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SÉRIE CONSTRUÇÃO CIVIL INSTALAÇÕES ELÉTRICAS VOLUME 3 SÉRIE CONSTRUÇÃO CIVIL INSTALAÇÕES ELÉTRICAS VOLUME 3 CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI Robson Braga de Andrade Presidente DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA – DIRET Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor de Educação e Tecnologia SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI Conselho Nacional Robson Braga de Andrade Presidente SENAI – Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor Geral Gustavo Leal Sales Filho Diretor de Operações SÉRIE CONSTRUÇÃO CIVIL INSTALAÇÕES ELÉTRICAS VOLUME 3 SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional Sede Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 3317-9001 Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br © 2013. SENAI – Departamento Nacional © 2013. SENAI – Departamento Regional da Bahia A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, me- cânico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAI. Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI da Bahia, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP SENAI Departamento Regional da Bahia Núcleo de Educação à Distância - NEAD FICHA CATALOGRÁFICA S491i Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional. Instalações elétricas / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial, Departamento Nacional, Departamento Regional da Bahia. - Brasília: SENAI DN, 2013. 4v. 100 p.: il. (Série Construção Civil,v.3) ISBN 978-85-7519-763-9 1. Instalações elétricas. 2. Construção Civil. 3. Qualificação em Eletricista instalador Residencial. I. Serviço Nacional de Aprendizagem. Departamento Regional da Bahia. II. Instalações Elétricas. III. Série Construção Civil. CDU: 696 Lista de ilustrações Figura 1 - Disjuntores ......................................................................................................................................................18 Figura 2 - Disjuntor térmico ........................................................................................................................................19 Figura 3 - Partes do disjuntor - vista lateral interna .............................................................................................19 Figura 4 - Disjuntores ......................................................................................................................................................20 Figura 5 - Disjuntor motor ............................................................................................................................................21 Figura 6 - Disjuntor diferencial residual bipolar e tetrapolar ...........................................................................22 Figura 7 - Disjuntor DR ...................................................................................................................................................22 Figura 8 - Disjuntor DR bipolar e tetrapolar ...........................................................................................................23 Figura 9 - Fusível tipo rolha com base ......................................................................................................................24 Figura 10 - Fusível cartucho e base ...........................................................................................................................25 Figura 11 - Fusível tipo D com seus componentes .............................................................................................26 Figura 12 - Fusível NH e seus componentes ...........................................................................................................27 Figura 13 - Dispositivo de proteção contra furto .................................................................................................31 Figura 14 - DPS monofásico .........................................................................................................................................32 Figura 15 - Esquema de ligação de DPS ...................................................................................................................35 Figura 16 - DPS próximo ao medidor ........................................................................................................................37 Figura 17 - DPS próximo ao quadro de distribuição ...........................................................................................37 Figura 18 - Equipamento sem aterramento ...........................................................................................................41 Figura 19 - Equipamento com aterramento ...........................................................................................................42 Figura 20 - Malha de aterramento .............................................................................................................................44 Figura 21 - Aterramento com neutro e proteção juntos ....................................................................................45 Figura 22 - Esquema TN-S .............................................................................................................................................47 Figura 23 - Esquema TN-C .............................................................................................................................................47 Figura 24 - Esquema TN-C-S .........................................................................................................................................47 Figura 25 - Esquema TT ..................................................................................................................................................48 Figura 26 - Esquema IT ...................................................................................................................................................49 Figura 27 - Haste de aço de cobre ..............................................................................................................................50 Figura 28 - Ligação aterramento com haste...........................................................................................................50 Figura 29 - Malha ..............................................................................................................................................................51 Figura 30 - Estrutura metálica e aterramento ........................................................................................................52 Figura 31 - Inspeção ........................................................................................................................................................58 Figura 32 - Choque de mão a mão.............................................................................................................................60 Figura 33 - Efeitos da corrente elétrica .....................................................................................................................61 Figura 34 - Planejamento de atividade ....................................................................................................................64 Figura 35 - Análise preliminar de risco .....................................................................................................................65 Figura 36 - Má postura do eletricista .......................................................................................................................66Figura 37 - Equipamentos para carga .......................................................................................................................67 Figura 38 - Levantamento de carga ...........................................................................................................................67 Figura 39 - EPI’s básicos ..................................................................................................................................................69 Figura 40 - EPI - Equipamento de proteção individual .......................................................................................70 Tabela 1 - Tensão de impulso suportável em função da tensão nominal .....................................................33 Tabela 2 - Suportabilidade a impulso exigível dos componentes da instalação ......................................34 Figura 41 - Capacete .......................................................................................................................................................71 Figura 42 - Óculos de segurança ...............................................................................................................................72 Figura 43 - Luvas ...............................................................................................................................................................73 Figura 44 - Escada ............................................................................................................................................................74 Figura 45 - Cinto de paraquedista ..............................................................................................................................75 Figura 46 - Proteção dos pés ........................................................................................................................................76 Figura 47 - Meio ambiente ............................................................................................................................................81 Figura 48 - Descarte de resíduos ................................................................................................................................83 Figura 49 - Hidrelétrica e mineração .........................................................................................................................84 