes define o melhor projeto de iluminação. Para que a iluminação da instalação seja ideal, é necessário, por exemplo, haver: Um nível de iluminamento adequado. Uma distribuição espacial homogênea da luz sobre o ambiente. A escolha da cor de luz mais indicada para a tarefa a ser executada. A escolha correta de aparelhos de luminária. A previsão de iluminação de acesso e emergência. Para execução de um projeto luminotécnico, é imprescindível dispor das plantas do local, de modo a conhecer as dimensões dos ambientes e suas devidas disposições para o aproveitamento máximo da luz natural, por exemplo. Alguns conceitos que envolvem projetos luminotécnicos são muito importantes para entender as características dos principais equipamentos de iluminação: lâmpadas e luminárias. Veremos, agora, alguns conceitos básicos. Luz é a fonte de energia em forma de ondas eletromagnéticas que ocorrem em diversos comprimentos de onda. Apenas uma faixa de comprimentos de onda é visível aos olhos humanos. Esse comprimento de onda é a distância entre duas cristas (ou dois vales) sucessivos de uma onda, em um gráfico de espaço e amplitude. O produto entre o comprimento da onda luminosa e sua frequência é uma constante denominada velocidade da luz, cuja fórmula é: Em que: • • • • • f = frequência da onda, em Hz. λ = comprimento de onda, em m. c = velocidade da luz (3×108 m/s). Normalmente, o ser humano tem a capacidade de reconhecer as cores dos objetos que são refletidas aos seus olhos. Por exemplo, um objeto de cor amarela só é visto pelos olhos humanos por ser capaz de refletir melhor a luz em comprimentos de onda próximos da cor amarela. Fluxo luminoso É a potência da onda eletromagnética emitida por uma fonte luminosa em qualquer direção do espaço. O fluxo luminoso ( é medido em lúmens, que representa conceitualmente a quantidade de luz irradiada através da abertura de feita na superfície de uma esfera de de raio por uma fonte luminosa de 1 candela posicionada em seu centro interior. Uma fonte de 1 candela emite uniformemente o equivalente a lúmens. Atenção Apesar de ser uma forma de potência, o fluxo luminoso não pode ser medido em watts, visto que é uma grandeza dependente da sensibilidade do olho humano, que varia entre os observadores. Iluminância () Também conhecida por iluminamento e medida em lux, é a relação entre o fluxo luminoso e a área da superfície em torno do ponto de luz. Desse modo, em uma superfície plana de , iluminada perpendicularmente por uma fonte de luz, apresenta uma iluminância de 1 lux. Em que: ψ= fluxo luminoso, em lúmens. S= área da superfície iluminada, em m2. Eficiência luminosa ( ) É a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma fonte luminosa e a potência elétrica, em watts, consumida para seu funcionamento. Do ponto de vista de projeto de iluminação, a eficiência luminosa é de grande importância, pois permite definir os melhores equipamentos a serem utilizados, como o tipo de lâmpada e a luminária. Quanto maior a eficiência luminosa, maior a relação de custo e eficácia do projeto luminotécnico. Confira a fórmula: • • • • • Em que: ψ= fluxo luminoso, em lúmens. P= potência elétrica absorvida pela fonte luminosa, em watts. Lâmpadas e luminárias Neste vídeo, vamos apresentar os diversos tipos de lâmpadas (incandescente, fluorescente, vapor de mercúrio, vapor de sódio e leds) e luminárias (direta, semidireta, geral difusa, semi-indireta e indireta), e suas aplicações ideais. Assista! Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. As lâmpadas elétricas são os equipamentos responsáveis pela fonte de luz em uma instalação elétrica. Com o auxílio das luminárias, fornecem a melhor disposição, direção e distribuição luminosa nos ambientes, além de permitir uma fácil manutenção, proteção física das lâmpadas, proporcional conforto visual e estético no local. As lâmpadas elétricas podem ser basicamente de três tipos: Incandescentes, de descarga e de estado sólido (LEDs). Lâmpadas incandescentes Têm sido cada vez menos vistas em instalações de iluminação, tanto residenciais como industriais. Em virtude de sua baixa eficiência luminosa, vida útil reduzida quando comparada a outros tipos de lâmpada e elevados custos de manutenção, as lâmpadas incandescentes atualmente se limitam a aplicações específicas, como estufas, uso automotivo, iluminação de vitrines, entre outras. Saiba mais As restrições de uso desse tipo de lâmpada podem ser encontradas na Portaria nº 1.007, de 31 de dezembro de 2010, do então Ministério de Minas e Energia, que trata da retirada progressiva desses equipamentos do mercado. A principal característica das lâmpadas incandescentes é que sua luz advém do aquecimento de um filamento (normalmente de tungstênio) percorrido por uma corrente elétrica. Geralmente são compostas de um bulbo de vidro, uma base de cobre e um conjunto de peças que contêm o filamento. A imagem a seguir ilustra uma lâmpada incandescente comum. • • Lâmpada incandescente. As lâmpadas halógenas são um tipo especial de lâmpada incandescente, constituídas por um tubo de quartzo, dentro do qual existe um filamento de tungstênio e partículas de iodo adicionadas ao gás. Sua principal vantagem em relação às incandescentes comuns é que possuem maior vida útil, alta eficiência luminosa e ótima reprodução de cores. No entanto, necessitam de receptáculos específicos para sua instalação, o que dificulta seu uso comum. Lâmpada incandescente halógena do tipo dicroica. Lâmpadas de descarga Existem vários os tipos de lâmpadas de descarga, que funcionam basicamente pela passagem de uma descarga elétrica em um meio de gases metálicos, como mercúrio,Iluminação externa Iluminação interna Iluminação externa Iluminação interna Iluminação externa Softwares para cálculo luminotécnico Saiba mais Método dos lúmens Conteúdo interativo Fator de depreciação Fator de utilização Medidas de segurança durante medição de aterramento Conteúdo interativo Iluminação de emergência Conteúdo interativo Atenção Verificando o aprendizado 2. A importância do aterramento em instalações elétricas Proteção contra contatos indiretos Conteúdo interativo Funcional Para proteção Comentário Aterramento de equipamentos Conteúdo interativo Eletrodos de aterramento Condutores de aterramento Conectores Condutores de proteção Esquemas de aterramento Conteúdo interativo 1ª letra 2ª letra 3ª letra Esquema TT Esquema TN TN-S TN-C TN-C-S Esquema IT Cálculo da malha de terra Método de Wenner Composição química predominante do terreno Umidade Temperatura Experimento de método de Wenner Conteúdo interativo Sistemas de aterramento com eletrodos verticais Comentário Sistemas de aterramento com eletrodos verticais Conteúdo interativo Medidas de segurança durante medição de aterramento Verificando o aprendizado 3. Eletricidade e segurança Efeitos da eletricidade no corpo humano Conteúdo interativo Efeito Joule Efeito eletromagnético Efeito eletroquímico Efeito luminoso Efeito fisiológico Tetanização Parada cardiorrespiratória Queimaduras Fibrilação ventricular Impedância do corpo humano Conteúdo interativo Estado da pele Local de contato Área de contato Pressão de contato Duração do contato O choque elétrico Conteúdo interativo Atenção Ações de proteção contra choques elétricos Contatos diretos e indiretos Ações de primeiros socorros em casos de choque elétrico Conteúdo interativo Comentário Verificando o aprendizado 4. As normas e a sua essencialidade em instalações elétricas O aterramento e a NBR 5410 Conteúdo interativo NBR 5410:2004 NR-10 Caso uma instalação elétrica não atenda corretamente à NBR 5410 em relação ao aterramento, quais seriam as consequências? O aterramento e a NR-10 Conteúdo interativo Verificando o aprendizado 5. Conclusão Considerações finais Explore + Referênciassódio, xenônio etc. O maior benefício das lâmpadas de descarga está associado ao seu reduzido custo de manutenção. A vida útil dessas lâmpadas depende do tipo, variando de 7.500 horas até 24.000 horas. Vejamos os tipos mais comuns. Lâmpadas fluorescentes São compostas por um bulbo de vidro cilíndrico com eletrodos metálicos de tungstênio nas extremidades, pelos quais a corrente elétrica passa. Dentro dessas lâmpadas, há vapores em baixa pressão, e as paredes do vidro são revestidas com materiais fluorescentes, como cristais de fósforo. Para funcionar, essas lâmpadas requerem dispositivos auxiliares chamados starter e reator. Apesar de não reproduzirem algumas cores, são amplamente utilizadas em residências, especialmente em cozinhas e banheiros, devido à sua alta eficiência luminosa. Além disso, são comuns em ambientes comerciais, como escritórios e lojas. Lâmpadas de vapor de mercúrio Também utilizam o princípio de descarga elétrica através de gases para emitir luz. Dentro do tubo é colocada uma pequena quantidade de mercúrio, cuja função é facilitar a descarga inicial. As lâmpadas de vapor