Previsão de Cargas e Dimensionamento - Instalações Elétricas Prediais NBR 5410

Questão 19 Instalações Elétricas Prediais Para realizar um projeto de instalações elétricas para uma residência utilizamos como base a norma NBR 5410 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS DE BAIXA TENSÃO Essa atividade propõe um projeto básico composto por 3 partes Previsão de cargas Dimensionamento dos condutores Dimensionamento dos disjuntores para a proteção dos circuitos IMPORTANTE Antes de iniciar separe um caderno ou crie uma planilha para fazer as suas anotações e servir de memorial de cálculos Alguns valores serão utilizados nas etapas seguintes do projeto Começaremos o nosso trabalho pela previsão de cargas Nessa etapa iremos definir a carga prevista para a iluminação em cada ambiente da casa assim como o número de pontos de tomadas de uso geral e específico e a potência de cada um desses pontos Para isso é necessário recorrer aos critérios descritos na NBR 5410 e também às medidas apresentadas na planta baixa da residência em que iremos trabalhar como mostra a figura abaixo Sala de Jantar Banheiro Dormitório 2 Corredor Sala de Estar Cozinha Dormitório 1 VARANDA Entrada Pédireito 280 m Espessura das paredes 015 m Para iniciar a o processo de previsão de cargas é necessário extrair os dados da planta baixa informada e calcular a área e o perímetro de cada ambiente da casa De posse desses valores preencha na tabela a área e o perímetro de cada ambiente IMPORTANTE Preencha todos os valores com duas casas decimais Não escreva a unidade somente os números O sistema aceita tanto a separação por vírgula como por ponto Ex Área cozinha 975 ou 975 Dormitório 1 Dormitório 2 Sala de Estar Sala de Jantar Corredor Cozinha Banheiro Varanda Área m2 Perímetro m Questão 29 Instalações Elétricas Prediais Para a previsão de cargas de iluminação devem ser consideradas as potências respectivas a cada ambiente Para isso você deve consultar no material de aula os critérios da norma NBR 5410 para a definição dessas cargas Para te auxiliar nessa etapa utilize os valores relacionados às dimensões dos ambientes da planta baixa anteriormente calculados Com base na norma NBR 5410 preencha a tabela com os valores mínimos previstos para a potência em VA destinados à iluminação de cada ambiente da residência Obs A NBR 5410 não estipula um critério para iluminação de áreas externas como a varanda ficando assim à escolha do projetista Sendo assim para este trabalho iremos utilizar os mesmos critérios adotados nos ambientes internos para a iluminação da varanda Potência VA Dormitório 1 Dormitório 2 Sala de Estar Sala de Jantar Corredor Cozinha Banheiro Varanda Questão 39 Instalações Elétricas Prediais Para a previsão de cargas de tomadas de uso geral TUG deve ser considerado o número de pontos bem como as respectivas potências Para isso você deve consultar no material de aula os critérios da norma NBR 5410 para a definição dessas cargas Para te auxiliar nessa etapa utilize os valores relacionados às dimensões dos ambientes da planta baixa anteriormente calculados Com base na norma NBR 5410 preencha a tabela com os valores mínimos previstos para o número de pontos e a potência resultante das tomadas de uso geral TUG de cada ambiente da residência em que estamos trabalhando Nº de pontos de TUG Potência total do ambiente VA Dormitório 1 Dormitório 2 Sala de Estar Sala de Jantar Corredor Cozinha Banheiro Varanda Questão 49 Instalações Elétricas Prediais O dimensionamento dos condutores de uma instalação é uma etapa fundamental para evitar riscos de incêndio devido à sobrecargas Para isso é necessário inicialmente definir os circuitos do projeto Para o projeto de instalações da planta fornecida serão adotados os seguintes circuitos Nº do Circuito Tipo Descrição Tensão nominal V Potência VA 1 Iluminação Sala de Estar Sala de Jantar Cozinha e Varanda 127 Somar pot dos cômodos 2 TUE Dorm 1 Dorm 2 Banheiro e Corredor 127 Somar pot dos cômodos 3 TUG Sala de Estar Sala de Jantar e Varanda 127 Somar pot dos cômodos 4 TUG Cozinha 127 Somar pot dos cômodos 5 TUG Dorm 1 Dorm 2 Banheiro e Corredor 127 Somar pot dos cômodos 6 TUE Chuveiro Banheiro 220 5500 7 TUE Forno de microondas Cozinha 127 1600 8 TUE Torneira elétrica Cozinha 220 4000 9 TUE Arcondicionado Dorm 1 127 2000 O condutor adotado para o circuito deve ser