Figura 50 - Emissão de poluentes urbanos .............................................................................................................85 Figura 51 - Atividade agrícola ......................................................................................................................................86 Sumário 1 Introdução ........................................................................................................................................................................13 2 Proteção das instalações elétricas ...........................................................................................................................17 2.1 Disjuntores .....................................................................................................................................................18 2.1.1 Disjuntores térmicos ................................................................................................................18 2.2 Dispositivos diferencial residual (DR) ...................................................................................................21 2.3 Fusíveis ............................................................................................................................................................23 2.3.1 Fusível tipo rolha .......................................................................................................................24 2.3.2 Fusível tipo cartucho ...............................................................................................................25 2.3.3 Fusível tipo diametral (Diazed) ............................................................................................25 2.3.4 Fusível tipo NH ...........................................................................................................................26 3 Dispositivos de proteção contra surtos .................................................................................................................31 4 Ligação à terra (aterramento) ....................................................................................................................................41 5 Segurança do trabalho ................................................................................................................................................57 5.1 Prevenção de acidentes ............................................................................................................................58 5.2 Causa de acidentes .....................................................................................................................................61 5.3 Análise preliminar de risco .......................................................................................................................63 5.4 Ergonomia......................................................................................................................................................65 5.5 Equipamentos de proteção individual e coletivo (EPI e EPC)......................................................68 6 Meio ambiente ................................................................................................................................................................81 6.1 Gestão ambiental ........................................................................................................................................82 6.2 Descarte de resíduos ..................................................................................................................................82 6.3 Impactos ambientais ..................................................................................................................................84 6.3.1 Três tipos de impactos ambientais .....................................................................................84 6.4 Normalização ................................................................................................................................................86 Referências Minicurrículo do autor Índice Introdução 1 Sejam bem-vindos ao universo das Edificações com o curso de Qualificação Profissional em Eletricista Instalador Residencial que tem como objetivo formar profissionais capazes de exe- cutar instalações elétricas, utilizando ferramentas e equipamentos adequados, além de pro- porcionar o desenvolvimento de uma visão geral do sistema elétrico da edificação. Durante o processo de aprendizagem, o aluno será capacitado a interpretar projetos, pla- nejar e elaborar orçamento, executar instalações elétricas, realizar manutenção, utilizar os materiais e equipamentos conforme normas, noções de segurança e meio ambiente, além de desenvolver uma consciência social focado no ambiente organizacional no qual será inserido. O nosso curso se dará pelo estudo do livro Instalações Elétricas que é divido em 04 volumes. Neste terceiro volume, abordaremos informações importantíssimas sobre as maneiras de tra- balhar as instalações elétricas, dispositivos de proteção contra surtos, segurança do trabalho, aterramento e meio ambiente. De forma integrada, desenvolveremos também as capacidades sociais, organizativas e me- todológicas necessárias, adequadas às diferentes situações profissionais, favorecendo uma base consistente para a construção das competências específicas, conforme descritas abaixo: CAPACIDADES TÉCNICAS: a) manusear instrumentos e ferramentas típicas da área de instalações elétricas de baixa tensão residenciais; b) utilizar equipamentos de proteção individual; c) descartarmateriais de acordo com normas ambientais; d) transportar materiais, considerando normas de segurança, de saúde e recomendações do fabricante; e) locar as instalações elétricas a serem executadas; f) realizar manutenção em instalações elétricas residenciais. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL14 CAPACIDADES SOCIAIS, ORGANIZATIVAS E METODOLÓGICAS: a) desenvolver consciência prevencionista em relação a saúde, segurança e meio ambiente; b) trabalhar em equipe; c) ser metódico; d) ser detalhista; e) ser organizado; f) manter relacionamento interpessoal; g) ter visão sistêmica; h) ser analítico; i) ser responsável. Os conhecimentos, as habilidades e as atitudes necessárias, para o alcance do objetivo desta qualificação, serão apreendidos através dos conteúdos apresenta- dos nos capítulos que abordam a execução das instalações elétricas em edifica- ções conforme projetos, normas técnicas vigentes e procedimentos específicos, planejando o trabalho de forma limpa e organizada, assegurando o desenvolvi- mento do processo de execução das obras dentro dos prazos, com segurança, qualidade, economia e respeito ao meio ambiente. Siga em frente e bons estudos! Anotações: 1 INTRODUÇÃO 15 Proteção das instalações elétricas 2 Proteção é um dos itens mais importantes numa instalação elétrica, pois seu principal ob- jetivo é garantir que os equipamentos existentes funcionem dentro dos padrões determina- dos pelo fabricante, e que a instalação esteja preparada para qualquer anormalidade que por ventura possa acontecer. Existem dispositivos para diversas possíveis anormalidades. Cabe ao projetista identificá-las e dimensioná-las, e ao eletricista conhecer suas características e saber montá-las. Todos os condutores vivos de um circuito devem ser protegidos contra as sobrecargas e os curtos-circuitos, por um ou mais dispositivos de proteção que promovam sua interrupção quando ocorre uma dessas condições anormais. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL18 2.1 DISJUNTORES São os dispositivos de manobra e proteção, capazes de garantir o funciona- mento do circuito em condições normais, e interromper quando houver correntes em condições anormais, tais como as de curto-circuito e/ou sobrecarga. Existem vários tipos de disjuntores, os mais usuais em instalações elétricas residenciais são descritos abaixo. Figura 1 - Disjuntores Fonte: SENAI, 2013. 2.1.1 DISJUNTORES TÉRMICOS Disjuntores térmicos são dispositivos que têm objetivo de interromper a pas- sagem de corrente, sendo constituído por lâminas metálicas com coeficientes de dilatação térmica diferentes (latão e aço), soldados. A dilatação em tempos dife- rentes produz um aquecimento devido corrente elétrica acima do valor nomi- nal determinado pelo fabricante, o que pode provocar abertura do disjuntor em tempos diferentes, isso porque a dilatação desigual das lâminas determina que as mesmas se curvem e desliguem o dispositivo. Alguns fabricantes de disjuntores permitem ajustes em função da temperatura ambiente. Além dos bimetálicos, os disjuntores podem também possuir relés magnéticos (bobinas de abertura), que atuam mecanicamente, desligando o disjuntor quando a corrente é intensa e de curta duração, como em casos de curto-circuito. 1 DISJUNTOR TERMOMAGNÉTICO: São disjuntores que possuem duas formas de atuação em proteção, sendo proteção térmica e magnética. Uma protege contra sobrecorrente e a outra curto-circuito, respectivamente. 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 19 Figura 2 - Disjuntor térmico Fonte: SENAI, 2013. As correntes de curto-circuito se caracterizam por possuir valores extrema- mente elevados, da ordem de 1.000 a 10.000% da corrente nominal (In) do circui- to. São provenientes de falhas ou defeitos graves das instalações, tais como: a) falha ou rompimento da isolação entre fase e terra; b) falha ou rompimento da isolação entre fase e neutro; c) falha ou rompimento da isolação entre fases distintas. Dessa forma, o disjuntor substitui com vantagem o fusível, pois não é danifi- cado ao abrir um circuito em caso de curto-circuito, bem como substitui o relé térmico em casos de sobrecarga . Conheça, na figura que segue, as partes de um disjuntor: Figura 3 - Partes do disjuntor - vista lateral interna Fonte: ENSINANDO ELETRICA, 2013. