DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO

1. RESUMO

A eletricidade é usada em quase todas as atividades cotidianas. Essa forma de energia mudou a civilização, proporcionando a revolução cientifica e tecnológica. Apesar de fundamental, a energia elétrica oferece riscos porque pode matar, mas o que pode ser feito para aumentar a segurança, principalmente do usuário não advertido? Existem legislação, técnicas e tecnologias desenvolvidas para aumentar a segurança, tanto dos profissionais, quanto dos usuários não advertidos. Um projeto de instalações elétricas deve levar em conta a segurança das pessoas e do patrimônio, se adequando a normas vigentes e prevendo o uso dos devidos recursos de segurança. A elaboração de projetos é incumbência restrita a profissionais devidamente habilitados, a quem cabe o dever legal da responsabilidade técnica formal. Entre as tecnologias disponíveis, e obrigatórias, para segurança dos usuários da eletricidade, destacam-se por sua eficiência e disponibilidade os Dispositivos DR, Aterramento e os DPSs, no entanto tais medidas de proteção são comumente suprimidas. O Anuário Estatístico de Acidentes de Origem Elétrica 2020 aponta que no Brasil em 2019, 1662 pessoas foram vítimas de acidentes envolvendo eletricidade, sendo destes 821 casos fatais. Cabe ao poder público a fiscalização e a exigência do cumprimento das normas, mas o número de acidentes indica que há pontos de falha neste processo. Para que não se perca mais vidas é fundamental realizar ações preventivas que esclareçam as pessoas sobre os riscos oferecidos pelo uso indevido da energia elétrica.

Palavras chave: Eletricidade, Segurança, Dispositivo DR, Aterramento, DPS.

2. Introdução

Desde 1875, quando um gerador elétrico movido a vapor foi instalado na estação ferroviária Gare du Nord em Paris, para alimentar lâmpadas de arco elétrico, a eletricidade passou de uma curiosidade científica para o cotidiano das pessoas. A primeira usina hidrelétrica, para produção de eletricidade em larga escala, foi construída em 1886 junto das cataratas do Niágara, projetada por Nikola Tesla para a Westinghouse, com o propósito de abastecer a Cidade de Nova York, a partir de então as pessoas passaram a conviver, usar e depender da eletricidade.

Como forma de energia, a eletricidade, é usada em quase toda atividade laborativa, cultural, social e educativa. Essa forma de energia mudou a civilização, visto que, proporcionou a consolidação da revolução industrial e descobertas científicas que são base para as telecomunicações, informática, medicina, educação e uma infinidade de atividades comuns ao modo de vida do ser humano civilizado.

Apesar de útil e necessária a energia elétrica, como é do conhecimento da maioria das pessoas, pode ter a capacidade me matar. Segundo o Anuário Estatístico de Acidentes de Origem Elétrica 2020 ano base 2019, no Brasil 1662 pessoas foram vítimas de acidentes envolvendo eletricidade, sendo destes 821 casos fatais.

Para a grande maioria das pessoas, não é possível imaginar a vida sem os confortos e conveniências proporcionados pelo fácil acesso a energia elétrica, no entanto, como tornar o seu uso mais seguro, como diminuir o numero de vítimas? Muitas das vítimas não são profissionais nas suas rotinas de trabalho, mas usuários leigos, classificados neste artigo como não advertidos, em suas atividades rotineiras.

Nos trabalhos diretos com eletricidade e nos demais setores da vida moderna, os riscos de acidentes podem ocorrer porque os sentidos humanos não percebem a presença de eletricidade, na maioria dos casos, até o momento da aproximação ou exposição por contato. (LOURENÇO, S. R. et al, 2007, p. 136)

Normas e dispositivos foram desenvolvidos, com o intuito de oferecer mais segurança tanto aos profissionais que interajam em instalações elétricas quanto aos usuários não advertidos de equipamentos elétricos, nos mais diversos tipos de uso. No entanto o volume de acidentes indica que tais iniciativas não têm alcançado pleno êxito, expondo que há pontos de falhas na cadeia destes processos preventivos.