adequado ao valor da corrente que será conduzida e aos limites da temperatura de operação A corrente de projeto IB pode ser obtida pela equação abaixo na qual V é a tensão nominal em volts e S é a potência aparente em VA Faça um levantamento da potência de cada circuito com base nos valores fornecidos para as TUE e também através dos valores obtidos nas etapas anteriores de previsão de cargas Depois preencha a tabela abaixo com o valor da corrente de projeto IB para cada circuito indicado na tabela acima IMPORTANTE Preencha todos os valores com duas casas decimais Não escreva a unidade somente os números O sistema aceita tanto a separação por vírgula como por ponto Ex Circuito 1 975 ou 975 Corrente de Projeto IB A Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 Circuito 5 Circuito 6 Circuito 7 Circuito 8 Circuito 9 Questão 59 Instalações Elétricas Prediais Conforme abordado na aula 3 do seu roteiro de estudos no AVA existem 3 critérios que estão intimamente ligados ao dimensionamento dos condutores Para evitar que operem em condições de sobrecarga os condutores precisam respeitar simultaneamente esses 3 critérios a começar pelo Critério de Capacidade de Condução CONSIDERAÇÕES Considere que a temperatura ambiente é de 30 C e que não haverá agrupamento de circuitos portanto não se fazem necessários os fatores de correção por temperatura FCT ou por agrupamento FCA Nesse caso a corrente corrigida IB será igual à corrente de projeto IB A Tabela 36 da norma NBR 5410 abaixo apresenta valores de capacidade de corrente em ampères de acordo com a área de seção transversal do condutor em mm2 Os valores da capacidade de condução podem variar de acordo com o método de instalação a temperatura o material do condutor o tipo de isolação e o número de condutores carregados portanto adote os seguintes critérios Método de instalação B1 Temperatura do ambiente Ar 30C Material do condutor cobre Tipo de isolação do condutor PVC Número de condutores carregados 2 FF para 220V ou FN para 127 V Tabela 36 Capacidades de condução de corrente em ampères para os métodos de referência A1 A2 B1 B2 C e D Condutores cobre e alumínio Isolação PVC Temperatura no condutor 70C Temperaturas de referência do ambiente 30C ar 20C solo Seções nominais mm2 Métodos de referência indicados na tabela 33 A1 A2 B1 B2 C D Número de condutores carregados 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Cobre 05 7 7 7 7 9 8 9 8 10 9 12 10 075 9 9 9 9 11 10 11 10 13 11 15 12 1 11 10 11 10 14 12 13 12 15 14 18 15 15 145 135 14 13 175 155 165 15 195 175 22 18 25 195 18 185 175 24 21 23 20 27 24 29 24 4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32 38 31 6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41 47 39 10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57 63 52 16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76 81 67 25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96 104 86 35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119 125 103 50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144 148 122 Faça um levantamento dos valores da corrente de projeto calculados anteriormente e preencha a tabela abaixo com os valores de seção dos condutores em mm2 de acordo com a capacidade de condução mostrada na Tabela 36 da NBR 5410 para cada circuito do projeto IMPORTANTE Preencha todos os valores com duas casas decimais Não escreva a unidade somente os números O sistema aceita tanto a separação por vírgula como por ponto Ex Circuito 1 600 ou 600 Seção do Condutor mm² Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 Circuito 5 Circuito 6 Circuito 7 Circuito 8 Circuito 9 Questão 69 Instalações Elétricas Prediais Como sabemos a resistência dos condutores pode aumentar em função do comprimento sendo assim a tensão na fonte pode ser diferente da fornecida à carga devido à queda de tensão nos condutores A norma NBR 5410 estipula que o valor da queda de tensão percentual em circuitos terminais deve ser inferior a 4 O chamado de Critério da Máxima Queda de Tensão é o nosso segundo critério usado para o dimensionamento dos condutores abordados na aula 3 e também na aula prática 5 do seu roteiro de estudos Com a equação abaixo calculase a seção mínima necessária para que o condutor se enquadre dentro dos 4 de queda de tensão exigidos pela norma Sφ 2 ρ l² IB ΔV Vn 100 Considere resistividade