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL20 Os disjuntores termomagnéticos1 existentes no mercado podem ser encontra- dos para instalações monofásicas, bifásicas e trifásicas, ou seja, para residências com uma, duas ou três fases em sua alimentação. Figura 4 - Disjuntores Fonte: SENAI, 2013. FIQUE ALERTA Os disjuntores termomagnéticos somente devem ser li- gados aos condutores fase dos circuitos, para evitar que durante alguma manutenção o eletricista esteja exposto a choques. O disjuntor apresenta uma capacidade de corrente, chamada “nominal2”, para a qual ele foi calibrado; entretanto, essa corrente nominal somente é válida para o disjuntor frio, isto é, trabalhando ao ar livre, enquanto o calor produzido nos contatos e no mecanismo de disparo se mantém baixo. As correntes de sobrecarga são caracterizadas pelos seguintes fatores: a) quando correntes superiores à corrente nominal (até 10 x in) são provoca- das no circuito; b) quando se utiliza fora dos padrões estabelecidos pelo fabricante, ou seja, acima de suas capacidades nominais. Pode acontecer desligar um disjuntor, juntamente com outros numa caixa de distribuição, devido ao calor desenvolvido pelo conjunto, proveniente da falta de ventilação e do efeito térmico produzido pela passagem de corrente, desligar um ou mais disjuntores da respectiva caixa, sem mesmo haver sobrecarga. Por isso, recomenda-se que os disjuntores trabalhem com folga, ou seja, o circuito não deve ultrapassar 70% da capacidade de corrente nominal do disjuntor. 2 CORRENTE NOMINAL: É a corrente mais alta que um dispositivo pode conduzir continuamente dentro da faixa de temperatura determinada pelo fabricante, após ensaios. 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 21 VOCÊ SABIA? As sobrecargas são extremamente prejudiciais ao siste- ma elétrico, pois produzem efeitos térmicos altamente danosos aos circuitos que vão desde o mau funciona- mento até a queima do equipamento. Atualmente, o disjuntor, pela sua confiabilidade, custo, além do tempo de montagem, vem sendo substituído pelo conjunto fusível, contator e relé, o qual abordaremos mais adiante, para ligação de motores. Contudo, deve-se deixar claro que para atender estas necessidades os fabricantes adaptaram o disjuntor tradicional, criando, assim, o Disjuntor motor: Figura 5 - Disjuntor motor Fonte: SENAI, 2013. VOCÊ SABIA? A diferença entre os disjuntores térmicos e termo- magnéticos e o disjuntor motor é que no segundo são considerados a corrente de partida do motor (que é da ordem de 4 a 8 vezes a corrente nominal), não desligan- do-o quando são acionados, e possuem regulagem de corrente nominal. 2.2 DISPOSITIVOS DIFERENCIAL RESIDUAL (DR) Os Dispositivos Diferencial Residual (DR) são equipamentos de seccionamento mecânico destinados à abertura dos próprios contatos quando ocorre uma cor- rente indesejada à terra, ou seja, correntes que são produzidas normalmente por falhas de isolamento e que expõem as pessoas a choques. Tais dispositivos po- dem ser interruptores ou disjuntores. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL22 Figura 6 - Disjuntor diferencial residual bipolar e tetrapolar Fonte: SENAI, 2013. Os interruptores DR seccionam o circuito apenas quando existe corrente de fuga, não protegendo o circuito contra sobrecorrentes e faltas. Já os disjuntores DR são dispositivos de seccionamento mecânico destinados a desligarem quan- do ocorre uma sobrecarga, curto-circuito ou corrente de fuga à terra. Na verdade, eles possuem duas funções: a) proteger contra efeitos nocivos causados por choques elétricos. É uma pro- teção eficaz contra fugas de corrente, evita incêndios causados por instala- ções elétricas defeituosas,protege a vida humana e os animais domésticos; b) ser um vigia constante da instalação elétrica, pois são de fácil instalação no quadro elétrico. Figura 7 - Disjuntor DR Fonte: SENAI, 2013. 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 23 Indicado como meio de proteção contra contatos diretos e indiretos pela nor- ma brasileira (NBR 5410). Pelo seu alto desempenho mecânico, pode ser usado como chave geral do quadro elétrico. Outros modelos de menor capacidade de corrente são adequados para proteção de áreas específicas, tais como: quartos de crianças, cozinhas, lavanderias, garagens e áreas úmidas em geral, pois atuam em até 30 milissegundos, com uma corrente de fuga máxima de 30 miliampéres. VOCÊ SABIA? A instalação do DR também permite uma economia de energia, pois ao desligar o circuito em caso de fuga, elimina as possibilidades de correntes indesejadas. Os DR’s são encontrados no mercado em diversas especificações, atendendo a instalações monofásicas, bifásicas ou trifásicas. Portanto, eles podem ser mono- polar, bipolar ou tetrapolar, ou seja, significa que existem um, dois ou mais entra- das para ligações elétricas com as redes, e podem ser de alta e baixa sensibilidade. Os dispositivos monopolares, bipolares e tetrapolares são utilizados em insta- lações monofásicas, bifásicas, trifásicas, respectivamente; uma fase mais um neu- tro, duas fases mais um neutro, três fases mais um neutro. Figura 8 - Disjuntor DR bipolar e tetrapolar Fonte: SENAI, 2013. 2.3 FUSÍVEIS Os fusíveis são dispositivos de proteção destinados a interromper o circuito em casos de curto circuito. Estes elementos de proteção atuam através da fusão de um filamento instalado entre dois polos, que se interrompem quando a corrente elétrica excede um valor estabelecido num determinado intervalo de tempo. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL24 Em condições normais, faz com que o circuito onde está instalado opere nor- malmente, sem qualquer interferência em suas características. Mas, quando há elevação do valor da corrente nominal de funcionamento, ocorre um aumento rápido de temperatura no seu elemento fusível até que ocorra a sua fusão, seccio- nando o circuito após determinado tempo. Existem diversos tipos de fusíveis, po- rém apresentaremos os mais usados em instalações residenciais a partir de agora. 2.3.1 FUSÍVEL TIPO ROLHA São fusíveis de baixa tensão onde um dos contatos é uma peça roscada, que se fixa na parte roscada da base, da mesma forma que uma lâmpada roscada no soquete. A norma que certifica estes tipos de fusíveis é a NBR 5113, NBR 5117 e a NBR 6280. Este fusível entrou em desuso por conta das mudanças dos padrões de ali- mentação de entradas das residências. Atualmente, é muito difícil encontrar no mercado. SAIBA MAIS As Normas, NBR 5113, NBR 6280, da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, são referentes a fusíveis, para obter maiores informações é só visitar o site: www.abnt.org.br. Figura 9 - Fusível tipo rolha com base Fonte: SENAI, 2013. O maior motivador para este tipo de fusível deixar de ser usado é a segurança, pois as partes vivas, ou seja, partes energizadas ficam expostas, o que permite um contato acidental. 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 25 2.3.2 FUSÍVEL TIPO CARTUCHO É um fusível de baixa tensão feito com material isolante, o mais comum pape- lão, com contatos nas extremidades sendo metálica. Normalmente, utilizado em circuitos de iluminação e força. Tem como capacidade de corrente valores que variam de 10 a 100 ampéres e como tensão máxima de trabalho de 250 Volts. Figura 10 - Fusível cartucho e base Fonte: SENAI, 2013. Ainda bastante utilizado em instalações elétricas, mas sendo naturalmente substituídos por disjuntores. 2.3.3 FUSÍVEL TIPO DIAMETRAL (DIAZED) O fusível diametral, que teve seu nome popularizado como diazed, é um dis- positivo que pode ser de ação rápida ou ação retardada. Os de ação rápida, usa- dos para iluminação e carga resistivas, atuam com valores abaixo de décimos de segundo. Enquanto que os de ação retardada servem para proteger motores, por causa da elevação da corrente dos mesmos na hora da partida. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL26 Figura 11 - Fusível tipo D com seus componentes Fonte: SENAI, 2013. Os fusíveis tipos D – Diazed são usados em larga escala e os mais usados popu- larmente. Estes fusíveis veem acompanhados de diversos acessórios como: a) base – serve para fixar o fusível no quadro ou painel; b) parafuso de ajuste – tem como principal objetivo impedir que, ao serem substituídos, sejam colocados fusíveis de valores maiores. existem vários ta- manhos e cores que são correlacionados com a corrente nominal; c) anel – evita o contato acidental do eletricista com partes metálicas; d) tampa – tem o objetivo de fixar o fusível na base, possui parte visível para identificar quando a queima; e) extrator do parafuso de ajuste – este dispositivo tem o objetivo de permitir a retirada do parafuso sem risco de choque. 2.3.4 FUSÍVEL TIPO NH Os fusíveis tipo NH são muito parecidos aos Diazed. A diferença existe apenas na capacidade de corrente e encapsulamento. Esta capacidade de corrente varia de 6 a 1000 ampéres, ou seja, bem maior que o Diazed. 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 27 Figura 12 - Fusível NH e seus componentes Fonte: SENAI, 2013. A utilização de fusíveis NH em instalações residenciais não é comum por ser robusto. É mais utilizado para proteção de cargas grandes. Além de permitir par- tes vivas expostas, seu manuseio exige cuidados extras por parte do eletricista. CASOS E RELATOS A proteção certa nos circuitos residenciais Sr. José, eletricista experiente, foi contratado para fazer uma manutenção elétrica na residência de Sr. Nozinho. Ao chegar na casa de Seu Nozinho, José preferiu ouvir todas as suas necessidades, para daí emitir uma opinião. Era assim que ele agia sempre, não gostava de surpresas, pois acreditava que poderia causar prejuízos. Então Sr. Nozinho começou a descrever o serviço, que parecia simples, rápi- do e barato. Seria apenas resolver o problema do chuveiro novo, pois sem- pre que era ligado, desligava a energia da casa toda. Então Sr. José analisou a situação e propôs o seguinte: Fazer atualização das instalações elétricas de acordo com os novos padrões, pois a proteção geral era feita com fusíveis tipo rolha. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL28 De acordo com Sr. José, a proteção da instalação é um dos itens mais im- portantes, e que o serviço não poderia ser apenas uma troca de fusíveis por disjuntores termomagnéticos. Teria que instalar um DR, que protege as pessoas contra choque, um DPS, que protege a instalação contra surtos elétricos e o fusível teria que ser substituído por um disjuntor que garanti- ria proteção não só contra curto circuito, mas também contra sobrecarga. RECAPITULANDO Neste capitulo, foram abordados os principais equipamentos de proteção dos circuitos elétricos residenciais e prediais. Foram listados os principais disjuntores (disjuntor termomagnético, disjuntor motor, disjuntor diferen- cial residual) e suas respectivas características mecânicas e elétricas e sua utilização, considerando a importância do dimensionamento para uma aplicação correta. Além destes dispositivos de proteção citados anterio- mente, citamos a importância dos fusíveis, que mesmo não sendo usado corriqueiramente nas instalações elétricas residenciais e prediais, apresen- tam um grau de proteção satisfatório, contudo o eletricista deve considerar os diversos aspectos na hora de optar pelo seu uso. Foi abordado que o fusível dimensionado deve ser baseado nos aspectos do equipamento do qual se quer proteger, ou seja, se for um motor, o fusível apresenta uma especificação, caso seja equipamento com características de resistência, o fusivel a ser considerado é diferente do anterior. Por isso, o eletricista re- sidencial ao especificar um sistema de proteção deve observar as cargas existentes na instalaçãoelétrica, para daí escolher o melhor sistema de pro- teção. Anotações: 2 PROTEÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS 29 Dispositivos de proteção contra surtos 3 O Brasil é um país que a incidência de descargas atmosféricas, ou seja, raios, é muito grande, acarretando constantes prejuízos a equipamentos e aparelhos elétricos e eletrônicos. Mesmo com a existência de proteção dos para-raios, a queda de um deles gera um campo eletromag- nético que se espalha por toda área, principalmente pelas redes elétricas. A rede de distribui- ção de energia elétrica de uma cidade ao ser atingida por essa descarga acaba produzindo uma rápida elevação de tensão, ou sobretensão transitória, também chamado de “surtos”. O DPS é um Dispositivo de Proteção contra Surtos elétricos, picos de tensão e descargas elétricas causadas por raios. Pode ser instalado próximo do quadro do medidor de energia da concessionária, na entrada da residência ou no quadro intermediário de distribuição parcial da residência. Esta instalação é feita normalmente nas áreas de serviço ou cozinhas, dependendo das suas características. Figura 13 - Dispositivo de Proteção contra surto Fonte: SENAI, 2013. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL32 VOCÊ SABIA? Um dos problemas mais comuns causados por descar- gas atmosféricas ou manobras de circuito é a queima de equipamentos eletrônicos como computadores, TVs e aparelhos de fax, por exemplo. Figura 14 - DPS monofásico Fonte: SENAI, 2013. Os DPS devem atender as Normas Técnicas e são selecionados com base nas seguintes características: a) níveis de proteção - É o maior valor de tensão apresentado pelo DPS entre seus terminais durante atuação, sem provocar prejuízos. Logo, é tensão que ele “deixa passar”; b) máxima tensão (Uc) de operação contínua - É o maior valor de tensão que pode ser aplicado ao DPS, em regime contínuo, sem atuar. A NBR 5410 es- tabelece que o valor de Uc deva ser maior do que a tensão nominal de ins- talação; c) suportabilidade a sobretensões temporárias - É o valor máximo de tensão que o DPS é capaz de interromper, sem causar prejuízo; d) corrente nominal (In) de descarga e/ou corrente de impulso - Válida apenas DPS classe II, e também serve para indicar a vida útil em função da quanti- dade de surtos que ele deve suportar com esse valor de corrente nominal; e) suportabilidade à corrente de curto-circuito - É o valor máximo da corrente de curto -circuito que o DPS é capaz de interromper, sem dano para a insta- lação. 3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS 33 Quando há mais de um tipo de DPS instalado em uma residência, em função dos níveis de proteção que se deseja garantir, utilizamos a coordenação entre DPS de tal forma que os mais sensíveis não tenham comprometido seu funciona- mento por um surto mais elevado do que sua capacidade de escoamento. Os componentes existentes na instalação devem ser considerados de forma que o valor nominal da tensão de impulso suportável não seja inferior àqueles indicados na tabela. Veja um exemplo: Tabela 1 - Tensão de impulso suportável em função da tensão nominal Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. (Adaptado). VOCÊ SABIA? O DPS desvia para o aterramento a corrente acima dos valores ideais de funcionamento da rede elétrica, são divididos em classes de acordo com o grau de proteção/ risco: classe I descarga atmosférica direta, classe II para descarga atmosférica indireta e classe III para pequenos surtos e variações na rede. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL34 Tabela 2 - Suportabilidade a impulso exigível dos componentes da instalação Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. (Adaptado). Para especificar o DPS adequado é importante descobrir a suportabilidade a surtos elétricos de cada equipamento. Deve-se seguir a seguinte regra: Tensão residual < V impulso do aparelho = Aparelho protegido O DPS limita o surto elétrico a uma tensão residual. Porém, nem todas as ins- talações residências utilizam o Sistema de Proteção para Descargas Atmosféricas (SDPA). Dessa forma, tem-se uma proteção média com um DPS classe II, as quais estão especificadas até 20kA para proteção contra sobretensões. Os DPS`s classe II são dimensionados para proteção contra os efeitos das descargas indiretas. São mais utilizados em residências, na proteção de descargas indiretas. Portanto, nes- te caso, o DPS deve ser instalado no Ramal de Entrada de energia e/ou no Quadro de Distribuição Primária. Os DPS especificados para o Ramal de Entrada de Energia de cada imóvel de- vem ser trifásicos da Classe I e com Categoria de suportabilidade de surto IV. Os produtos com suportabilidade a impulsos categoria II são produtos destinados a serem conectados à instalação elé- trica fixa da edificação. São, essencialmente, equipamentos de utilização como aparelhos eletrodomésticos, aparelhos eletroprofissionais, ferramentas portáteis e cargas análogas. Os produtos com suportabilidade a impulsos categoria I tam- bém são destinados a serem conectados a uma instalação fixa de edificação, mas providos de alguma proteção específica, que se assume externa ao equipamento — e situada, portanto, 3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS 35 em algum ponto da instalação fixa ou entre a instalação fixa e o produto, limitando as sobretensões transitórias a um nível especificado. (ABNT, 2004, p. 204). Para instalações com carga superior a 75kW, ou seja, quando existe uma uni- dade transformadora na instalação, não serão abordados neste módulo, pois, nosso objetivo é instalação residencial. Deve-se considerar também o esquema de aterramento utilizado na instala- ção, pois pode alterar a especificação do DPS: Figura 15 - Esquema de ligação de DPS Fonte: ABNT, 2004. (Adaptado). ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL36 Nota a) a ligação ao BEP (barramento de equipotencialização principal) ou à barra PE depende de onde, exatamente, os DPS serão instalados e de como o BEP é implementado, na prática. Assim, a ligação será no BEP quando: - o BEP se situar adiante do quadro de distribuição principal (com o BEP localizado, como deve ser, nas proximidades imediatas do ponto de en- trada da linha na edificação) e os DPS forem instalados então junto do BEP, e não no quadro; - os DPS forem instalados no quadro de distribuição principal da edifica- ção e a barra PE do quadro acumular a função de BEP. b) por consequência, a ligação será na barra PE, propriamente dita, quando os DPS forem instalados no quadro de distribuição e a barra PE do quadro não acumular a função de BEP; c) a hipótese configura um esquema que entra TN C e que prossegue instala- ção adentro TN C, ou que entra TN C e em seguida passa a TN S (aliás, como requer a regra geral de 5.4.3.6). O neutro de entrada, necessariamente PEN, deve ser aterrado no BEP, direta ou indiretamente. A passagem do esquema TN C a TN S, com a separação do condutor PEN de chegada em condutor neutro e condutor PE, seria feita no quadro de distribuição principal (global- mente, o esquema é TN-C-S); d) a hipótese configura três possibilidades de esquema de aterramento: TT (com neutro), IT com neutro e linha que entra na edificação já em esquema TN S. Há situações em que um dos dois esquemas se torna obrigatório, como a do caso relacionado na alínea b) de 6.3.5.2.6 que trata da Proteção contra choques elétricos e compatibilidade entre os DPS e dispositivos DR. (ABNT, 2004). Os modelos de DPS para uso em área urbanas em instalações predial, normal- mente são de 10 a 40 kA x 200 a 400 volts, ou seja, desviam pelo aterramento os picos de tensão a partir de 200 volts e possuem a capacidade de corrente elétrica de 10.000 a 40.000 amperes. Se a corrente eletrica máxima for ultrapassada, ele será destruído e deverá ser substituído por um novo. Nas figuras 16 e 17, são apresentados como exemplo a instalação do DPS no medidor geral e o outro no quadro parcial. 3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS 37 Figura 16 - DPS próximo ao medidor Fonte: SENAI, 2013. Figura 17 - DPS próximoao quadro de distribuição Fonte: SENAI, 2013. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL38 O DPS também atua de maneira silenciosa, pois nenhum estabilizador de ten- são consegue garantir estabilidade aos picos de tensão devido a velocidade do raio. Este deverá ser instalado individualmente em cada Fase (1 para residências monofásicas, 2 para residências bifásicas e 3 para residências trifásicas). SAIBA MAIS As quatro categorias indicadas na Tabela 2 (I, II, III e IV) repre- sentam suportabilidades crescentes nessa ordem. Você pode encontrar mais informações lendo a NBR 5410: 2004 – Insta- lações Elétricas em Baixa Tensão. Ao instalar o DPS, os equipamentos, instrumentos, etc, estarão protegidos au- tomática e silenciosamente e sem interrupção do fornecimento de energia elé- trica. CASOS E RELATOS Os raios e as instalações elétricas residenciais Joélio mora numa residência em que ele demorou cinco anos para cons- truir, e instalar tudo aquilo que tinha direito. Não economizou, fez piscina, sauna e colocou até um campinho de futebol, pois gostava de jogar bola nos finais de semana. Este ano ele passou por um dissabor: simplesmente viu seus equipamentos eletrônicos, micro-ondas, televisão, computador, depurador e seu ar condicionado, queimarem em função de um raio que caiu na rede elétrica. Tudo aconteceu depois de uma chuva torrencial, uma tempestade que Joélio não via há muito tempo. Os relâmpagos ilumina- vam toda a piscina, a área externa, o que fazia parecer dia. Sem saber o que fazer e com prejuízo grande, pensou como resolveria o problema. Joélio procurou um eletricista que depois de avaliar o prejuízo disse que o melhor seria instalar um sistema de para-raios e complementar com um DPS. Assim que instalasse não teria mais este tipo de prejuízo. 3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO CONTRA SURTOS 39 RECAPITULANDO Neste capítulo, foi apresentado o dipositivo de proteção chamado de dis- positivo de proteção contra surto o DPS, suas características, utilização e importância da sua utilização nas instalações elétricas. Sendo considerados suas principais funções e suas possíveis ligações observando a dependência do esquema de aterramento, as especificações técnicas apresentadas pelos fabricantes. Mostramos que devemos considerar que a NBR 5410:2004 traz recomendações de uso deste dispositivo para todas as instalações elétricas em baixa tensão. Ligação à terra (aterramento) 4 O aterramento é muito importante, porém frequentemente negligenciado. O condutor terra funciona como um caminho de fuga para picos de tensão provenientes da rede elétri- ca. A eletricidade sempre encontra caminho mais fácil para seguir. O condutor terra cria esta possibilidade, permitindo que a eletricidade percorra um caminho mais fácil, deixando todo o equipamento e as pessoas protegidos. O aterramento em instalação elétrica residencial tem sido alvo de discussão há alguns anos devido à quantidade de acidentes ocorridos, causando, assim, prejuízos financeiros com a quei- ma de aparelho, ou, até mesmo, danos físicos às pessoas expostas aos efeitos da eletricidade. A recomendação para a instalação de aterramento foi evidenciado na reformulação de NBR 5410 – Instalações em Baixa Tensão, em 1991, e desde então tem-se observado a importância do aterramento. Com a melhora do poder de compra do brasileiro e a redução do preço dos produtos, a quantidade de eletrodomésticos e eletroeletrônicos nas residências tem aumenta- do significativamente, o que cada vez mais expõe os usuários aos riscos da eletricidade. Logo, o aterramento é a solução mais eficaz. Figura 18 - Equipamento sem aterramento Fonte: EBAH, 2013. (Adaptado). ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL42 O aterramento é nada mais que uma ligação elétrica intencional do equipa- mento à terra, onde o valor de resistência é considerado importante, porque quanto mais próximo de zero, melhor o aterramento, ou seja, mais segura é esta instalação. Veja as especificações na figura que segue: Figura 19 - Equipamento com aterramento Fonte: ENSINANDO ELETRICA, 2011. (Adaptado). Se essa ligação é feita diretamente, sem a interposição de qualquer impedân- cia medida da capacidade de um circuito de resistir ao fluxo da corrente elétrica quando se aplica uma tensão nos seus terminais (ou resistência) falamos em ater- ramento direto. Se, ao contrário, entre o condutor e a terra insere-se uma impedância, dizemos que o aterramento é não direto. Existem dois tipos de aterramento numa instalação: a) aterramento funcional que consiste na ligação à terra de um dos condutores do sistema (geralmente o neutro), com o objetivo de garantir o funciona- mento correto, seguro e confiável da instalação; b) aterramento de proteção que consiste na ligação à terra das massas e dos elementos condutores estranhos à instalação, com o único objetivo de pro- porcionar proteção contra contatos indiretos. 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 43 SAIBA MAIS Para conhecer um pouco mais sobre aterramento, leia o ma- nual: PROCOBRE. Aterramento elétrico. Disponível em: <http://procobre.org/pt/media-center/ biblioteca/?did=634>. Acesso em: 15 Jul. 2014. O aterramento funcional tem objetivo de garantir o perfeito funcionamento do sistema, fazendo com que os dispositivos de proteção e controle existentes na instalação funcionem dentro do especificado no projeto contra: a) surtos em linhas de força, provocado por atividades realizadas pelas distri- buidoras de energia; b) surtos em linhas de transmissão de dados, existentes através da comunica- ção de instrumentos da distribuidora; c) descargas atmosféricas; d) segurança contra choques elétricos, gerados por falhas de isolamentos; e) curtos-circuitos fase a terra, provocada por falhas no sistema de distribuição de energia. Algumas vezes são realizados aterramentos “conjuntos”, ou seja, ao mesmo tempo, funcionais e de proteção. Os aterramentos são feitos com hastes de aterramento, que vão permitir o contato direto com a terra. Estes podem ser também: perfis, barras, cabos nus, fitas, etc. O termo “eletrodo” refere-se sempre ao condutor ou ao conjunto de condutores que estarão enfiados no solo, e, portanto, pode ser desde uma sim- ples haste isolante até uma complexa “malha” de aterramento, constituída pela associação de hastes com cabos. Em qualquer tipo de prédio deve existir um “sis- tema de terra” que é composto de equipamentos e dispositivos que fazem parte do circuito de aterramento constituído por: a) eletrodo de aterramento – condutor ou conjunto de condutores em con- tato íntimo com o solo e que garante(m) uma ligação elétrica com ele; b) eletrodos de aterramento eletricamente distintos (independentes) – eletrodos de aterramento suficientemente distantes uns dos outros para que a corrente máxima suscetível de ser escoada por um deles não modifi- que sensivelmente o potencial dos outros; c) condutor de proteção (PE) - condutor prescrito em certas medidas de pro- teção contra os choques elétricos e destinado a ligar eletricamente: – massa - são os elementos condutores que não são energizados, mas que po- dem, por problemas de isolação, energizar-se e, assim, provocar um choque ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL44 ao manter em contatos diretamente parte metálicas de aparelhos eletrodo- mésticos ou a carcaça do equipamento; – elementos condutores estranhos à instalação – pode ser qualquer material condutor que não faz parte do sistema de aterramento; – eletrodos de aterramento principal – são as hastes de aço revestidas de co- bre. Pontos de alimentação ligados à terra são os pontos onde serão conec- tados os equipamentos utilizados na instalação. Figura 20 - Malha de aterramento Fonte: SENAI, 2013. d) condutor PEN – condutor ligado à terra garantindo ao mesmo tempo as funções de condutor de proteção e de condutor neutro; a designação PEN resulta da combinação PE (condutor de proteção) + N (de neutro); o condu- tor PEN é considerado um condutor vivo; e) terminal (ou barra)de aterramento principal – terminal (ou barra) desti- nado a ligar, ao dispositivo de aterramento, os condutores de proteção, in- cluindo os condutores de energia potencialidade e, eventualmente, os con- dutores que optam por um aterramento funcional; f) resistência do aterramento (total) – resistência elétrica entre o terminal de aterramento principal de uma instalação elétrica e a terra; g) condutor de aterramento – condutor de proteção que liga o terminal (ou barra) de aterramento principal ao eletrodo de aterramento; h) ligação equipotencial – ligação elétrica destinada a colocar no mesmo potencial ou em potenciais vizinhos os elementos condutores estranhos à instalação; i) condutor de equipotencialidade – condutor de proteção que garante uma ligação equipotencial; 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 45 j) condutor de proteção principal – condutor de proteção que liga os diver- sos condutores de proteção da instalação ao terminal de aterramento prin- cipal. Sistema de aterramento com condutores neutro e de proteção juntos, muito comuns, porém não recomendado como primeira opção conforme apresentado na figura seguinte. Figura 21 - Aterramento com neutro e proteção juntos Fonte: SENAI, 2004. (Adaptado). Existem algumas recomendações para fazer um aterramento: a) os equipamentos elétricos deverão ser ligados a terra, só se dispensando os aparelhos eletrodomésticos desta exigência, aqueles com duplo isolamento e em perfeito estado de conservação; b) os chuveiros elétricos deverão ser obrigatoriamente ligados à terra; c) os eletrodutos metálicos rígidos ou flexíveis, bem como as capas de chum- bo e armações dos cabos elétricos, deverão ser eletricamente contínuos e ligados à terra, mas não podem ser usados como condutores de proteção. Os sistemas de aterramento apresentados na NBR 5410 trazem uma codifica- ção por meio de letras: a) primeira letra: situação da alimentação em relação à terra: – T – sistema aterrado; – I – sistema isolado. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL46 b) Segunda letra: situação das massas em relação à terra: – T – massas diretamente aterradas; – N – massas ligadas ao neutro. c) Outras letras: condutor neutro versus condutor de proteção: – S – neutro e proteção em condutores distintos; – C – neutro e proteção num mesmo condutor (PEN); – C-S – neutro e proteção combinados numa parte da instalação. Os esquemas de aterramento têm como referência as condições de aterra- mento da alimentação da instalação e das massas existentes. São considerados na Norma os seguintes esquemas: TN, TT e IT. No caso de instalações alimentadas por distribuidora de energia em baixa tensão, o neutro é sempre aterrado próximo à medição, consideradas a fonte da instalação. Assim, nestas instalações, recomenda-se utilizar apenas os esquemas TN e TT. As instalações alimentadas em alta tensão, em que para instalações residen- ciais são raras no Brasil, com subestação pertencentes aos usuários, ou as que têm fonte própria, vias de regra, qualquer um dos três esquemas pode ser utilizado. Os esquemas de aterramento estão relacionados com as medidas de proteção contra choque elétrico e contra sobretensão, neste caso considerados aterramen- to de proteção. Existem diversas maneiras de proteger pessoas contra choque elétrico, o es- quema de aterramento influenciam a medida de controle do risco, podendo ser por proteção supletiva ou seccionamento automático da alimentação1. No caso das medidas de proteção contra sobretensão, o esquema de aterramento influen- ciou na seleção e instalação dos dispositivos DPS´s (dispositivos de proteção con- tra surtos). A figura que segue apresenta um Esquema Terra Neutro – TN que pode apre- sentar variações em seu esquema. As variações são: TN-S, TN-C e TN-C-S. 1 SECCIONAMENTO AUTOMÁTICO DA ALIMENTAÇÃO: Dispositivo que deve desligar a alimentação do circuito ou equipamento por ele protegido sempre que uma falta no circuito ou equipamento der origem a uma tensão de contato. 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 47 Figura 22 - Esquema TN-S Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. A corrente de falta fase-massa é uma corrente de curto-circuito, logo um pon- to de alimentação diretamente aterrado ligado à massa através de um condutor de proteção. Figura 23 - Esquema TN-C Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. Neste aterramento, observa-se que o condutor neutro esta ligado ao condu- tor terra, criando um condutor chamado PEN, que nada mais é do que Condutor neutro + condutor PE. Figura 24 - Esquema TN-C-S Fonte: SENAI, 2013.(Adaptado). ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL48 Neste esquema, observa-se que apenas uma massa está com o condutor PE separado do neutro. Consequentemente, o esquema TN-C-S é uma combinação dos dois esquemas mostrados anteriormente. a) esquema terra neutro – TT O percurso da corrente de falta fase-massa inclui a terra, como mostra a figura. É, portanto, um percurso de resistência alta. As massas podem ser aterradas indi- vidualmente ou por grupos. O esquema TT com eletrodos de aterramento independentes é mais comum em áreas rurais, por conta das distâncias entre a rede ou a entrada de energia até o consumo. Figura 25 - Esquema TT Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. b) esquema IT A alimentação pode apresentar esquemas de aterramento isoladas da terra ou aterradas através de uma impedância2. As massas, por sua vez, individualmente, por grupos ou coletivamente, podem estar aterradas em eletrodo ou, no caso da alimentação aterrada por impedância, sendo conectada ao eletrodo de aterra- mento da alimentação. Independente da situação, a corrente de uma primeira falta fase-massa, que expõe o usuário ao risco de choque ou a um curto-circuito , apresenta um va- lor limitado, visto que seu percurso se fecha através da capacitância3 do circuito em relação à terra ou, eventualmente, através da impedância por meio da qual é aterrada a alimentação. Este tipo de aterramento normalmente é usado em ins- talações de maior porte, não sendo nosso caso, onde o universo são residências. 2 IMPEDÂNCIA: É a medida da capacidade de um circuito de resistir ao fluxo da corrente elétrica quando se aplica uma tensão nos seus terminais. 3 CAPACITÂNCIA: É a grandeza elétrica de um capacitor, determinada pela quantidade de energia que armazenada em uma determinada tensão e quantidade de corrente que o atravessa o circuito. 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 49 Figura 26 - Esquema IT Fonte: ABNT NBR 5410, 2004. FIQUE ALERTA Não confundir o condutor neutro com o condutor terra, pois o neutro é fornecido pela concessionária de energia, e tem corrente elétrica passando por ele, enquanto o terra é construído através da haste enterrada no solo. c) resistividade do solo O tipo de solo, ou seja, arenoso, calcário, argiloso e outros não deve ser descon- siderado porque tem influência direta quanto às especificações do aterramento. Neste caso, os eletrodos de aterramento ficarão imersos no solo e suas proprieda- des elétricas serão determinantes para o dimensionamento dos eletrodos. O fator primordial para ser considerado um bom aterramento é a capacidade de condu- ção de corrente elétrica, portanto deve-se considerar a resistividade do solo. Chegar aos valores de resistência do solo demanda uma atividade especifica feito por profissional especializado, pois exige ensaios elétricos para a sua deter- minação. As características químicas do solo (teor de água, quantidade de sais, etc) in- fluenciam diretamente sobre o modo como escolhemos o eletrodo de aterramen- to. Os eletrodos mais utilizados na prática são: hastes de aterramento, malhas de aterramento e estruturas metálicas das fundações de concreto. VOCÊ SABIA? Não se deve usar produtos com o objetivo de melhorar a resistência de aterramento junto com a haste, porque melhora a resistividade na hora, mas com o tempo as características do solo se perdem. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL50 d) haste de aterramento A haste pode ser encontradaem vários tamanhos e diâmetros. O mais comum é a haste de 2,40 m por 1/2 polegada de diâmetro. Quando não se consegue uma boa resistência de terra (menor que 10 Ω), agrupamos mais de uma barra em paralelo ou em linha. Dessa forma, emenda-se outra haste até alcançar o va- lor desejado de resistência. Podemos encontrar no mercado dois tipos básicos: Copperweld (haste com alma de aço revestida de cobre) e Cantoneira (trata-se de uma cantoneira de ferro zincada ou de alumínio). Figura 27 - Haste de aço de cobre Fonte: SENAI, 2013. Nas residências, o padrão estabelecido pela concessionária de energia elétrica é a instalação de haste instalada no quadro de entrada, próximo ao medidor de energia, conforme apresentado na figura: Figura 28 - Ligação aterramento com haste Fonte: SENAI, 2013. (Adaptado). 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 51 FIQUE ALERTA Nunca deixe de fazer o aterramento. A maioria dos cho- ques elétricos são oriundos da falta da haste de terra ou a mesma inserida no solo irregularmente. e) malhas de aterramento A malha de aterramento é indicada para locais cujo solo oferece dificuldades em inserir haste, e/ou precisa-se de uma área maior para o escoamento de corren- tes de fuga. O eletrodo de aterramento é instalado antes da montagem do prédio, e se amplia por boa parte da área da construção. A malha de aterramento é feita de cobre, e sua “janela de visita”, ou seja, um ponto de visualização de conexões previsto em projeto para inspeção. Figura 29 - Malha Fonte: SENAI, 2013. (Adaptado). FIQUE ALERTA Caso haja mais de uma malha de terra na instalação elas devem ser interligadas em pelo menos dois pontos, desta maneira garantindo o que determina a NBR 5410: 2004 quanto à equipotencialização. f) estruturas metálicas Algumas instalações usam as ferragens da estrutura da construção como ele- trodo de aterramento elétrico. Neste caso, deve-se observar alguns itens, qual- quer que seja o eletrodo de aterramento (haste, malha ou ferragens da estrutura). Ele deve ter as seguintes características gerais: ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL52 – ser bom condutor de eletricidade; – ter resistência mecânica adequada ao esforço a que está submetido; – não reagir (oxidar) quimicamente com o solo. Normalmente, a utilização deste tipo de aterramento é bastante limitada de- vido aos custos envolvido com manutenção e instalação. São mais comuns em construção de maior porte, onde parte dos custos são diluídos. Aproveitar as es- truturas metálicas para o aterramento exigirá alguns cuidados que são previstos em projeto, como por exemplo, conexões dos condutos de proteção com a estru- tura metálica, seu sistema de proteção para descargas atmosférica (SPDA). Figura 30 - Estrutura metálica e aterramento Fonte: SENAI, 2013. (Adaptado). Um dos conceitos propostos pela NBR 5410 é a equipotencialização, pois, to- das as possibilidades existentes de corrente de fuga devem ser eliminadas. Neste caso, o aterramento é uma das opções mais viável e consegue conectar toda a estrutura metálica do prédio a todos os sistemas existentes, como por exemplo, sistema de incêndio, SPDA, sistema de gás, tubulações hidráulicas e outras, e criar um único caminho para a malha de aterramento. É ideal para o funcionamento dos equipamentos e proteção de pessoas. 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 53 VOCÊ SABIA? Quando o projetista opta em utilizar este aterramento, obrigatoriamente tem que realizar um tratamento para reduzir a oxidação das estruturas metálicas periodica- mente. CASOS E RELATOS Um bom aterramento Na residência de Joélio quando houve a queima de vários equipamentos, foi instruído pelo eletricista que necessitaria de um aterramento. Joélio acreditou que bastaria enfiar uma haste no chão e estaria resolvido o pro- blema. Contudo, o eletricista explicou a ele que não era bem assim, pois o caminho que o aterramento tem que oferecer para a terra tem obrigatoria- mente que ser o mais próximo de zero possível, senão , quando ele tocar num equipamento e a resistência de seu corpo for menor que o caminho que a corrente de fuga vai à terra, ele poderá tomar um choque. Para isso, existem vários itens a ser analisados: o solo, os condutores, a quantidade de hastes, a distância entre o equipamento e a malha, ou haste. Avaliando todos estes critérios, aí sim terá um aterramento satisfatório, ou seja, o senhor estará protegido, disse o eletricista a Joélio. - Sendo estes os critérios que garantirão minha segurança, vamos começar. Disse Joélio. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL54 RECAPITULANDO Neste capítulo, vimos que o aterramento é uma das poucas maneiras de proteção onde a instalação se mantém energizada, bem como pode ter dois objetivos: primeiro, como característica principal ser funcional, ou seja, garantir que os dispositivos de proteção e controle funcionem dentro dos padrões estabelecidos pelo projetista, e segundo, proteção de pessoas, conforme determinado pela NR 10, revisada em 2004. Conhecemos os tipos de aterramento, suas características, como devem ser a sua disposição físi- ca no sistema e sua conexão com os dispositivos de proteção. Aprendemos aqui, também, a nos perguntar qual o esquema de aterramento está sendo usado? Quais os dispositivos de proteção foram instalados? Estas pergun- tas são as primeiras que devem ser feitas pelo eletricista antes de quaisquer atividades na instalação. As respostas estão nos esquemas elétricos. Res- pondidas as perguntas, o eletricista precisa avaliar todos os componentes do sistema de aterramento: hastes, cabos, terminais, conexões, sistema de SPDA – caso exista na instalação, isoladores e dispositivos de proteção. Anotações: 4 LIGAÇÃO À TERRA (ATERRAMENTO) 55 Segurança do trabalho 5 Com os atuais níveis de acidentes de trabalho no Brasil, o governo tem melhorado os pro- cessos de fiscalização e, com isso, exigindo dos empregadores melhores condições de traba- lho. Por sua vez, os empregadores buscam trabalhadores mais conscientes e responsáveis com relação ao desenvolvimento das atividades. Esta atenção passa primeiro, pelo fornecimento de equipamentos eficientes, por parte dos empregadores e, em segundo, o uso correto dos equi- pamentos de proteção individual e coletivo, os EPI’s – Equipamentos de Proteção Individual e EPC’s – Equipamentos de Proteção Coletiva por parte dos trabalhadores, além dos procedi- mentos que devem ser obedecidos. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL58 5.1 PREVENÇÃO DE ACIDENTES O meio mais eficiente de manter as instalações seguras é o da inspeção cons- tante, neste caso, o executante tem que avaliar não só os equipamentos, mas também o procedimento de uso. É por meio da inspeção que se verifica a con- servação dos contatos, chaves, fusíveis, disjuntores, temperatura dos condutores, quadros, amperagens e voltagens dos circuitos. Deve-se fazer, também, inspe- ções na malha de terra, verificando-se ainda a continuidade e as condições dos condutores de terra. Figura 31 - Inspeção Fonte: SENAI, 2013. Existem alguns serviços de Manutenção e Reparos em Baixa Tensão que de- vem ser providenciados para certificar-se de que os equipamentos e instalações estejam aptos ao uso correto. Podemos citar: a) evitar trocar fusíveis ou executar qualquer serviço sem desligar a chave do circuito; b) utilizar estrado de madeira, luvas de borracha e alicate isolado, caso haja necessidade de executar um serviço em linha viva (com tensão); c) firmar muito bem todas as emendas, ligações de quadros, tomadas e inter- ruptores, se possível soldadas; d) manter os quadros elétricos fechados e só permitir o seu uso às pessoas autorizadas; 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 59 e) manter as partes metálicas não condutoras solidamente ligadas à terra por meio de hastes de aterramento nos aparelhos elétricos destinados a aque- cimento d’água e com carcaça metálica (chuveiros, aquecedores, lavadores de roupas, etc); f) manter a resistência de terra periodicamente verificada.– Medidas de emergência em caso de choque elétrico Sempre que uma pessoa for vítima de um choque elétrico, devem ser tomadas as seguintes medidas: a) separar a vítima do condutor elétrico; b) chamar ajuda especializada; c) manter a vítima consciente. Se a vítima ficar presa ao condutor elétrico, o primeiro cuidado é desligar a fonte de energia. Caso a chave elétrica não fique próxima ao local do acidente, separar a vítima do condutor eletrificado, por meio de uma peça de madeira seca, borracha, plástico ou outro material isolante. Nunca se deve tocar a vítima, por- que poderá haver outro acidente. – Os perigos da corrente elétrica Podem ser caracterizados quatro fenômenos patológicos críticos: a tetaniza- ção, a parada respiratória, as queimaduras e a fibrilação ventricular, apresentados a seguir: – Tetanização É quando uma corrente elétrica circula pelo corpo humano e atinge os tecidos nervosos. Há uma parada muscular. Como o sinal do cérebro para o músculo é superposto pelo da corrente elétrica, há uma confusão nos sistemas muscular e nervoso. A depender do valor da corrente e do tempo de exposição ao choque, pode-se comprometer uma parte do corpo ou mesmo a sua totalidade. – Parada respiratória Quando estão envolvidos na tetanização, os músculos peitorais são contraídos e consequentemente os pulmões são comprimidos e a função vital de respira- ção para. Este efeito é chamado de parada respiratória direta. A indireta aconte- ce quando há uma contração no músculo diafragma provocada por um choque inferior ao choque capaz de produzir uma fibrilação, e este por sua vez também produz uma parada respiratória. Trata-se de uma situação de emergência. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL60 VOCÊ SABIA? A parada respiratória pode acontecer com um valor de corrente elétrica a partir de 10mA, pois esta corrente já é capaz de produzir contrações musculares. – Queimaduras No decorrer da passagem da corrente elétrica pelo corpo humano, pode ocor- rer queimaduras.Tais queimaduras, a depender do tempo de exposição e valor da corrente, podem ser de primeiro, segundo e terceiro graus. Na de primeiro grau, surge apenas uma vermelhidão. Nas queimaduras de segundo grau o estrago já é maior, nota-se o aparecimento de bolhas. Na de terceiro grau, os efeitos são mais danosos: queimaduras nas partes inferiores da epiderme e, no local do contato da corrente, queimaduras ainda mais severas. – Fibrilação ventricular O coração é um músculo que tem dois movimentos: sístole e diástole. Se uma corrente elétrica passa por esse órgão, cria um descompasso nesses movimen- tos (contrações involuntárias), isso chama-se fibrilação ventricular. Se o ritmo de bombeamento de sangue é afetado, a pessoa pode morrer. É muito difícil salvar pessoas que tiveram fibrilação ventricular. O tempo de socorro e o equipamento específico (desfribilador) pode fazer a diferença. Figura 32 - Choque de mão a mão Fonte: SENAI, 2013. Abaixo, temos uma figura com os efeitos da corrente elétrica de acordo com o tempo de exposição, neste caso, tempo medido em milissegundos e corrente elé- trica em miliamperes. Deve-se ter em mente que tais valores não são tão precisos e que outros fatores, como peso, local em que tomou o choque, umidade relativa do ar, podem agravar ainda mais os efeitos. Para facilitar a análise da corrente de choque em função do tempo a figura, foi divida em áreas/zonas. 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 61 Figura 33 - Efeitos da corrente elétrica Fonte: SENAI, 2013. (Adaptado). Definição das zonas do gráfico apresentados. a) área A - Nenhum efeito perceptível; b) área B - Efeitos fisiológicos geralmente não danosos, apenas contrações musculares sem consequências graves; c) área C - Efeitos fisiológicos notáveis (parada cardíaca, parada respiratória, contrações musculares) geralmente reversíveis; d) área D - Elevada possibilidade de efeitos fisiológicos graves irreversíveis: fi- brilação cardíaca, parada respiratória. Após termos visto as consequências dos acidentes com eletricidade, veremos agora as suas causas: 5.2 CAUSA DE ACIDENTES Diversos fatores podem contribuir para a causa de acidentes, que vão de fato- res emocionais, pessoais ou mesmo fatores de trabalho. Cabe ao trabalhador, ao desenvolver suas atividades, seguir as regras estabelecidas pela organização, ou pelo fabricante do equipamento, quando necessário. Na ausência deles, o execu- tante deve observar e analisar todos os riscos que envolvem cada uma das etapas das atividades e definir controles. Assim evitará consequências danosas tanto fí- sicas como materiais. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL62 Certas situações que podem causar prejuízos são instalação de novos equi- pamentos elétricos que podem causar aquecimento excessivo nos condutores elétricos, além de aumentar consumo de energia, resultando em curtos-circuitos e incêndios. Em ligações bifásicas ou trifásicas, o acréscimo de equipamentos causa dese- quilíbrio nas fases, ocorrendo desligamentos ou queima de disjuntores, aqueci- mento de fios ou mau funcionamento dos equipamentos. Dessa forma, algumas providências devem ser tomadas: a) verificar fios ou condutores de qualidade duvidosa que podem prejudicar a passagem da corrente elétrica, aquecer e provocar o desgaste da isolação; b) observar no manual do aparelho ou na placa de identificação, a tensão e a potência dos eletrodomésticos a serem instalados. Quanto maior a potência do eletrodoméstico, maior o consumo; c) quando um fusível queimar, desligar a chave geral e trocar o fusível danifi- cado por um novo, de igual amperagem. Porém, somente após ter certeza da identificação do problema. Fusíveis são dispositivos de proteção contra curto-circuito na instalação elétrica; d) substituir os dispositivos de proteção da residência, se ainda forem do tipo chave-faca, fusíveis cartucho ou rolha, por disjuntores, é mais seguro; e) só usar fusíveis com valor bem dimensionado; f) não utilizar o fio neutro nos interruptores e fusíveis; g) colocar todos os fios da instalação dentro do eletroduto, evitando que pes- soas tenham contato com o mesmo; h) não fazer emendas dentro de eletrodutos; i) as tomadas e equipamentos também devem ser levados a sério no quesito segurança. Pois, é na ligação de equipamentos em tomadas que ocorrem muitos acidentes. Estes pontos em uma instalação elétrica são constantemente manuseados por qualquer pessoa, não havendo necessidade de treinamento ou cursos específi- cos. Contudo eles devem estar em condições adequadas de uso pra com isso evi- tar acidentes. As recomendações seguintes são de bastante relevância para evitar acidentes com eletricidade: a) não usar os famosos plugs elétricos tipo “T” (benjamins) conectando diver- sos aparelhos. Pois a corrente elétrica ficará acima do que a fiação suporta, e irá sofrer um aquecimento até queimar, provocando um curto-circuito, que poderá causar um princípio de incêndio; b) evitar jogar água próxima à tomada; 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 63 c) manter os aparelhos elétricos em bom estado; d) utilizar e instalar o condutor terra nos equipamentos domésticos; e) no banho ou úmido, não tocar em equipamentos elétricos; f) as conexões defeituosas devem ser refeitas com o circuito desligado; g) ao retirar um plug de uma tomada, atentar para não puxar pelo condutor; h) não pisar em fios caídos no chão, principalmente se a queda foi consequên- cia de uma tempestade. As Instalações de antenas, quando feitas sem a devida segurança, podem oca- sionar danos nefastos para as pessoas e para os equipamentos. Por isso, esta ativi- dade requer muita atenção devido a proximidade com a rede da concessionária, logo: a) instalar a antena de TV longe da rede elétrica; b) cuidado com o risco de choque elétrico quando a antena tocar nos fios du- rante a instalação. Outro fator preponderante nos acidentes domiciliares com eletricidade são as trocas de lâmpadas, uma das atividades mais comuns numa instalaçãoelétrica, portanto mais negligenciada pelas pessoas. Deve-se ater a alguns cuidados: a) desligar o interruptor antes de trocar a lâmpada. Se possível, desligar a cha- ve geral antes de fazer a substituição; b) evitar o manuseio da parte metálica da lâmpada; c) segurar a lâmpada pelo vidro e não exagerar na força ao rosqueá-la; d) usar escadas seguras, não metálicas. Vimos os riscos mais comuns que podem acidentar as pessoas no manuseio das instalações elétricas residenciais. Agora vamos ver o que podemos fazer para minimizar ou erradicar esses acidentes. 5.3 ANÁLISE PRELIMINAR DE RISCO Um dos principais fatores que levam aos acidentes é a falta de planejamento para a execução das atividades. Ao realizarmos qualquer serviço, sem observar as possíveis consequências que possam ocorrer, fique certo de que estaremos expondo o trabalhador à risco de acidentes. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL64 Figura 34 - Planejamento de atividade Fonte: SENAI, 2013. A eletricidade por sua natureza representa um risco, contudo, para atividades realizadas em baixa tensão existem equipamentos de proteção bastante eficien- tes, bem como a tecnologia dos materiais usados pelos fabricantes em seus equi- pamentos oferece boa segurança. Mas, o eletricista é quem deverá garantir sua segurança e a de outros profissionais, seguindo fielmente as instruções de uso e respeitando os limites estabelecidos. A análise preliminar do risco ou perigo é a ferramenta que garante a elimi- nação de possíveis eventualidades ao executante da atividade. Isso garante a identificação antecipada dos riscos para cada etapa da atividade. E, assim, para cada risco identificado, um controle será garantido. Essas ações, além de defini- rem previamente o líder e os responsáveis pelo trabalho a ser executado, permite uma redução significativa de acidentes. O planejamento é a chave principal para eliminar o profissional eletricista a condição de risco. Veja a seguir um exemplo de Análise Preliminar de Risco: 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 65 Figura 35 - Análise preliminar de risco Fonte: SENAI, 2007. A APR – Análise Preliminar de Risco tem grande importância para a determi- nação das medidas de controle e prevenção de riscos, desde o início operacional da atividade. Permite revisões e avaliações de projeto em tempo de execução, com segurança, além de definir responsabilidades no que se refere ao controle de riscos. 5.4 ERGONOMIA Uma das principais causas de afastamento do trabalho evidenciadas pelo Mi- nistério da Previdência e Assistência Social são lesões musculares e problemas de coluna devido à má postura durante a realização das atividades. Na maioria das vezes, o trabalhador não se preocupa com sua postura, porque acredita que será rápida a execução de determinada tarefa e que não precisa de prevenção. Contudo, depois de algum tempo negligenciando os limites do corpo, aparecem os sintomas. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL66 Figura 36 - Má postura do eletricista Fonte: SENAI, 2013. Alguns aspectos devem ser considerados ao executar as atividades: a) conforto visual – deve-se garantir o conforto visual, mantendo uma distân- cia em torno de 45 e 70 cm de distância do foco da atividade com altura na sua linha de visão. sempre que possível, procurar “descansar” a vista, olhan- do para objetos e paisagens a mais de 6 metros; b) punho neutro – as atividades com ferramentas como alicates, chaves de fenda, ou ferramentas elétricas como furadeira, lixadeira, devem ser manu- seadas de maneira que as mesmas fiquem no nível da altura dos cotovelos. durante o manuseio, o punho deve ficar neutro (reto); c) pés bem apoiados - é importante que as pessoas possam trabalhar com os pés no chão. neste caso, significa que se deve executar as atividades com os pés mantendo uma abertura suficiente para garantir boa fixação; d) descanso para as costas - com exceção de algumas atividades, o recomen- dado é que a coluna esteja ereta, com os ombros retos. Evitar posturas cur- vadas ou abaixadas por muito tempo. – Atividades físicas pesadas As atividades físicas pesadas também exigem alguns cuidados. Caso o profis- sional negligencie algumas posturas, irá arcar com sérios problemas no futuro: a) trabalho físico pesado atinge um estado de fadiga mais rápido e evidencia problemas físicos e de saúde com mais frequência; b) todavia, a ausência de esforço físico produz monotonia. A recomendação é variar as tarefas e adotar pausas para descansar; 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 67 b) deve-se evitar cargas estáticas. Em atividades executadas no dia a dia de qualquer profissional, com certeza em algum momento terá que realizar esforços físicos, transportando objetos, ins- talando equipamentos, etc. Logo, observar a melhor maneira de executar ativida- des sem provocar danos à saúde é muito importante. Agora entraremos no tópi- co de movimentação de cargas. Mais adiante serão apresentados equipamentos desenvolvidos para diminuir esforços físicos. – Movimentação manual de cargas a) o ideal é que as atividades pesadas sejam feitas por meios mecânicos: Figura 37 - Equipamentos para carga Fonte: SMS GESTÃO, 2013. b) se forem realizadas sem os meios mecânicos, adotar o esforço com o auxílio das pernas e não das costas: Figura 38 - Levantamento de carga Fonte: SENAI, 2013. ELETRICISTA INSTALADOR RESIDENCIAL68 Algumas recomendações devem ser adotadas quando os esforços forem fei- tos de forma manual: a) separar bem os pés e distribuir bem o peso do corpo; b) flexionar os joelhos; c) aproximar o corpo do objeto; d) manter as costas e o pescoço alinhados; e) as pernas vão-se flexionando lentamente; f) apoiar as cargas nas mãos e não nos dedos; g) o objeto deve permanecer sempre próximo do corpo. – Seleção de Ferramentas A seleção das ferramentas corretas também conta ponto na hora de evitar contusões e problemas físicos: a) devem ser de boa qualidade e certificadas; b) adequadas à tarefa e condições em que é executada; c) não deve produzir carga estática; d) evitar que se formem ângulos inadequados da mão-punho-braço; e) diminuir a pressão desconfortável na palma da mão. As ferramentas são uma extensão do corpo para a execução de determina- das tarefas, nas quais não podemos executar, devido às limitações físicas, daí a importância de escolher adequadamente na hora do uso ou na compra. Devem ser utilizadas respeitando as limitações determinadas pelo fabricante, bem como as físicas, assim evitando comprometimento da saúde, ou até mesmo acidentes. 5.5 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL E COLETIVO (EPI E EPC) Com o objetivo de garantir condições mais adequadas para a realização de ati- vidades cotidiana dos trabalhadores em qualquer serviço realizado, o Ministério de Trabalho elaborou as Normas Regulamentadoras. A NR 6 - Equipamento de Proteção Individual – EPI afirma em seu texto “ que é todo dispositivo ou produto, de uso individual usado pelo trabalhador, objetivando a proteção de possíveis riscos presentes na atividade que ameaçam a segurança e a saúde no trabalho” (MINISTÉRIO DO TRABALHO E EMPREGO, 2001). Nas funções que exigem o uso de Equipamentos de Proteção Individual, a empresa deve fornecer o EPI sem custo ao funcionário e adequado ao uso; devem oferecer conforto e proteção e com CA - Certificado de Aprovação - fornecido pelo fabricante do EPI que, obrigato- riamente, devem ser marcados de maneira visível no EPI. Os funcionários devem receber da empresa treinamento para o correto uso. 5 SEGURANÇA DO TRABALHO 69 Figura 39 - EPI's básicos Fonte: SENAI, 2013. Essas orientações devem sempre considerar as atividades básicas do eletricis- ta residencial que desenvolve atividades como autônomo ou em empresas que executam serviços de instalações elétricas prediais e residenciais. Suas principais atividades são: a) interpretação de diagramas elétricos unifilares e multifilares, conforme defi- nidos no volume 1 eletricidade; b) conhecer normas técnicas relacionadas às instalações
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