3. Desenvolvimento

A NR-10 aponta três tipos de riscos oferecidos pela eletricidade, o Choque Elétrico, Arco Elétrico e o Campo Eletromagnético, destes três se destaca o Choque Elétrico como principal causador de acidentes. O Choque Elétrico pode ser definido como: Uma perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no organismo humano quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Tais perturbações podem variar de um simples incomodo a graves danos cardíacos e queimaduras que podem levar a morte ou a graves sequelas.

Segundo o gráfico 10 do Anuário Estatístico de Acidentes de Origem Elétrica 2020 ano base 2019, excluindo os casos de acidentes em redes aéreas de distribuição e transmissão, indústrias, subestações e construção civil, os acidentes fatais causados por choque elétrico ocorrem em ambientes onde pessoas não advertidas habitam, transitam, trabalham, estudam e recreiam. Tais ambientes, em situações normais, são providos por instalações elétricas de baixa tensão.

Fonte: Anuário Estatístico de Acidentes de Origem Elétrica

Levando em consideração que sitos, chácaras e fazendas também podem ser consideradas habitações, então o gráfico indica que 228 pessoas perderam a vida em residências. Diante deste lamentável dado é possível questionar: Por quais motivos uma significativa parcela da população não está segura ao fazer uso das instalações e equipamentos elétricos comuns nestes ambientes?

4. Normas Técnicas

Para eliminar, ou pelo menos mitigar, os potenciais riscos oferecidos pela eletricidade há em vigor no Brasil normas, amparadas por leis, que disciplinam a maneira de se proceder na execução de qualquer atividade que envolve o uso de eletricidade. A Norma Regulamentadora 10 estabelecida pelo Ministério do Trabalho Emprego diz o seguinte:

10.1.1 Esta norma regulamentadora – NR estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. 10.1.2 Esta NR se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e na ausência ou omissão destas, as normas internacionais cabíveis. (Brasil, 2004, p. 1)

Esta Norma regulamentadora estabelece regras quanto aos procedimentos operacionais e administrativos necessários para resguardar a vida e a saúde de profissionais que façam intervenções em equipamentos e instalações elétricas.

Tão importante quanto a NR-10, está em vigor um conjunto de Normas Técnicas, estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. Estas normas são conhecidas como Norma Brasileira Registrada. As NBRs estabelecem as técnicas e tecnologias que devem ser usadas, entre outros propósitos, para projetos e execuções de instalações elétricas nas suas mais diversas aplicações e particularidades.

Entre as NBRs referentes à eletricidade, destaca-se a NBR 5410 Instalações Elétricas de Baixa Tensão:

1.1 Esta Norma estabelece as condições a que devem satisfazer as instalações elétricas de baixa tensão, a fim de garantir a segurança de pessoas e animais, o funcionamento adequado da instalação e a conservação dos bens. (NBR5410, 2008)

A NBR 5410 se aplica as instalações elétricas de baixa tensão em edificações, qualquer que seja seu uso (residencial, comercial, público, industrial, de serviços, hortigranjeiro, etc.), incluindo as pré-fabricadas, áreas descobertas das propriedades, externas às edificações, de canteiros de obra, feiras, exposições e outras instalações temporárias. Ou seja, a NBR 5410 abrange a maioria dos ambientes onde as pessoas, na maioria não advertidas, vivem, trabalham e convivem.

Segundo os dados apresentados pelo Raio-X das Instalações Elétricas Residenciais Brasileiras, um trabalho realizado em conjunto pela Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (ABRACOPEL) e o Instituto Brasileiro do Cobre (PROCOBRE), há deficiências que afetam diretamente a segurança das instalações elétricas em uma significativa parcela das residências no Brasil. As deficiências apontadas dizem respeito a:

• Falta de projeto elétrico dos imóveis;
• Falta de componentes de proteção nas instalações elétricas;
• Falta do condutor de proteção – fio terra;
• Uso de benjamins ou t’s e extensões;
• O risco em relação ao chuveiro elétrico;
• Baixo índice de reforma das instalações elétricas;
• Falta de percepção, do usuário, em relação à segurança elétrica.