de mercúrio possuem uma eficiência luminosa elevada. No entanto, essa eficiência diminui gradualmente ao longo de sua vida útil. Essas lâmpadas também levam de 5 a 10 minutos para serem religadas, o que é o tempo necessário para a reionização do mercúrio dentro do tubo. Lâmpadas de vapor de sódio Também são consideradas lâmpadas de descarga e são frequentemente instaladas em ambientes externos devido à sua excelente eficiência luminosa. As lâmpadas de vapor de sódio de baixa pressão emitem luz monocromática, geralmente amarela, sendo amplamente utilizadas em iluminação pública, onde não é necessário reproduzir fielmente as cores. Sua vida útil varia de 18.000 a 24.000 horas. Lâmpadas de estado sólido (LEDs) São basicamente um diodo semicondutor que, quando energizado, emite luz visível. Embora a luz emitida pelas lâmpadas de LED não seja monocromática, a faixa de cores visível é bastante estreita e depende do processo de dopagem do material semicondutor que a constitui. Os LEDs têm muitas vantagens sobre as lâmpadas incandescentes e de descarga, visto que não possuem filamento que se queima, nem necessitam de dispositivos auxiliares para acionamento (além da fonte). Apresentam elevada vida útil, mas sua principal vantagem é a grande eficiência luminosa. Em função das novas tecnologias disponíveis para equipamentos de iluminação, estima-se que mais de 20% de toda a iluminação pública seja feita com lâmpadas de LED. Lâmpada de LED. Luminárias São equipamentos destinados à fixação das lâmpadas em edificações, devendo apresentar características como facilitar a instalação e manutenção das lâmpadas, modificar o fluxo luminoso, direcionando-o para aplicações específicas, além de proporcionar um aspecto agradável e conforto ambiental ao usuário do ambiente. Para iluminação em geral, as luminárias podem ser classificadas em função do direcionamento do fluxo luminoso. Confira a seguir a classificação das luminárias pelo seu tipo disponível no mercado. Direta. Semidireta. Geral difusa. Semi-indireta. Indireta. Iluminação de interiores e exteriores Conheça neste vídeo os critérios para a escolha adequada do tipo de iluminação no interior e no exterior de edificações, com exemplos e destaque para a importância dessa escolha. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Para otimizar a escolha do equipamento de iluminação e sua configuração, é essencial considerar uma série de requisitos críticos, especialmente no contexto de iluminação industrial. Uma prática recomendada é a utilização de sensores de presença. Esses dispositivos são capazes de ativar os circuitos de iluminação automaticamente na presença de pessoas, o que contribui significativamente para a redução do consumo de energia. Atenção A aplicação de lâmpadas incandescentes deve ser restrita a situações específicas, como sistemas de iluminação de emergência ou para focar máquinas particulares que necessitam desse tipo de iluminação para operações críticas. Considerando que o pé-direito em instalações industriais varia geralmente entre 3 e 9 metros, é muito importante definir a altura de instalação dos dispositivos de iluminação para garantir que a intensidade luminosa seja adequada e uniformemente distribuída sobre o plano de trabalho. Devido à eficiência e à distribuição de luz adequada para espaços menores, a utilização de lâmpadas fluorescentes é recomendada para áreas com pé-direito inferior a 6 metros. Por outro lado, em áreas com pé- direito superior a 6 metros, recomenda-se o uso de lâmpadas de descarga com alto fluxo luminoso para assegurar que a luz atinja efetivamente o solo, mantendo a visibilidade e a segurança no ambiente de trabalho. Quanto à iluminação externa de edifícios industriais, a prática comum envolve o uso de projetores que são instalados em postes altos ou fixados nas laterais das paredes. Essa estratégia não só assegura uma cobertura ampla e eficiente da área externa, mas também contribui para a segurança e visibilidade noturna, essenciais para operações industriais e acesso seguro dos trabalhadores. Adicionalmente, é imperativo considerar o tipo de atividade realizada no espaço industrial ao escolher o sistema de iluminação. Diferentes tarefas exigem níveis de iluminação específicos, o que pode influenciar na escolha entre diferentes tecnologias de lâmpadas e na configuração do sistema de iluminação. A implementação de um sistema de gestão de iluminação inteligente, que ajusta a intensidade da luz com base na luz natural disponível e na ocupação do espaço, pode proporcionar ainda mais economia de energia e melhorar o conforto visual dos trabalhadores. Agora, vamos a três exemplos de iluminação interna e externa de edificações de grande circulação de pessoas: Exemplo 1: a importância da iluminação em um edifício comercial. Iluminação interna Uma abordagem eficiente para edifícios comerciais é a utilização de sistemas de iluminação LED embutidos no teto, complementados por sensores de luz natural. Esses sistemas ajustam automaticamente a intensidade da iluminação com base na quantidade de luz natural que entra pelas janelas, garantindo iluminação constante durante o dia e reduzindo o consumo de energia. Iluminação externa Pode-se optar por iluminação LED de fachadas, que destaca a arquitetura do edifício, assim como proporciona segurança. Projetores LED com sensores de movimento podem iluminar as entradas, calçadas e áreas de estacionamento, aumentando a visibilidade e a segurança durante a noite. Exemplo 2 o cuidado específico da iluminação de uma escola. Iluminação interna A iluminação natural é ideal nas salas de aula. Ela deve ser complementada por luminárias equipadas com lâmpada de LED de teto, garantindo a iluminação necessária para a atividade educativa, melhorando o foco e o conforto dos alunos. Iluminação externa Para escolas, recomenda-se a instalação de postes de luz LED de alta eficiência em playgrounds e áreas de recreação. Eles devem ser projetados para distribuir uniformemente a luz, minimizando áreas sombreadas e criando um ambiente seguro para as atividades após o anoitecer. Exemplo 3: a responsabilidade da iluminação de um hospital. Iluminação interna A iluminação de corredores e quartos de pacientes com luminárias LED que emitem uma luz suave e uniforme é muito importante. Essa iluminação pode ser adaptada para criar ambientes tranquilos, promovendo o bem-estar dos pacientes. Além disso, áreas como salas de cirurgia e de exame requerem luzes de tarefa de alta intensidade, focais e ajustáveis para suportar procedimentos médicos precisos. Iluminação externa A iluminação de vias de acesso e estacionamentos com postes de luz LED de alto desempenho garante que pacientes e funcionários possam se movimentar com segurança durante a noite. Além disso, a iluminação de emergência, como luzes de saída bem sinalizadas e iluminadas, é fundamentalpara a evacuação segura em caso de emergências. Cada um desses exemplos destaca a importância de escolher a iluminação adequada, considerando a funcionalidade e a eficiência energética, para atender às necessidades específicas de diferentes tipos de construções. Ao desenvolver um projeto luminotécnico, é necessário pesquisar e aplicar os níveis de luminância recomendados para cada tipo de ambiente e atividade. Os padrões e as recomendações para a luminância variam significativamente dependendo dos seguintes aspectos: Uso do espaço. Características dos ocupantes (como idade e necessidades visuais específicas). Condições ambientais existentes. No Brasil, o padrão de iluminação de locais é estabelecido pela NBR 5413, bem como a norma reguladora 17 (NR-17), e a norma de higiene ocupacional 11 (NHO-11). Todavia, não se esqueça de realizar também pesquisas sobre os avanços tecnológicos em iluminação, para desenvolver soluções que atendam às necessidades contemporâneas de maneira eficiente e sustentável. Softwares para cálculo luminotécnico Há diversos softwares gratuitos disponíveis para cálculo luminotécnico. Muitos fabricantes de equipamentos como lâmpadas e luminárias mantêm esses softwares que calculam a quantidade adequada de pontos de iluminação com base nos requisitos de iluminância do ambiente e das características do local. Nesses softwares, são consideradas também as características fotométricas das luminárias a ser utilizadas. Entre eles, podemos citar Relux, Dialux, Visual Lighting Software e Lúmen Micro. • • • Saiba mais Para conhecer os níveis adequados de iluminância para cada ambiente, é necessário consultar os valores estabelecidos em norma. A NBR 5413 – Iluminância de interiores delimita requisitos para a iluminância adequada em diversos tipos de atividade com base na idade, velocidade e precisão do observador. No entanto, essa norma foi descontinuada e, desde 2013, a NBR ISO 8995 – Iluminação de ambientes de trabalho é utilizada para definição da iluminância adequada para projetos de iluminação interior. Método dos lúmens Neste vídeo, vamos explicar a importância do método Lúmens, além de demonstrar a equação e cada um de seus elementos para iluminação de ambientes. Assista! Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Entre os métodos de cálculo luminotécnico, o método dos Lúmens fornece um resultado de iluminância que deve ser obtido para determinado ambiente, com base nas especificações e características fotométricas de equipamentos especificados. Para o cálculo de iluminação com esse método é importante ter um levantamento a respeito das características construtivas da instalação e conhecer a frequência de manutenção e limpeza do espaço para estimar um fator de depreciação dos equipamentos (ou fator de manutenção). Características construtivas Dimensões e classificação de acordo com NBR ISO 8998, conhecer o percentual de refletância das superfícies (piso, teto e paredes). A determinação do fluxo luminoso é basicamente dada pela equação a seguir. Em que: ψt= fluxo total a ser emitido pelas lâmpadas. E= iluminância requerida pelo ambiente, de acordo com a NBR ISO 8995. S= área do ambiente. Fu= fator de utilização do ambiente. Fd= fator de depreciação da luminária. • • • • • Veja agora as definições de fator de depreciação e fator de utilização. Fator de depreciação Mede a relação entre o fluxo luminoso emitido pela lâmpada ao final do período necessário para manutenção e o início de sua operação. Confira na tabela os fatores de depreciação com base no nível de limpeza do ambiente e intervalo de manutenções. Ambiente 2.500h 5.000h 7.500h Limpo 0,95 0,91 0,88 Normal 0,91 0,85 0,80 Sujo 0,80 0,66 0,57 Fatores de manutenção recomendados. Isabela Oliveira Guimarães. Fator de utilização É a relação entre o fluxo luminoso que chega ao plano de trabalho e o que é emitido pelas luminárias. Esse fator depende das dimensões do ambiente, do tipo de luminária utilizada e das cores do local, que definem os percentuais de refletância. Vejamos um exemplo que detalha a aplicação do método dos lúmens no projeto de iluminação de um galpão industrial. Deseja-se iluminar um galpão industrial cujas dimensões são por e uma altura de , destinado à construção/montagem de veículos. Considerando que esse galpão possui teto branco, paredes claras, piso escuro e plano de trabalho a uma altura de , determine a quantidade de luminárias necessárias para iluminar esse ambiente. As luminárias utilizam lâmpadas de vapor de mercúrio de . Esse galpão é considerado um ambiente limpo com manutenção periódica de . Medidas de segurança durante medição de aterramento Assista ao vídeo e observe a simulação de ação de aterramento de um circuito e as medidas de segurança adotadas. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Iluminação de emergência Confira no vídeo a importância da iluminação de emergência nos ambientes, especialmente em ambientes de alta densidade populacional. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Um bom sistema de iluminação, principalmente em instalações industriais, precisa fornecer equipamentos para evacuação em caso de emergência. Desse modo, os equipamentos de iluminação devem garantir uma evacuação segura das áreas em risco e clarear os ambientes na passagem dos usuários, de modo a se evitar acidentes no percurso. As áreas mais importantes para instalação de iluminação de emergência são: Corredores Auditórios Salas de máquinas Salas de reunião Setores de produção de materiais combustíveis e gasosos A iluminância para emergência desses lugares varia de 5 lux para áreas de permanência e trânsito de pessoas a 50 lux para setores de produção. A tabela a seguir apresenta os valores mínimos de iluminância de emergência para alguns tipos de ambiente. Ambiente Iluminância (lux) Auditórios, salas de recepção 5 Corredores, refeitórios, salões, iluminação externa 10 Almoxarifados, escritórios, escadas, elevadores 20 Corredores de saída de pessoal, subestação, salas de máquinas 50 Iluminância mínima para iluminação de emergência. Isabela Oliveira Guimarães Os sistemas de iluminação de emergência são normalmente alimentados por um banco de baterias, mas podem ser encontrados também com geradores auxiliares. Atenção Alguns setores industriais necessitam de energia intermitente por trabalharem com cargas importantes. Nesses casos, os sistemas de iluminação de emergência devem possuir um sistema ininterrupto (nobreak), cujas baterias são dimensionadas para atender ao tempo necessário até a operação dos geradores auxiliares. Verificando o aprendizado Questão 1 A escolha dos aparelhos de iluminação para um ambiente deve considerar as características fotométricas das lâmpadas e do espaço físico. Do ponto de vista da relação custo por eficácia de iluminação, um projeto luminotécnico deve considerar o uso de lâmpadas com alta eficiência luminosa. Entre os tipos de lâmpada a seguir, a que normalmente apresenta maior eficiência é: A • • • • • Incandescente B Fluorescente C Vapor de sódio D LED E Vapor de mercúrio A alternativa D está correta. Entre os tipos de lâmpada apresentados, as lâmpadas incandescentes são as de menor eficiência. As lâmpadas de descarga, como as fluorescentes e de vapor de gases (mercúrio e sódio), apresentam elevada eficiência. No entanto, ao considerarmos a relação de custo e eficácia, as lâmpadas de LED apresentam melhor desempenho, por isso têm sido amplamente utilizadas em diversas aplicações. Questão 2 O método dos lúmens é um método matemático simples para definição da iluminância mínima dos ambientes com base nas características do local e dos aparelhos de luminárias utilizados. Além de conhecer as dimensões do ambiente para determinação do índice do local ( ), o projetista deve buscar informações do fabricante dos aparelhos para definição do fator de utilização e conhecer ofator de depreciação do equipamento para aquela aplicação. Entende-se por fator de depreciação A a relação entre o fluxo luminoso e a potência elétrica. B a relação entre o fluxo luminoso final e inicial da operação do equipamento. C a relação entre o fluxo luminoso e a área do ambiente. D a relação entre o fluxo luminoso e a altura do plano de trabalho. E a relação entre o fluxo luminoso e a quantidade de lâmpadas por aparelho. A alternativa B está correta. O fator de utilização é a relação entre o fluxo luminoso que chega ao plano de trabalho e o que é emitido pelas luminárias. Esse fator depende das dimensões do ambiente, do tipo de luminária utilizada e das cores do local, que definem os percentuais de refletância. 2. A importância do aterramento em instalações elétricas Proteção contra contatos indiretos Neste vídeo, vamos exemplificar os tipos de aterramentos, o que são contatos indiretos e como é possível proteger o circuito e a vida. Assista! Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Um bom projeto de instalação elétrica deve prever a existência de sistemas de aterramento, não apenas para funcionamento correto dos equipamentos, mas para segurança dos usuários. Um sistema de aterramento tem como principais objetivos: A garantia de segurança para atuação de dispositivos de proteção. Servir de escoamento de descargas elétricas através de sistemas de proteção contra descargas atmosféricas (SPDA). Equipotencialização da área do projeto. Proteção dos indivíduos contra contatos acidentais com partes energizadas. Os aterramentos elétricos podem ser de dois tipos. Vejamos! Funcional Consiste na ligação à terra de um condutor (normalmente o neutro) para operação de circuitos monofásicos com retorno à terra (MRT). Para proteção Consiste na ligação das massas à terra para proteção contra choques elétricos. Há ainda os aterramentos de trabalho, que são provisórios e têm o objetivo de garantir a segurança de equipes durante ações de manutenção da instalação elétrica. Comentário Características, tipos e definições relacionadas aos aterramentos elétricos são regidos pelas normas NBR 5410:2004 – Instalações elétricas de baixa tensão e NBR 5419:2005 – Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas. A situação de acidente mais comum em instalações elétricas é, sem dúvida, o contato acidental do operador com partes energizadas, como carcaças de equipamentos. Nessas situações, o corpo humano fica submetido a uma diferença de potencial entre a parte energizada e a terra. Esse tipo de contato indireto ocorre por uma falha, visto que o equipamento pode ter perdido sua isolação e esteja a ponto de causar uma descarga elétrica. • • • • Mulher desmaiada perto de cabo elétrico. Um ser humano é capaz de suportar, sem causar desconforto ou danos físicos, correntes alternadas de até , sendo que entre e pode haver dificuldades em soltar o objeto energizado em caso de contato indireto. Correntes acima desse valor podem causar graves danos à pessoa, entre eles, lesões musculares, queimaduras e até mesmo paradas cardiorrespiratórias. A pessoa exposta a um contato indireto pode ser submetida a dois tipos de tensão: Tensão de toque (ou de contato): é aquela em que o corpo humano está sujeito ao entrar em contato com as partes metálicas. Tensão de passo: ocorre quando o indivíduo se encontra no interior de uma malha de terra e ocorre uma descarga elétrica, o que faz com que seus dois pés fiquem submetidos a essa diferença de potencial. Para reduzir o perigo potencial das tensões de passo, é comum em subestações uma camada de brita com espessura de para aumentar a isolação com a malha de aterramento. Operador em uma malha de terra. Aterramento de equipamentos Confira neste vídeo a importância do aterramento para proteção de equipamentos e da vida humana, além dos tipos de aterramento e equipamentos. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. No passado, era comum a existência de malhas de aterramento distintas para equipamentos de baixa tensão, de alta tensão e para proteção contra descargas atmosféricas (conexão dos para-raios). No entanto, hoje é • • consenso entre os projetistas que a interligação de malhas de aterramento promove maior eficácia e segurança para a instalação. Essa prática é inclusive recomendada pelas normas NBR 5410 e NBR 5419. Impreterivelmente, devem ser ligados à malha de aterramento: Neutro do transformador. Para-raios dos ramais de ligação. Carcaça de transformadores, motores, disjuntores etc. Elementos metálicos de suporte aos equipamentos elétricos. Estruturas metálicas em geral. A interligação de sistemas de aterramento traz benefícios como a equipotencialização das massas, unificação de referências de terra e redução da resistência de aterramento. Um sistema de aterramento é composto basicamente de quatro elementos. Veja! Eletrodos de aterramento Também denominados eletrodos verticais, podem ser construídos de aço galvanizado ou aço cobreado. Os eletrodos de aço galvanizado costumam sofrer corrosão com o tempo, o que pode causar aumento na resistência de aterramento. Condutores de aterramento São utilizados para interligar eletrodos. Normalmente, utilizam-se condutores de em virtude das elevadas correntes de curto- circuito que eventualmente possam ocorrer. Conectores São os elementos metálicos que conectam os condutores e os eletrodos nas emendas ou derivações. Essas conexões podem ser feitas por meio de parafusos ou soldagem. Condutores de proteção São aqueles que interligam os equipamentos à malha de aterramento. A seção mínima dos condutores de proteção é delimitada pela NBR 5410. Esquemas de aterramento Neste vídeo, vamos apresentar o megger e como é realizada a medição da resistência nos esquemas de aterramento. Assista! • • • • • Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. A NBR 5410 estabelece que as instalações elétricas de baixa tensão devem possuir, para os aterramentos funcionais e de proteção, três esquemas básicos de ligação à terra. O que difere esses esquemas é a situação de ligação da fonte de alimentação e das massas na malha de aterramento. Os sistemas são classificados a partir de uma simbologia de letras. Entenda! 1ª letra Diz respeito à situação da fonte de alimentação em relação à terra. T – O ponto é diretamente aterrado. I – O ponto é isolado ou aterrado através de uma impedância. 2ª letra Refere-se à situação das massas em relação à terra. T – As massas são diretamente aterradas. N – As massas são ligadas ao ponto de aterramento da fonte (sem aterramento próprio). I – As massas não estão aterradas (estão isoladas). 3ª letra Refere-se à forma de aterramento das massas, utilizando o aterramento da fonte de alimentação. S – Condutor neutro e proteção (PE) separados. C – Condutor neutro e proteção comuns (mesmo condutor – PEN). De acordo com a norma, as massas metálicas devem ser ligadas a condutores de proteção de modo a compor uma rede de aterramento. Dessa forma, os dispositivos de proteção devem desligar automaticamente a fonte de alimentação do circuito sempre que ocorrer uma falta entre a parte energizada e a massa que deu origem à tensão de toque perigosa. Esquema TT Possui um ponto da fonte de alimentação diretamente aterrado e as massas também diretamente aterradas e em pontos distintos da alimentação. Todas as massas devem ser ligadas a um ponto único de aterramento para evitar o surgimento de tensões de passo. No esquema TT, a proteção deve ser feita por dispositivos diferenciais-residuais (DR), pois é o único meio adequado para proteção contra choques elétricos. Em virtude dos pontos distintos de aterramento da fonte e das massas, é recomendado para sistemas em que a alimentação e as cargas estiverem distantes uma da outra. Observe o exemplo. • • • • • • • Esquema TT. Esquema TN Nesse esquema a fonte de alimentação é diretamente aterrada e asmassas são ligadas a esse ponto por condutores de proteção, podendo ser único ou em condutores separados. O esquema TN pode ser dividido em três, conforme descrito a seguir. TN-S O condutor neutro (N) e o condutor proteção (PE) são separados. No esquema TN-S, a proteção deve ser feita por dispositivos DR e são utilizados quando a distância entre a fonte de alimentação e a carga estão próximas, em função da necessidade dos condutores de neutro e proteção ligados no mesmo ponto. TN-C Os condutores de neutro e proteção são comuns (PEN) no esquema TN- C. Nesse esquema, não é permitida a instalação de dispositivos DR, sendo a proteção realizada por disjuntores convencionais. É importante ter cuidado redobrado com a integridade do condutor neutro, pois em caso de rompimento, a instalação pode se tornar potencialmente perigosa. TN-C-S Uma parte do circuito possui neutro e proteção separados, enquanto outra parte possui neutros comuns. É fundamental nunca utilizar o esquema TN-C a jusante do esquema TN-S. A proteção deve ser realizada por dispositivos DR. Esquema IT Não possui nenhum ponto da fonte de alimentação diretamente aterrado, estando totalmente isolada ou aterrada por uma impedância. Por esse motivo, o condutor neutro não é instalado ao longo dos circuitos, sendo necessárias manutenção rigorosa e medições periódicas da resistência de isolação. É utilizado onde é indispensável um fornecimento ininterrupto, como em hospitais, indústrias etc. Confira um exemplo de esquema IT! Esquema IT. Cálculo da malha de terra A definição dos parâmetros de uma malha de aterramento envolve o cálculo de dimensionamento de condutores e eletrodos, com base nas características do solo e das correntes de curto-circuito envolvidas. No que diz respeito ao solo, é importante que se obtenha maior homogeneidade possível. Assim, torna-se necessário realizar medições da resistividade do solo, normalmente feitas com instrumentos do tipo megger. Método de Wenner É um dos mais utilizados para medição da resistência de aterramento. Esse método consiste em fincar quatro eletrodos de teste alinhados no terreno e separados por uma distância normalmente três vezes o tamanho do eletrodo. Os dois eletrodos extremos são ligados aos terminais de corrente do instrumento, e os eletrodos mais internos são ligados aos terminais de potencial, conforme ilustrado na imagem. Medição da resistividade do solo. Para se obter acurácia nas medições, é importante que os eletrodos estejam alinhados e equidistantes. Para cada espaçamento dos eletrodos deve-se ajustar o medidor até que seja indicado valor zero com o equipamento ligado. Se o indicador apresentar oscilações contínuas, alguma interferência externa pode estar atrapalhando a medição. Diversos fatores podem influenciar a medição de resistividade do solo. Vejamos! Composição química predominante do terreno Em função da presença de sais dissolvidos e ácidos que normalmente se agregam ao solo. Umidade Altera a resistividade do solo quando seu valor fica abaixo dos 20%. O percentual normal de umidade do solo varia entre 10% em períodos secos e 35% em períodos chuvosos. Temperatura Pode afetar a resistividade quando abaixo de 0°C. Acima desse valor, a resistência de aterramento se reduz. O cálculo da malha de terra requer o conhecimento de importantes parâmetros: Resistividade aparente do solo. Resistividade da camada superior do solo. Resistividade do material da instalação em contato com a terra. Máxima corrente de curto-circuito fase-terra. Tempo de duração da corrente de curto-circuito fase-terra. A resistência da malha de terra, correspondente aos condutores horizontais, é dada por: Em que: Rm= resistência da malha de terra. ρa= resistividade aparente do solo. R= raio da área destinada à malha, em m. Lcm= comprimento do condutor de malha, em m. A resistividade aparente do solo é a resistividade vista por um sistema particular de aterramento. Desse modo, um solo homogêneo pode ter valores distintos de resistividade vistos por malhas diferentes. Para ser considerado