do cobre ρ 158 Ωmm²m comprimento do condutor ℓ m corrente de projeto IB IB v calculada anteriormente percentual da queda de tensão máxima admissível ΔV 4 tensão nominal do circuito Vn V Como não foi definida a posição do QDC nesse projeto considere os comprimentos de cada circuito conforme a tabela a seguir Nº do circuito Comprimento em metros 1 115 2 107 3 143 4 62 5 133 6 45 7 42 8 65 9 82 Preencha a tabela abaixo com os valores calculados para a seção dos condutores de cada circuito em mm² conforme o critério da máxima queda de tensão IMPORTANTE Preencha todos os valores com duas casas decimais Não escreva a unidade somente os números O sistema aceita tanto a separação por vírgula como por ponto Ex Circuito 1 115 ou 115 Seção do Condutor mm² Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 Circuito 5 Circuito 6 Circuito 7 Circuito 8 Circuito 9 Questão 79 Instalações Elétricas Prediais Dando continuidade aos critérios adotados para o dimensionamento dos condutores nessa etapa será utilizado terceiro e último chamado de Critério da Seção Mínima A Tabela 47 da norma NBR 5410 abaixo apresenta valores mínimos que devem ser adotados para a área de seção transversal do condutor em mm² de acordo com o tipo e forma de utilização do circuito Tabela 47 Seção mínima dos condutores¹ Tipo de linha Utilização do circuito Seção mínima do condutor mm² material Instalações fixas em geral Condutores e cabos isolados Circuitos de iluminação 15 Cu 16 AI Circuitos de força² 25 Cu 16 AI Circuitos de sinalização e circuitos de controle 05 Cu3 Condutores nus Circuitos de força 10Cu 16 AI Circuitos de sinalização e circuitos de controle 4 Cu Linhas flexíveis com cabos isolados Para um equipamento específico Como especificado na norma do equipamento Para qualquer outra aplicação 075 Cu4 Circuitos a extrabaixa tensão para aplicações especiais 075 Cu 1 Seções mínimas ditadas por razões mecânicas 2 Os circuitos de tomadas de corrente são considerados circuitos de força 3 Em circuitos de sinalização e controle destinados a equipamentos eletrônicos é admitida uma seção mínima de 01 mm² 4 Em cabos multipolares flexíveis contendo sete ou mais veias é admitida uma seção mínima de 01 mm² Faça um levantamento dos valores de seção transversal em mm² adotados anteriormente pelos critérios da capacidade de condução e da máxima queda de tensão para cada circuito do projeto Compare os valores obtidos anteriormente com os valores mínimos da Tabela 47 da NBR 5410 A norma recomenda que seja utilizada a maior seção dentre os três critérios de modo que atenda simultaneamente a todos eles Sendo assim atualize os valores se necessário e preencha a tabela abaixo com os valores finais da seção em mm² para os condutores que deverão ser adotados em cada circuito do projeto IMPORTANTE Preencha todos os valores com duas casas decimais Não escreva a unidade somente os números O sistema aceita tanto a separação por vírgula como por ponto Ex Circuito 1 600 ou 600 Seção do Condutor mm² Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 Circuito 5 Circuito 6 Circuito 7 Circuito 8 Circuito 9 Questão 89 Instalações Elétricas Prediais O dimensionamento dos disjuntores é fundamental para evitar que as instalações sejam submetidas a correntes de sobrecargas e correntes de curtocircuito De acordo com a norma NBR 5410 o valor da corrente nominal do disjuntor IN deve ser superior ao valor da corrente de carga ou corrente de projeto IB ao mesmo tempo que deve ser inferior ao valor da capacidade de condução IZ do condutor adotado para o circuito como mostra a figura abaixo Para alguns casos pode haver mais de um valor comercial disponível entre IB e IZ nesse caso adotase o maior valor pensando em fazer o melhor uso da instalação dentro dos seus limites de operação No entanto conforme estudamos na aula 4 a atuação do disjuntor pode não ocorrer com valores de corrente pouco acima da corrente nominal IN permitindo uma sobrecarga constante no condutor Considere para IN os valores comerciais a seguir Corrente nominal do disjuntor IN A 6 10 16 20 25 32 40 50 63 Faça um levantamento dos valores da corrente de projeto IB e também da capacidade de condução IZ dos condutores adotados de cada circuito do projeto conforme calculados anteriormente Em seguida analise e adote o maior valor de IN que fará a proteção do circuito sem que haja