Tais problemas operam como agravantes para os riscos de acidentes e caracterizam não conhecimento ou negligencias as normas de segurança vigentes.

5. Projetos de Instalações Elétricas

Qualquer projeto busca de maneira adequada, funcional e criativa prover o melhor uso de um ambiente, seja este ambiente para habitação, trabalho ou lazer. Cada caso, de forma particular, vai exigir do projetista atenção a detalhes, bom censo, criatividade e conhecimento técnico. No entanto tais atributos são disciplinados pelas normas que por muitos motivos, principalmente a segurança, devem ser consideradas e postas em prática.

O descumprimento das normas técnicas de segurança caracteriza falta grave, podendo oferecer riscos a vida e a saúde dos usuários das instalações e também ao patrimônio, de forma que, tais negligências podem ser enquadradas em certos casos como crime.

No desempenho de suas tarefas, o projetista assume uma atitude profissional de dimensão ética. Sendo um técnico, um especialista, estará sob sua responsabilidade a análise de problemas complexos para os quais a sociedade espera soluções. Sendo um cidadão, terá em mente o fato de que, em geral, os seus projetos poderão afetar a qualidade de vida de uma comunidade inteira ou parte dela. Daí, espera-se que as suas atividades se realizem no mais elevado nível ético e moral, com objetivos voltados para a segurança e benefício da humanidade. (VANDERSON)

Projetos de instalações elétricas devem ser elaborados por profissionais qualificados e habilitados, com formalização da responsabilidade técnica junto as entidades de classe que fiscalizam e disciplinam suas atividades profissionais. Desta forma o profissional habilitado se vê obrigado, não somente pelas questões morais e éticas, mas também pelas implicações legais a ser criterioso, atento e responsável ao elaborar projetos de instalações elétricas.

A ausência de um projeto devidamente elaborado, por quem sabe fazer e tem o dever legal de ser responsável pelo que faz, resulta na grande maioria dos casos em instalações elétricas precárias, subdimensionadas nas quais faltam elementos importantíssimos como Dispositivos Diferenciais Residuais, DPS e Aterramentos. Muitas vezes, por desconhecimento ou falta de recursos financeiro o “projeto” das instalações elétricas é feito pelo próprio proprietário do imóvel ou são designados ao profissional contratado para construção do imóvel, sendo estes leigos que executam tais serviços de forma empírica, baseado na intuição, observação e prática repetitiva, não tendo conhecimento das normas e muito menos de seus motivos.

Certamente a devida elaboração de um projeto vai implicar em custos, não somente pelo seu valor, mas também porque o profissional preparado para fazê-lo listará itens necessários entre os componentes utilizados na instalação. Na busca pela redução dos custos ou por desconhecimento das regras de segurança, os “projetistas” leigos erram ao dimensionar os condutores e ao fazer a divisão e determinação da quantidade de circuitos e das suas proteções. Itens como dispositivos DR, aterramento e DPS são suprimidos e considerados “supérfluos”, porque não implicarem em um resultado primário para o usuário. Afinal, para o usuário não advertido, oque mais importa é que as luzes e as tomadas funcionem, geralmente não consideram a possibilidade de acidentes como choques elétricos e incêndios.

6. Elementos Protetivos em Instalações Elétricas de Baixa Tensão

A NR – 10 estabelece que as medidas de segurança devem priorizar as medidas de alcance coletivo, essa exigência é, em parte, atendida pelo uso dos dispositivos DR, sistema de aterramento e DPSs, a NBR 5410 determina a obrigatoriedade e a forma correta de instalação e uso destes recursos. Cada um destes recursos tem sua importância e deve atuar de forma distinta, porém coordenada entre si, para que se possa alcançar um nível de segurança aceitável.