dentro de valores aceitáveis, a resistência de malha de terra deve ser baixa. Acompanhe! Rm≤10 Ω⇒ subestações de 15 KV a 36 KV. Rm≤5 Ω⇒ subestações de 69 KV acima. Experimento de método de Wenner Veja neste vídeo como é possível, com o método de Wenner, realizar a medição da resistividade do solo, uma informação muito útil para realização de aterramentos de circuitos elétricos. • • • • • • • • • • • Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Sistemas de aterramento com eletrodos verticais É muito aplicado em pequenas subestações de distribuição utilizadas em edificações residenciais, comerciais e industriais. Para se determinar o valor da resistência de aterramento de um eletrodo vertical, tem-se a seguinte equação: Em que: Lh= comprimento cravado da haste, em m. Dh= diâmetro equivalente da haste, em polegadas. O melhor valor para uma resistência de aterramento não existe. Idealmente, o valor da resistência de uma malha de terra deveria ser de zero ohm. No entanto, isso jamais será possível, de modo que o valor mais adequado depende do tipo de instalação. Comentário O setor de comunicação frequentemente utiliza o valor máximo de . O objetivo principal é conseguir obter o valor mais baixo possível, considerando os fatores econômicos e características do solo. Sistemas de aterramento com eletrodos verticais Os sistemas de aterramento com eletrodos verticais são essenciais para garantir a segurança e a eficácia das instalações elétricas. Neste vídeo, resolveremos um exemplo prático sobre esse conceito. Confira! Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Medidas de segurança durante medição de aterramento O procedimento de medição de uma malha de terra pode parecer uma tarefa simples e sem perigo. No entanto, em algumas situações, pode ser perigoso o aparecimento de potenciais que exponham o operador do equipamento a acidentes. De modo a evitar essas situações e acidentes, algumas medidas podem ser tomadas: Desconectar os condutores de aterramento e neutro de transformadores ligados à malha. • • • Evitar medições em dias de condições atmosféricas adversas, devido à possibilidade de ocorrência de descargas atmosféricas. Utilizar vestimenta adequada como calçados e luvas próprios ao trabalho. Não tocar nos condutores dos eletrodos. Evitar a circulação de animais e pessoas que não façam parte do trabalho. Verificando o aprendizado Questão 1 Os sistemas de aterramento podem ser classificados em relação à forma como a fonte de alimentação e as massas estão conectadas com a terra. Em relação ao esquema TN-C é incorreto afirmar que A os condutores neutro e de proteção elétrica são comuns. B é recomendado em circuitos em que há possibilidade de rompimento de neutro. C não admite o uso de dispositivos DR. D a fonte de alimentação é diretamente aterrada. E a proteção deve ser feita por disjuntores convencionais. A alternativa B está correta. No esquema TN-C, a fonte de alimentação está diretamente aterrada e o aterramento das massas é feito juntamente com o condutor neutro. Nessa situação, caso ocorra o rompimento do fio neutro, há um risco de surgimento de potenciais perigosos caso o usuário toque as partes metálicas das massas protegidas, levando a uma descarga elétrica. Questão 2 O valor da resistência de aterramento pode ser influenciado por uma série de fatores. Assinale a alternativa que não representa uma característica capaz de alterar o valor da resistência da malha de terra. A Temperatura • • • • B Umidade C Pressão atmosférica D Presença de sais minerais no solo E Homogeneidade do solo A alternativa C está correta. Entre as alternativas apresentadas, a pressão atmosférica não contribui para a variação do valor da resistência de uma malha de terra. No entanto, temperatura, umidade, composição química e homogeneidade do solo influenciamdiretamente no valor da resistência de aterramento. 3. Eletricidade e segurança Efeitos da eletricidade no corpo humano Descubra neste vídeo como a eletricidade afeta o corpo humano, podendo salvar ou tirar uma vida. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. A energia elétrica foi uma das descobertas mais importantes da humanidade. Sem ela, praticamente nenhuma atividade feita hoje em dia seria possível. No entanto, o uso da eletricidade deve ser sempre acompanhado de cuidados em virtude dos potenciais riscos associados que podem levar a acidentes fatais. O perigo do contato com a eletricidade existe porque os sentidos humanos não podem perceber a presença de eletricidade, visto que se trata do movimento de cargas elétricas em um material condutor. A intensidade desse movimento é chamada de corrente elétrica, e é principalmente a corrente que define o grau de risco de um choque elétrico. Todas as atividades biológicas do ser humano são estimuladas ou controladas por impulsos de corrente elétrica. Caso a intensidade desses impulsos seja alterada em razão de sobreposição de outras fontes de carga elétrica, o organismo certamente sofrerá alterações, e as funções vitais do corpo humano podem ser comprometidas, o que pode levar o indivíduo à morte, dependendo do tempo de exposição a esses pulsos de corrente. A corrente elétrica pode produzir os efeitos descritos a seguir. Efeito Joule A circulação de corrente elétrica em um material condutor induz a produção de calor em função das colisões de elétrons livres com os átomos dos condutores. Efeito eletromagnético Criação de um campo magnético em torno dos condutores em que circulam as correntes elétricas. Efeito eletroquímico A corrente elétrica pode produzir reações químicas ao circular por soluções eletrolíticas. Um exemplo é a aplicação de eletricidade em processos de galvanoplastia e cromação de metais. Efeito luminoso Ao circular por meios gasosos, a corrente elétrica produz luz, como é o caso das lâmpadas de vapor de mercúrio, vapor de sódio e fluorescentes. Homem desmaiado recebendo reanimação cardiopulmonar. Efeito fisiológico Ação sobre o sistema nervoso muscular e cardíaco decorrente da passagem de corrente elétrica em organismos vivos. Do ponto de vista da segurança dos usuários de instalações elétricas, os efeitos fisiológicos mais importantes que devem ser conhecidos são a tetanização, parada cardiorrespiratória, queimaduras e a fibrilação ventricular. Acompanhe! Tetanização Consiste no fenômeno de contração muscular decorrente da passagem de uma corrente elétrica. Ao ser submetido a um fluxo de cargas elétricas, o músculo se contrai e, em seguida, volta a sua condição de repouso. Caso haja estímulos elétricos seguidos, os efeitos de contração muscular podem se somar, o que é denominado contração tetânica. As frequências tradicionais das redes elétricas ou são suficientes para produzir contração tetânica, a depender da intensidade da corrente elétrica a que o músculo está submetido e a resistência elétrica do corpo humano, que naturalmente diminui com a intensidade da tensão. Parada cardiorrespiratória Para correntes elétricas muito altas, as contrações podem ser tão violentas que podem levar a pessoa a se movimentar várias vezes e até mesmo ser lançada a certa distância, com o objetivo de se livrar do choque elétrico. O limite de corrente que uma pessoa pode suportar depende de diversos fatores, mas está entre e para corrente alternada e entre e para corrente contínua. Correntes inferiores a esses limites normalmente não provocam alterações graves nos tecidos musculares, embora possam causar contrações musculares e levar a ferimentos por movimentos bruscos. Dentre os órgãos vitais do corpo humano está o coração, que é essencialmente um músculo, e sofre diretamente com a passagem de corrente e pulsos elétricos. Caso o contato com as partes energizadas favoreça a passagem da corrente pelo órgão, a pessoa pode entrar em parada cardiorrespiratória. Essas correntes produzem asfixia na pessoa, pois a contração leva à paralisia dos centros nervosos que comandam os músculos ligados à respiração. Desse modo, no primeiro atendimento a uma pessoa vítima de descarga elétrica, é importante que seja feita uma manobra de respiração artificial (boca a boca) para evitar lesões irreversíveis a tecidos cerebrais. Queimaduras Queimaduras na palma da mão causadas por choque elétrico. Como sabemos, a passagem de corrente elétrica no corpo humano produz calor por efeito Joule, o que pode produzir queimaduras, dependendo de sua intensidade. A pele possui elevada resistência elétrica e os tecidos internos, baixa resistência. Isso faz com que a densidade de cargas elétricas seja maior nos tecidos mais externos, o que pode provocar lesões importantes, principalmente em áreas de contato pequenas. Em altas tensões, o calor decorrente dos efeitos térmicos da corrente pode levar à destruição de tecidos superficiais e mais profundos, provocando o rompimento de artérias e consequente hemorragia. Normalmente, as lesões