sobrecarga além da aceitável Preencha a tabela a seguir com os valores adotados para a corrente nominal IN dos disjuntores que serão utilizados em cada circuito do projeto Obs Leia o modelo apresentado na aula 4 tema 3 para te auxiliar nessa etapa do projeto Corrente nominal IN para o disjuntor adotado A Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 Circuito 4 Circuito 5 Circuito 6 Circuito 7 Circuito 8 Circuito 9 Questão 99 Instalações Elétricas Prediais Esta é a última etapa do nosso projeto Você deverá fazer um desenho do projeto feito à mão que chamamos de diagrama unifilar Este diagrama deve ser feito sobre a mesma planta dada no exercício 1 Se preferir imprima o arquivo que está disponível na aula 13 Você deverá incluir neste desenho os pontos de tomada iluminação e interruptores o QDC e os eletrodutos a indicação dos circuitos em cada trecho de eletroduto o diagrama unifilar do quadro de distribuição dos circuitos QDC a legenda dos símbolos utilizados IMPORTANTE Preencha seus dados e tire uma foto da folha do projeto juntamente com um documento pessoal RG ou CNH Não é necessário que apareçam todos os dados do documento apenas o nome completo para validação de autenticidade Depois faça o upload da imagem no formato JPG JPEG ou PNG É permitido o uso de qualquer ferramenta manual de desenho régua compasso lápis canetas coloridas etc NÃO SERÃO ACEITOS DESENHOS FEITOS POR SOTWARE Apesar de ser o modo mais usado profissionalmente a proposta da atividade é praticar os conceitos Não é necessária uma resposta textual no campo Resposta Apenas digite entrega do diagrama unifilar por exemplo e anexe a imagem INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS AULA 2 Prof Eduardo da Silva CONVERSA INICIAL Olá seja bemvindo a mais uma aula de instalações elétricas prediais Anteriormente aprendemos alguns conceitos básicos relacionados às instalações de baixa tensão mas o pontapé inicial para elaborar um projeto de instalações elétricas será dado agora Existem várias etapas introdutórias antes de pensarmos em qual será o condutor mais adequado ou qual disjuntor adotar para certa carga Dentre esses procedimentos estudaremos os ambientes da edificação e mergulharemos de cabeça na principal norma de instalações de baixa tensão a NBR 5410 Vamos nos basear nos critérios da norma para estabelecer os circuitos de iluminação e tomadas fazer alguns cálculos e aprender a registrar essas etapas iniciais Está preparadoa Então vamos lá mãos à obra e bons estudos TEMA 1 PROJETO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS CÁLCULOS PRELIMINARES Um projeto de instalações elétricas prediais se inicia pelo estudo do ambiente Já vimos que para uma iluminação adequada é importante conhecer a cor do teto as paredes e os objetos no seu interior Mas se você parar para pensar vai perceber que a maioria dos projetos são solicitados ainda sem esses parâmetros definidos Muitas vezes o engenheiro recebe uma solicitação de projeto sem saber dos planos arquitetônicos ou decorativos para uma obra específica Idealmente é necessário conhecer o tipo de uso do cômodo assim como o mobiliário que será instalado a cor da pintura e até mesmo os objetos de decoração possíveis no local Mas por quê Imagine um dormitório totalmente vazio você como projetista irá definir o local de instalação das tomadas Como havia uma grande parede vazia dois dos pontos previstos para o cômodo ficaram ali definidos Apenas depois da instalação você é avisado de que o cliente decidiu colocar ali o guardaroupas do casal closet e será necessário realocar os pontos de tomada E aí como fazer Por isso é importante conhecer todos os detalhes antes de iniciar uma obra Obras com um projeto luminotécnico que conheça todas as necessidades para tomadas são vantajosas no início de um projeto elétrico Mas como já falamos nem sempre temos essas informações detalhadas com antecedência Assim quem nos dá base e referências para elaborar um projeto que atenda aos critérios mínimos de utilização é a NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão Uma das primeiras etapas que surgem ao iniciar um projeto é o que chamamos de previsão de cargas Num projeto residencial as cargas são basicamente tomadas iluminação e algumas cargas de maior consumo como chuveiros e fornos Já no caso de instalações industriais devemos considerar motores e outros