6.1. Dispositivos DR

O Dispositivo Diferencial Residual, ou DR, é um dispositivo de segurança que tem como principal função a proteção das pessoas, e também do patrimônio, evitando choques elétricos e incêndios. Deve obrigatoriamente fazer parte dos circuitos destinados as seguintes situações:

1. Os circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro;
2. Os circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação;
3. Os circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior;
4. Os circuitos que, em locais de habitação ou em edificações não residenciais, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens;

O dispositivo DR ao detectar fugas de corrente, mesmo que sejam na ordem mA, faz o desligamento imediato, em um tempo de até 200ms, da alimentação do circuito diminuindo a possibilidade de ocorrência de acidentes. Fugas de corrente podem acontecer por razões diversas como: contato acidental com uma parte viva dos circuitos, falhas na isolação de condutores ou umidade.

Em instalações elétricas de BT podem ser usados dois tipos de dispositivos DR, o Interruptor DR e o Disjuntor DR, a diferença entre eles se dá porque o segundo acumula a função de disjuntor, sendo capaz de desligar a alimentação dos circuitos também em casos de curto-circuitos e sobrecargas. A determinação de qual tipo usar pode ser baseada em questões de operação, econômicas e também por motivo de espaço físico. Independente do tipo escolhido o projetista deve levar em consideração os seus paramentos básicos que são Un (tensão nominal), In (corrente nominal), e IΔn (corrente de fuga mínima para desligamento). No caso de se usa o Disjuntor DR deve-se levar em conta também a Icc (corrente de curto circuito) e a curva de desligamento.

Para proteção de pessoas contra choque elétrico o mais comum é o uso de dispositivos DR de alta sensibilidade com IΔn igual a 30mA, há tipos especiais para aplicações específicas com IΔn de 6 e 12mA. Para proteção contra choque elétrico o dispositivo DR desliga o circuito e interrompendo a alimentação ao detectar que uma corrente, igual ou maior que o seu valor de IΔn, está fluindo para terra, neste caso podendo ser que tal corrente esteja passando pelo corpo de uma pessoa causando um choque.

No caso de proteção contra incêndios é aplicado o uso de dispositivos DR de média e alta sensibilidade cujo valor de IΔn pode variar 100mA até algumas unidades de A. Estes farão o desligamento do circuito quando ocorrer fuga de corrente para terra causada por falhas de isolação evitado a ocorrência de curto circuitos francos que podem iniciar um incêndio.

7. Sistema de Aterramento

Na maioria dos casos, os circuitos elétricos não necessitam estar devidamente ligados a terra para funcionarem, e em alguns casos bem específicos nem devem ser. Dessa forma, seja pela falta de conhecimento técnico ou por motivos econômicos este é um item de segurança geralmente negligenciado ou aplicado de forma equivocada em uma significativa parcela das edificações no Brasil.

O livro eletrônico Aterramento Elétrico, produzido pelo PROCOBRE, define aterramento como: O termo aterramento se refere à terra propriamente dita ou a uma grande massa que se utiliza em seu lugar. Quando falamos que algo está “aterrado”, queremos dizer então que, pelo menos, um de seus elementos está propositalmente ligado à terra. (MORENO, 2018, p.4)

Usa-se a terra como referencial, inclusive para determinar valores padrões de tensão, é conveniente usar a terra como referencia ou ponto de potencial igual a zero, visto que ela esta em todo lugar. Os sistemas de aterramento tem o propósito de diminuir a diferença de potencial entre estruturas condutoras, terra e usuários.