produzidas por correntes elevadas são profundas e de difícil tratamento. Fibrilação ventricular É uma alteração dos impulsos elétricos que chegam ao coração, fazendo com que os ventrículos tremam inutilmente. É, sem dúvida, o mais grave efeito da passagem de corrente elétrica pelo corpo humano. O músculo cardíaco, denominado miocárdio, contrai-se em uma frequência em torno de 60 a 90 vezes por minuto, o que corresponde aos batimentos cardíacos normais de uma pessoa. Se a atividade de pulsos elétricos advém de uma fonte que não seja o nódulo sinoatrial situado na parte superior do átrio direito, as fibras do coração começam a receber sinais elétricos excessivos e irregulares, passando a contrair-se de forma desordenada. Com uma fibrilação ventricular, o coração já não pode mais exercer sua função natural de bombeamento sanguíneo. A fibrilação ventricular é um dos maiores causadores de acidentes com eletricidade em instalações de todos os tipos, especialmente industriais, em que as intensidades de tensão e corrente costumam ser maiores que em instalações residenciais. Dependendo das circunstâncias, a fibrilação ventricular pode ser irreversível. No entanto, por meio de uma carga elétrica violenta, realizada pelas equipes médicas utilizando o aparelho desfibrilador, pode ser possível reverter o processo. Tal aparelho utiliza dois eletrodos aplicados ao tórax, responsáveis por provocar a descarga elétrica. Utilização de um desfibrilador. Apesar da possibilidade de reversão por práticas médicas, a fibrilação ventricular pode ser considerada fatal, visto que dificilmente haverá pessoas especializadas e equipamento biomédico disponíveis para prestar atendimento em tempo mínimo: três minutos sem atividade cardíaca, normalmente, são suficientes para provocar danos cerebrais irreversíveis. Impedância do corpo humano Assista ao vídeo para entender a impedância do corpo humano e compreender melhor os efeitos e os riscos do choque elétrico. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. O corpo humano é formado por uma diversidade muito grande de tecidos orgânicos cujas resistividades são variáveis. Normalmente, os tecidos da pele, dos ossos e do tecido adiposo são os que apresentam maior resistividade. Do ponto de vista elétrico, o corpo humano pode ser representado por um conjunto de resistores e capacitores (ver imagem). A corrente elétrica se divide no nó de entrada e converge no nó de saída. Impedância do corpo humano. A resistência no corpo humano apresenta valores típicos em função do caminho percorrido pela corrente elétrica. Por exemplo: Entre mão e pé: 1.000 Ω a 1.500 Ω. Entre mão e mão: 1.000 Ω a 1.500 Ω. Entre mão e tórax: 450 Ω a 700 Ω. Essa resistência, naturalmente, não é constante e varia de pessoa para pessoa. As principais variáveis que influenciam no valor da resistência elétrica no corpo humano estão descritas a seguir. Estado da peleA umidade diminui a resistência do corpo e o suor pode agravar a situação em caso de choque, pois aumenta a concentração de sais minerais condutores. Regiões de pele endurecida apresentam maior resistência elétrica. Local de contato A resistência depende do trajeto da corrente, que, por sua vez, depende das partes do corpo em que ocorre o contato com a parte energizada. • • • Área de contato Quanto maior a área em contato com a parte energizada, menor será a resistência do corpo. Pressão de contato Quanto maior a pressão de contato, menor a resistência elétrica do corpo. A pressão de contato é maior quando são utilizadas ferramentas portáteis, que são seguradas firmemente pelo usuário. Duração do contato Ao prolongar o tempo de contato, a resistência diminui e maiores são os riscos de queimaduras. O choque elétrico Confira neste vídeo a importância da NR-10 para a segurança ao trabalhar com correntes elétricas. Veja também a diferença entre choque elétrico estático e dinâmico e como realizar a proteção adequada para preveni-los. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. O choque elétrico é um efeito fisiológico do corpo humano, resultante da passagem de uma corrente elétrica, podendo provocar efeitos graves que podem ser fatais. Em uma situação de descarga elétrica, o corpo humano se comporta como um condutor. Atenção É fundamental conhecer as condições de uma pessoa em casos de choques elétricos. O contato com partes energizadas não protegidas promove uma diferença de potencial perigosa, que pode se originar em decorrência de diversas situações. Geralmente, a ocorrência de um acidente com eletricidade é decorrente de uma sucessão de erros na concepção de projeto ou de preparo do operador. Entre essas situações, podemos citar como exemplo: Instalações mal projetadas e mal dimensionadas. Contatos acidentais devido a falhas de isolação. Falta de aterramento ou aterramento inadequado. Uso de equipamentos danificados. Falta de utilização de equipamentos de proteção individual (EPIs) adequados. Rompimento de circuitos por caminhões ou equipamentos passantes. Falta de sinalização e orientação. • • • • • • • Apesar de ser tratado de modo geral, um choque elétrico pode ser do tipo estático ou dinâmico. Observe as diferenças! Ações de proteção contra choques elétricos Em virtude da importância da eletricidade na vida das pessoas e da grande quantidade de equipamentos elétricos disponíveis para uso, são muitas as regulamentações que tratam da segurança em instalações elétricas. Caso não sejam adotadas as medidas adequadas de proteção previstas por norma, os riscos de ferimentos e até morte dos usuários podem ser muito altos. Os choques elétricos podem ocorrer por contatos diretos com partes energizadas, como quadros de distribuição, barramentos de circuitos em geral, ou por contatos indiretos, por exemplo, quando um operador toca em uma carcaça de equipamento acidentalmente energizada por falha do sistema de aterramento e sistema de proteção. É importante destacar que o perigo não está necessariamente no ato de tocar uma parte energizada da instalação, mas de criar uma diferença de potencial ao tocar os objetos, o que criaria caminho de condução de corrente elétrica. Contatos diretos e indiretos Os contatos diretos geralmente ocorrem por negligência ou imprudência do usuário; já os contatos indiretos são mais imprevisíveis, pois podem ser ocasionados por falhas da instalação, sendo os mais perigosos. A NBR 5410:2004 estabelece princípios fundamentais relativos à proteção básica e proteção supletiva contra choques elétricos. A proteção básica trata da proteção contra contatos diretos, garantida pela qualidade dos componentes e por sua disposição física: Isolação das partes vivas. Barreiras ou invólucros de proteção. Obstáculos. Instalação fora do alcance de pessoas. Dispositivos diferenciais residuais de proteção. Limitação de tensão. A proteção supletiva contra contatos indiretos é prevista através medidas que incluem a equipotencialização e o seccionamento automático do circuito de alimentação, emprego de isolação suplementar e separação elétrica. Ações de primeiros socorros em casos de choque elétrico Neste vídeo, serão apresentadas as principais técnicas e os cuidados necessários para lidar com vítimas de choques elétricos, garantindo a segurança tanto da vítima quanto do socorrista. Assista! Choque elétrico estático É causado por dispositivos que armazenam energia, como capacitores. Esses dispositivos são comuns em muitos equipamentos domésticos e comerciais, como refrigeradores e ventiladores, e podem oferecer risco ao usuário se manuseados incorretamente. Choque elétrico dinâmico Ocorre quando o usuário toca um elemento da rede elétrica. Esse tipo de choque é especialmente perigoso porque é constante, sendo continuamente alimentado por corrente elétrica. Por isso, é necessário ter um bom projeto de dispositivos de proteção e aterramento elétrico. • • • • • • Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Os acidentes com eletricidade são perigosos para a vida da vítima devido aos efeitos da corrente elétrica no corpo humano, especialmente nos músculos cardíacos e as queimaduras. É preciso ser muito cuidadoso e prudente ao atender uma vítima de choque elétrico, pois o socorrista também enfrenta grandes riscos. Os sintomas característicos que podem ser observados inicialmente em uma vítima de descarga elétrica incluem: Mal-estar geral. Náusea. Cãimbras musculares. Ardência ou falta de sensibilidade na pele. Falta de ar (dispneia). Arritmias (ritmo irregular dos batimentos cardíacos). Antes de socorrer a vítima, é de extrema importância que a fonte do choque elétrico seja desligada. Caso o choque ocorra em uma região protegida por circuitos internos, desligue imediatamente todos os disjuntores e interruptores da instalação antes de tocar a pessoa. Se o acidente for em uma região fora do domínio de uma instalação de baixa tensão, por exemplo, relacionado às