equipamentos específicos Essa previsão consiste em estimar as cargas que se destinarão aos ambientes como a potência do sistema de iluminação o número de tomadas e a potência atribuída a elas Assim é possível estabelecer os condutores e a proteção necessária de cada circuito Alguns critérios apresentados na NBR 5410 dependem da área ou do perímetro do ambiente Isso se deve a uma análise de estimativa para propor tanto para as tomadas quanto para a iluminação os valores mínimos necessários para que uma instalação não fique subdimensionada ao usuário Vale ressaltar que o projetista tem total liberdade para utilizar mais do que os valores mínimos estipulados pela norma 11 GENERALIDADES As cargas são definidas pela potência prevista de um determinado equipamento ou sistema de iluminação Devemos sempre nos basear nos valores fornecidos pelos fabricantes e no caso da potência o valor válido é o da potência nominal absorvida em voltampère VA Se o fabricante fornece o valor da potência do equipamento em watt W é necessário considerar o rendimento e o fator de potência A Figura 1 apresenta a placa de identificação de um motor elétrico da qual é possível extrair informações importantes a respeito do equipamento Figura 1 Placa de identificação de um motor elétrico Fonte Placa 2014 A conversão da potência ativa ou útil P dada em W para a potência aparente S em VA deve ser feita pela seguinte expressão Sendo rendimento ou eficiência fator de potência Devemos usar como exemplo o motor descrito na placa da Figura 1 A potência de 75 kW convertida para VA será S 75 x 103 087 0925 93197 x 103 ou 93197 kVA 12 ÁREAS E PERÍMETROS Para estimar a carga de iluminação de um cômodo ou ambiente de uma instalação de baixa tensão a norma faz referência à área desse espaço O objetivo é mensurar em função da potência atribuída se o cômodo está recebendo a iluminação necessária Assim vamos relembrar o cálculo de área de algumas formas geométricas que podem aparecer em projetos arquitetônicos 121 AMBIENTE RETANGULAR É a mais elementar das formas para o cômodo de uma residência e isso se deve à resistência estrutural que uma construção requer Ainda assim podemos nos deparar com ambientes não divididos por paredes conforme a Figura 2 Figura 2 Exemplo de planta com ambientes retangulares Fonte Eduardo da Silva Para a forma retangular a área pode ser calculada por A l c 2 Sendo A área do ambiente em m2 l largura do cômodo em m c comprimento do cômodo em m O perímetro P é o comprimento total do contorno que circunda o ambiente e para calculálo basta somar as medidas de todos os lados Utilizando a área demarcada na Figura 2 como exemplo podemos calcular a área e o perímetro assim A 35 26 15 14 112 m2 p 35 12 15 14 50 26 152 m Note que a área pode ser obtida pela soma de dois retângulos como se fossem separados 122 AMBIENTE TRAPEZOIDAL Trapézio é uma figura plana de quatro lados e dois deles são paralelos chamados de bases uma menor que a outra Chamamos a distância entre as bases de altura e os outros dois lados formam algum ângulo com as bases como podemos ver na Figura 3 Figura 3 Exemplo de planta com ambientes trapezoidais Fonte Eduardo da Silva A área de um trapézio é dada por A B b h 2 Sendo B a base maior em m b a base menor em m h a altura ou distância entre as bases em m Utilizaremos como exemplo o consultório da Figura 3 cuja área é dada pela soma da área do trapézio demarcado e da área retangular Assim temos A área do trapézio área retângulo A 35 14 107 2 35 30 1312 m² O perímetro P continua sendo o somatório das medidas de todos os lados Portanto p 35 30 15 14 15 30 139 m 123 AMBIENTE CIRCULAR Algumas construções que buscam um design moderno e com aspecto decorativo utilizam ambientes com paredes curvas assim como um saguão de hotel ou um hall de entrada de um salão de festas A Figura 4 representa um ambiente como esse Figura 4 Exemplo de planta com um ambiente de parede curva Fonte Eduardo da Silva A área de uma circunferência completa é dada por A π r² Sendo r raio da circunferência em m O perímetro P por sua vez é o comprimento da linha que contorna a circunferência podendo ser calculado por p 2π r Novamente vamos utilizar a área demarcada como exemplo agora da Figura 4 e note que por ser a metade de uma circunferência o valor da área também será a metade Desse modo a área total do ambiente será