Se uma estrutura metálica está devidamente ligada ao solo ela estará em um potencial igual ou muito próximo ao do solo, e uma pessoa que está em pé sobre o solo também deverá ter o seu potencial muito próximo ao do solo. Assim a diferença de potencial (tensão elétrica) entre a pessoa e a estrutura, se houver, será de valor insignificante e inofensivo. 

O aterramento pode ser também funcional, necessário para o funcionamento de alguns sistemas, o aterramento funcional é comumente usado para controlar variação das tensões de fases do sistema elétrico de distribuição.

Para segurança, o aterramento deve oferecer a qualquer corrente elétrica indesejada um caminho de baixa impedância, para que estas possam “escoar” para terra, diminuindo os riscos de choque elétrico. Este propósito deve ser alcançado por meio da equipotencialização, quando duas ou mais estruturas de material condutor estão eletricamente interligadas entre si e a terra de forma intencional seguindo critérios técnicos, de forma que não ocorra diferença de potencial perigosa entre elas,

A NBR 5410 indica três diferentes formas de se fazer o aterramento das instalações, segundo os seguintes esquemas:

• Esquema TT
• Esquema TN, divide-se em (TN-C, TN-S e TN-C-S);
• Esquema IT.

Cada esquema possui características distintas que devem atender a diferentes necessidades, mas todas devem ter como principio o maior nível de segurança possível para cada caso.

Para uma efetiva ligação de aterramento, devem ser usados eletrodos que garantam uma via condutora de baixa impedância, para que qualquer corrente indesejada resultante de falhas de isolação, faltas, transitório, erros de operação ou eletricidade estática, possa chegar ao solo. A principio a terra não é um bom condutor, sua resistência pode variar por motivos como umidade e composição do solo. Para alcançar um valor de impedância adequado se faz necessário o uso dos eletrodos que podem ser:

• As armaduras do concreto da fundação da edificação;
• Fitas, barras ou cabos metálicos, especialmente previstos, imersos no concreto das fundações;
• Anel metálico enterrado diretamente no solo.

O valor da resistência de aterramento deve satisfazer as condições de proteção e funcionamento da instalação elétrica (CREDER, 2004, p.170).

Em todo ponto das instalações onde a energia elétrica estiver disponível, deve haver um ponto de conexão ao condutor PE (condutor de proteção), e o condutor PE deve ser interligado ao BEL (barramento de equipotencialização e aterramento local), e os BELs são interligados ao BEP (barramento de equipotencialização e aterramento principal), que deve ser ligado aos eletrodos de aterramento. Ao BEP devem ser interligados todos os elementos metálicos estruturais da edificação, toda tubulação de material metálico, malhas de proteção de cabos, portas, grades e janelas metálicas e equipamentos.

8. Dispositivos de Proteção Contra Surtos Elétricos

Os Dispositivos de Proteção Contra Surtos Elétricos ou DPSs destinam-se a proteção das instalações e equipamentos elétricos contra surtos elétricos, conhecidos como transitórios de tensão, provocados por manobras de rede, faltas na rede e descargas atmosféricas. Um transitório de tensão pode elevar, por períodos muito curtos, as tensões da rede elétricas fazendo com que cheguem a alguns milhares de volts, por isso esse fenômeno é a maior causa de defeitos em máquinas e equipamentos que usam componentes eletrônicos.

O principal propósito dos DPSs é a proteção do patrimônio. Porém, levando em conta que máquinas, equipamentos, e utensílios eletroeletrônicos na sua grande maioria estão próximos, ao alcance das pessoas, compartilhando os mesmos espaços. Caso ocorram descargas atmosféricas diretas na rede de distribuição de energia elétrica, correntes com potencial destrutivo se propagam pelas instalações podendo causar arcos elétricos capazes de iniciarem incêndios, oque representa um grava risco as vidas das pessoas.

Na ocorrência de um transitório de tensão o DPS, quando devidamente instalado, deve oferecer uma via segura, para que a corrente de surto seja desviada para o sistema de aterramento. Com este propósito há disponíveis três classes de DPSs destinadas a atenderem diversas necessidades.