redes de distribuição, entre em contato imediatamente com o corpo de bombeiros e a empresa responsável pelo fornecimento de energia para providenciar o seccionamento da rede. Caso não seja possível, tente retirar a vítima da fonte de energia utilizando luvas de borracha grossa ou materiais isolantes secos (cabos de vassoura, tapetes de borracha, cordas etc.), afastando a vítima do fio exposto ou aparelho elétrico. Procedimento para afastar a vítima do choque elétrico. É importante jamais tocar a pessoa ainda em contato com as partes energizadas. Em caso de parada cardiorrespiratória, iniciar imediatamente as manobras de ressuscitação, insistindo até a chegada de uma equipe médica especializada. Após a pessoa voltar a respirar, verifique a existência de possíveis queimaduras, fraturas ou lesões decorrentes da queda durante o acidente. • • • • • • Comentário De acordo com as emergências médicas, devem ser atendidas primeiro hemorragias externas e edemas de pulmão, manobra de ressuscitação, fraturas e queimaduras, nessa ordem. A ressuscitação cardiorrespiratória (RCR) deve ser iniciada o mais rápido possível, pois os centros vitais do sistema nervoso ainda continuam em atividade após a parada. A imagem a seguir ilustra um procedimento básico em uma RCR para atendimento de uma vítima em parada cardiorrespiratória. Manobra de atendimento a uma vítima de paradacardiorrespiratória. A RCR não é capaz de evitar lesões cerebrais por períodos prolongados. Com o passar do tempo de manobra, o ritmo de circulação sanguínea no cérebro vai diminuindo até se tornar ineficaz. Desse modo, é muito importante buscar atendimento dos serviços de emergência com suporte avançado, para aplicação de desfibrilação para reversão da parada. Verificando o aprendizado Questão 1 O choque elétrico é um dos principais causadores de acidentes fatais em instalações elétricas, principalmente em situaçõesde operação inadvertida dos equipamentos ou más condições dos sistemas de proteção. Entre os efeitos ocasionados pela passagem de corrente elétrica no corpo humano, pode-se citar, exceto A parada cardiorrespiratória. B queimaduras. C arritmia cardíaca. D fraturas. E dispneia. A alternativa D está correta. O choque elétrico provoca alterações nos tecidos orgânicos devido à passagem de corrente elétrica que altera o comportamento das células no corpo humano. O tecido ósseo é um dos que apresentam maior resistividade elétrica; portanto, um choque elétrico não é capaz de provocar fraturas. No entanto, é preciso ressaltar que uma eventual queda devido ao choque elétrico pode ocasionar fraturas. Questão 2 Os primeiros atendimentos a uma vítima de choque elétrico podem ser determinantes para preservação de sua vida. Em caso de reconhecimento de situação de parada cardiorrespiratória (PCR) em uma vítima de choque elétrico, a primeira ação a se tomar deve ser A iniciar as manobras de ressuscitação. B verificar presença de hemorragias externas ou edemas pulmonares. C afastar a vítima da fonte de choque elétrico. D verificar presença de queimaduras. E verificar fraturas ao longo do corpo da vítima. A alternativa C está correta. Apesar da urgência em iniciar os procedimentos de respiração artificial em uma vítima de choque elétrico, a primeira ação que se deve tomar é afastar a pessoa da fonte geradora de descarga elétrica. Desse modo, cessa-se a origem dos danos na vítima e é afastado o risco potencial de choque para quem está prestando os primeiros socorros. Modelo de aterramento estabelecido pela NBR 5410, que garantirá a segurança das instalações. 4. As normas e a sua essencialidade em instalações elétricas O aterramento e a NBR 5410 Neste vídeo, vamos abordar as principais diretrizes da NBR 5410, que nos ajudam a implementar adequadamente os sistemas de aterramento em edifícios, garantindo a segurança das instalações elétricas. Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. Sempre que abordamos questões relacionadas à eletricidade, precisamos tomar muito cuidado, seja no ambiente de trabalho ou mesmo em nossas residências. Você já reparou que muitos acidentes ocorrem em nosso dia a dia envolvendo este tema? Uma simples troca de lâmpadas ou o manuseio incorreto no quadro de disjuntores pode ocasionar sérios problemas. Então, o melhor é seguirmos as normas de segurança, sempre solicitando o apoio de pessoas habilitadas, especialmente em locais onde o risco elétrico é ainda maior. Observem que qualquer pessoa pode estar exposta a esses perigos, não apenas no trabalho, mas em casa, na escola ou em ambientes de lazer. Dessa forma, devemos seguir as normas relativas à segurança em eletricidade, como a NR-10 e a NBR 5410, que visam garantir a segurança não apenas de quem opera determinado sistema elétrico, mas de todos os usuários que necessitam desse sistema. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) edita as chamadas NBRs, ou seja, as Normas Técnicas Brasileiras, com rigorosos padrões técnicos e suas diversas especificidades conforme os serviços ou operações a serem executados. Vamos, então, abordar um pouco de cada uma dessas importantes normas. Veja! NBR 5410:2004 Recebeu o nome de Instalações Elétricas de Baixa Tensão e tem seu campo de aplicação em edificações novas ou existentes com objetivo direto na segurança das pessoas e dos bens materiais. NR-10 Tem o título de Segurança em Instalações e Serviços de Eletricidade e faz parte de um conjunto de normas da Portaria 3.214, publicada em 8 de junho de 1978 pelo Ministério do Trabalho e Emprego, que estabelece as medidas de segurança, higiene e saúde ocupacional. Ao contrário do que se pode pensar, são normas complementares e contribuem para a segurança de todos. Inicialmente, é importante entendermos o que é aterramento, pois muito se fala, mas o termo é de pouca compreensão. O aterramento elétrico é um procedimento ou medida de segurança que tem como objetivo principal garantir a segurança dos equipamentos conectados a uma rede elétrica nas residências, nos ambientes de trabalho ou em qualquer outro local. Esses equipamentos são conectados à terra e, com isso, vão eliminar a fuga de energia. Assim, seu equipamento estará protegido contra danos maiores, além de evitar que algum indivíduo receba um choque elétrico ao entrar em contato com o equipamento. Para garantir a correta aplicação do aterramento nas edificações, é obrigatório seguir a NBR 5410, visto que ela estabelece os corretos procedimentos e orientações de segurança das pessoas e dos bens materiais em geral. Porém, é importante destacarmos que essa norma é aplicável apenas em instalações elétricas de baixa tensão para as instalações novas e para as edificações já instaladas. Outro aspecto muito importante da NBR 5410 é que ela se aplica às edificações em que seus circuitos elétricos são alimentados sob tensão nominal igual ou inferior a em corrente alternada, e possuem frequências inferiores a , ou a em corrente contínua. As instalações possuem dois fios: o fio força que fornece a energia e o fio neutro, responsável por trazer de volta a corrente elétrica. Porém, para garantir efetivamente a segurança, é necessário um terceiro fio nesse sistema, e é o que chamamos de fio terra – aterramento elétrico. Portanto, é fundamental seguirmos todas as orientações estabelecidas pela NBR 5410. Caso uma instalação elétrica não atenda corretamente à NBR 5410 em relação ao aterramento, quais seriam as consequências? Quedas de energia, fuga de energia, curto-circuito, queima de aparelhos em geral. Observe a seguir a quê a norma se aplica ou não. A NBR 5410 se aplica a: Áreas descobertas e externas a edificação. Canteiros de obras e instalações temporárias. Feiras e exposições bem como a todo tipo de evento. Circuito elétrico com tensão igual ou inferior a 1000 v em corrente alternada. A NBR 5410 não se aplica a: Instalações elétricas de veículos automotores. Embarcações e aeronaves. Cercas elétricas. Iluminação pública e redes de distribuição de energia. O aterramento e a NR-10 Neste vídeo, vamos abordar a NR-10, que trata da segurança em instalações elétricas, incluindo as diretrizes para aterramentos, considerados equipamentos de proteção coletiva. Confira! Conteúdo interativo Acesse a versão digital para assistir ao vídeo. As normas regulamentadores de segurança do trabalho estão estabelecidas pela Portaria nº 3.214 do Ministério do Trabalho, incluindo a NR-10, que trata de segurança em instalações elétricas. Apesar de seu campo de aplicação estar voltado para a segurança de todos aqueles que atuam em atividades ou operações elétricas, suas abordagens têm como objetivo minimizar os riscos e garantir a segurança de todos, inclusive dos equipamentos e máquinas presentes em determinadas edificações. • • • • • • • • Enquanto a NBR 5410 foca as edificações com circuitos de baixa tensão, a NR-10 estabelece procedimentos de segurança para os trabalhadores em qualquer tipo de exposição elétrica, seja de baixa ou alta tensão. Vamos destacar os itens específicos da NR-10 que abordam o tema aterramento elétrico: 10.2.8 – Medidas de proteção coletiva 10.2.8.1 Em todos os serviços executados em instalações elétricas devem ser previstas e adotadas, prioritariamente, medidas de proteção coletiva aplicáveis, mediante procedimentos, às atividades a serem desenvolvidas, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores. 10.2.8.2 As medidas de proteção coletiva compreendem, prioritariamente, a desenergização elétrica conforme estabelece esta NR e, na sua impossibilidade, o emprego de tensão de segurança. 