Classe 1: Indicados para locais sujeitos a descargas de alta intensidade, como edificações diretamente alimentadas por redes de distribuição aéreas. Neste caso recomenda-se que os DPSs sejam instalados no ponto de entrada da rede na edificação;

Classe 2: Recomendado para casos em que a rede elétrica de distribuição não é exposta a descargas atmosféricas diretas, como instalações internas de um prédio que é alimentado por rede de distribuição subterrânea. Neste caso os DPSs devem ser instalados nos quadros de distribuição;

Classe 3: Indicado para proteção de equipamentos eletrônicos sensíveis. Neste caso deve ser instalado junto aos equipamentos.

A adequada escolha do tipo de DPS a ser usado nas instalações dependerão de conhecimento a respeito das características físicas das instalações, tipos de usos das instalações e fatores climáticos da região.

Para se garantir que os DPSs cumpram o seu papel de dispositivos de segurança, é necessário que se faça periodicamente e depois da ocorrência de tempestades, uma inspeção visual. Quando um DPS atinge o seu limite de uso, tornando-se ineficaz, um sinalizador vermelho faz a indicação na necessidade de substituição.

9. Coordenação e Seletividade

Instalação elétrica é um conjunto de materiais e equipamentos interligados de forma sistemática para que se possa usar a eletricidade como energia, de forma segura e satisfatória. Como um sistema, para que funcione bem, os materiais e componentes de uma instalação elétrica necessitam ser escolhidos de acordos com critérios que são estudados, decididos e aplicados durante a elaboração do projeto das instalações.

Para que alcancem o melhor funcionamento possível, as caraterísticas e paramentos dos dispositivos e sistemas de segurança, como os dispositivos DRs, sistemas de aterramento e DPSs devem ser consideradas como fundamentais para a segurança das pessoas e patrimônio. Deve haver compatibilidade e coordenação no funcionamento destes elementos. Os projetistas devem fazer criteriosas considerações quanto aos seus parâmetros elétricos, melhor forma de uso e desempenho.

A falta de cuidados a respeito da compatibilização, coordenação e seletividade de acionamento pode comprometer o bom funcionamento tornando ineficaz o esforço pela segurança das pessoas e do patrimônio.

10. Conclusão

Diariamente muitas pessoas não advertidas são expostas a eminentes perigos, quando ao realizar atividades rotineiras estão interagindo com eletricidade. Seja por questões econômicas, por falta de conhecimento ou falta de fiscalização as medidas de segurança que devem ser tomadas ao se fazer uso da eletricidade são negligenciadas.

Os profissionais habilitados a fazerem e se responsabilizarem legalmente por projetos de instalações elétricas são comumente substituídos por leigos desinformados e desatualizados a respeito das normas e tecnologias aplicáveis. Ainda a falha do poder público em não fazer as devidas fiscalizações e não exigir projetos e responsabilidade técnica, para legalização de imóveis, agrava ainda mais o quadro, dando a impressão que normas destinadas à segurança das pessoas e do patrimônio são opcionais e não tem importância.

Há no Brasil iniciativas que visam à conscientização dos profissionais e sociedade a respeito dos riscos oferecidos pela eletricidade. Tais iniciativas trabalham fazendo divulgações, pesquisas e projetos educacionais, inclusive voltados para crianças em idade escolar. Entre tais iniciativas destaca-se a ABRACOPEL.

A diminuição das ocorrências de acidentes depende principalmente de uma mudança cultural, o modo de pensar e o conhecimento a respeito dos riscos refletem na maneira de agir e na tomada de decisões. Então é possível que, um amplo trabalho educativo e de conscientização, dirigido não somente aos profissionais, mais também aos usuários não advertidos, possa trazer uma significativa diminuição da ocorrência de acidentes. Cada vida salva deve ser celebrada como uma muito significativa vitória.

11. REFERÊNCIAS

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