10.2.8.2.1 Na impossibilidade de implementação do estabelecido no subitem 10.2.8.2., devem ser utilizadas outras medidas de proteção coletiva, tais como: isolação das partes vivas, obstáculos, barreiras, sinalização, sistema de seccionamento automático de alimentação, bloqueio do religamentoautomático. 10.2.8.3 O aterramento das instalações elétricas deve ser executado conforme regulamentação estabelecida pelos órgãos competentes e, na ausência desta, deve atender às normas internacionais vigentes. Observemos que, de acordo com o item 10.2.8 dessa importante NR, o procedimento de aterramento é considerado uma medida de proteção coletiva, ou seja, aquela que contribui para a segurança do conjunto dos trabalhadores. Com isso, podemos observar a importância do aterramento nas edificações, tanto para garantia e segurança de máquinas, equipamentos, quanto (e ainda mais importante) das pessoas, o que inclui os trabalhadores em primeiro plano. Observe, na imagem a seguir, que a segurança do trabalhador, bem como de seus colegas de trabalho, inicia- se com as medidas coletivas estabelecidas a partir da correta instalação do aterramento elétrico, exatamente como determinada pela NR-10, visto que o trabalho em instalações elétricas, mesmo com a rede desligada, representa risco de vida para os trabalhadores. Trabalhador atuando na manutenção de um circuito elétrico de alta tensão em uma empresa. Os sistemas elétricos são complexos e os riscos de uma energização acidental, seja por comportamento inseguro dos trabalhadores ou por condições inseguras do ambiente de trabalho, são reais e devem ser considerados durante as operações. O aterramento elétrico pode garantir essas operações e reduzir os riscos. Nesse contexto, é importante discutir um tema relevante: os aterramentos temporários. Na NR-10, que prioriza a segurança dos trabalhadores, podemos aumentar a segurança e reduzir esses riscos por meio do aterramento temporário do sistema ou circuito elétrico. O aterramento elétrico tem como objetivo garantir que, caso haja correntes passando pelo equipamento em áreas expostas ao contato, como em ambientes de trabalho com riscos elétricos significativos, essas correntes não sejam transferidas para o corpo do trabalhador (o que poderia causar danos graves ou até mesmo sua morte), mas sim direcionadas para a terra. O aterramento deve ser feito antes e depois do ponto de intervenção do circuito e derivações, se houver, caso a intervenção ocorra no final do trecho, ou seja, o ponto de trabalho deve ficar isolado. Aí está, de forma clara e objetiva, uma medida de proteção coletiva estabelecida pela NR-10. Agora, observe alguns exemplos de situações que podem causar energização acidental. Se houver um aterramento temporário devidamente implementado, o trabalhador estará protegido: Erros na manobra. Fechamento de chave seccionadora. Contato acidental com outros circuitos energizados, situados ao longo do circuito. Tensões induzidas por linhas adjacentes ou que cruzam a rede. Fontes de alimentação de terceiros (geradores, Nobreaks, UPS). Linhas de distribuição para operações de manutenção e instalação de transformador. Torres e cabos de transmissão nas operações de construção de linhas de transmissão. Linhas de transmissão nas operações de substituição de torres ou manutenção de componentes da linha. Descargas atmosféricas. Verificando o aprendizado Questão 1 • • • • • • • • • A NBR 5410 é uma importante norma editada pela ABNT, que tem como objetivo garantir a segurança das edificações novas ou já existentes, através da implementação de aterramento elétrico. Marque abaixo a opção que estabelece o campo de atuação da NBR 5410. A A NBR 5410 se aplica às edificações nas quais os circuitos elétricos alimentam-se sob tensão nominal igual ou menor que em corrente alternada. B A NBR 5410 se aplica em circuitos elétricos de alta tensão. C A NBR 5410 é destinada a implementação de aterramentos elétricos em iluminação pública e em redes de distribuição de energia. D A NBR 5410 é uma norma de aplicação específica para embarcações de grande porte e em aeronaves. E A NBR 5410 é uma norma complementar à NR-10 e é destinada de forma exclusiva para a proteção dos trabalhadores. A alternativa A está correta. A NBR 5410 é uma norma estabelecida pela ABNT com o objetivo de garantir a segurança das pessoas, animais e dos bens em geral, através da implantação do aterramento elétrico, porém, limitada a circuitos de baixa tensão, ou seja, até em corrente alternada. Dessa forma, redes públicas, aeronaves e embarcações não estão contempladas pela NBR 5410. Outro ponto fundamental a se considerar é que a norma que trata da segurança dos trabalhadores é a NR-10, conforme estabelece a Portaria nº 3.214. Questão 2 Um programa de prevenção de riscos para as atividades elétricas deverá contemplar as diversas medidas de controle e, entre elas, a priorização das medidas coletivas e os equipamentos de proteção coletivos (EPC). Marque a única alternativa que, de acordo com o item 10.2.8 – Medidas de proteção coletiva da NR-10, representa um EPC para a proteção dos trabalhadores. A Calçado de segurança B Acionamento do religamento automático C Aterramento D Abafador de ruído E Luvas de eletricista A alternativa C está correta. De acordo com o item 10.2.8 da NR-10 – Medidas de Proteção coletiva, apenas o aterramento será considerado um equipamento coletivo, pois garante a redução dos riscos para o conjunto de trabalhadores, ao contrário do calçado de segurança, do abafador de ruído e das luvas de eletricista, que representam equipamentos de proteção individuais. O bloqueio do religamento automático, e não o acionamento, é uma proteção coletiva. Vale observar o subitem dessa mesma norma: "10.2.8.3 O aterramento das instalações elétricas deve ser executado conforme regulamentação estabelecida pelos órgãos competentes e, na ausência desta, deve atender às normas internacionais vigentes". 5. Conclusão Considerações finais É fundamental compreendermos a importância de uma boa iluminação em uma edificação. Nesse contexto, em fase de projetos, deveremos sempre garantir que os ambientes tenham bons níveis de iluminação para atender aos seus reais objetivos, alinhando as questões estéticas com a absorção das próprias fontes naturais. Os projetos de iluminação devem priorizar a segurança e o conforto dos usuários. É essencial incluir o dimensionamento de iluminação de emergência nos projetos, especialmente em locais como escolas, hospitais e outras atividades essenciais. Outro aspecto de extrema importância é o aterramento, que assegura o equilíbrio do sistema elétrico da construção, reduzindo a fuga e a queda de energia. Esse procedimento deve seguir as diretrizes da NBR 5410, que aborda o tema de forma abrangente, orientando a execução correta, além da NR-10, que trata da segurança em eletricidade, tanto para operadores quanto para usuários da estrutura edificada. Portanto, associar a estética proposta ao projeto com a segurança de todos deve ser algo realizado na fase de projeto ou, adequado posteriormente, mesmo com a edificação já existente. Explore + Pesquise as indicações que separamos para você! ABNT, Norma Brasileira NBR 5413 - Iluminância de Interiores, 1992. ABNT, Norma Brasileira ISO 8995-1 - Iluminação de Ambientes de trabalho - Parte 1: Interior, 1ª edição, 2013. Referências ABNT. Norma Brasileira - Instalações Elétricas de Baixa Tensão NBR 5410:2004. Consultado na internet em: 20 mai. 2024. JBV ENGENHARIA. Memória de cálculo do projeto de distribuição em baixa tensão, 2014. BRASIL. Norma Regulamentadora NR-10. Consultado na internet em: 20 mai. 2024. Iluminação, aterramento e segurança em instalações elétricas 1. Itens iniciais Propósito Preparação Objetivos Introdução Conteúdo interativo 1. Elementos de iluminação Luz Conteúdo interativo Fluxo luminoso Atenção Iluminância () Eficiência luminosa ( ) Lâmpadas e luminárias Conteúdo interativo Lâmpadas incandescentes Saiba mais Lâmpadas de descarga Lâmpadas fluorescentes Lâmpadas de vapor de mercúrio Lâmpadas de vapor de sódio Lâmpadas de estado sólido (LEDs) Luminárias Iluminação de interiores e exteriores Conteúdo interativo Atenção Iluminação interna