dada pela área do semicírculo adicionada à área retangular que compõe o ambiente A área do semicírculo área retângulo A π 26² 2 30 80 3462 m² O perímetro da parte circular assim como a área será a metade de uma circunferência completa e será somado às dimensões do retângulo Assim temos p 2π 26 2 14 30 80 30 14 2497 m TEMA 2 PREVISÃO DAS CARGAS DE ILUMINAÇÃO O item 42122 da NBR 5410 estipula que as cargas destinadas à iluminação de determinado ambiente devem resultar de um projeto luminotécnico que atenda à NBR 5413 Iluminância de interiores Essa norma foi cancelada em 2013 e desde então foi substituída pela NBR ISOCIE 89951 que já estudamos Conforme vimos há pouco a NBR 5410 estipula que sejam adotados valores mínimos para a potência que será destinada à iluminação de um ambiente 21 NÚMERO DE PONTOS Com relação ao número de pontos o item 95211 da norma prevê pelo menos um ponto de luz comandado por interruptor para cada cômodo ou dependência do local de instalação Mas o projetista tem liberdade para definir a quantidade de pontos de luz seja para fins decorativos ou para uma melhor distribuição no ambiente Os pontos devem estar fixos no teto mas a norma abre uma ressalva que admite que o ponto de luz seja instalado na parede para espaços pequenos onde a instalação no teto seja de difícil execução ou inconveniente assim como depósitos dispensas lavabos varandas ou sob escadas Além disso para hotéis motéis ou ambientes similares é permitida a substituição do ponto de luz fixo no teto por uma tomada com potência mínima de 100 VA comandada por interruptor de parede Quanto aos interruptores para uso doméstico e análogos a norma sugere que se atenda à NBR 6527 mas em 2004 ela foi cancelada e substituída pela NBR NM 606691 Interruptores para instalações elétricas fixas domésticas e análogas 22 POTÊNCIA ATRIBUÍDA Conforme o item 95212 da NBR 5410 na falta de um projeto luminotécnico o valor da potência atribuída para iluminar um cômodo deve ser definido sob dois critérios 1 Para cômodos ou dependências com área de até 6 m2 deve ser prevista uma carga mínima de 100 VA 2 Para cômodos com área superior a 6 m2 deve ser prevista uma carga de 100 VA para os primeiros 6 m2 e se acrescentar 60 VA para cada 4 m2 inteiros adicionais Vale ressaltar que os valores previstos para as cargas de iluminação apenas servirão para efeito de dimensionamento dos circuitos e não necessariamente correspondem à potência dos equipamentos de iluminação que serão instalados A última atualização da NBR 5410 foi em 2004 e por essa razão alguns dos parâmetros usados como base foram atualizados Um exemplo disso é o valor mínimo de 100 VA para um ponto de luz Esse valor se baseia no uso de lâmpadas incandescentes mas como sabemos desde 2016 sua venda foi proibida Atualmente uma lâmpada de LED ou fluorescente compacta consomem muito menos energia para produzir um fluxo luminoso semelhante mas como ainda não há uma versão da norma que as aborde devemos manter os valores indicados Outra observação importante é a omissão da norma com relação à instalação de pontos de luz para ambientes descobertos assim como jardins sacadas garagens e corredores externos Nesses casos o projetista irá definir os pontos conforme julgar necessário Para exemplificar o procedimento de previsão de cargas de iluminação vamos adotar a planta da Figura 5 Figura 5 Planta residencial apenas com a alocação dos pontos de luz e interruptores de comando Fonte Eduardo da Silva Pelos valores indicados na planta podemos ver que a área do banheiro da área de serviços e da varanda é menor que 6 m2 por isso a potência atribuída é de 100 VA Já a área do dormitório 2 e da cozinha é superior a 6 m2 mas de acordo com o item b dos critérios citados para acrescentar 60 VA é necessário que a área adicional contenha 4 m2 inteiros Sendo assim a potência atribuída a esses cômodos ainda é de 100 VA cada No dormitório 1 e na sala temos exemplos de aumento na potência atribuída em função da área No caso da sala foram adicionados dois pontos por isso o ambiente foi dividido em duas partes iguais utilizando uma linha imaginária Sendo assim a potência total atribuída para a sala é de 280 VA e o cálculo foi feito partindo a área do ambiente em uma parte com os primeiros 6 m2 e as demais partes com 4 m2 inteiros Assim temos Área 6 4 4 4 18 m2 Potência 100 60 60 60 280 VA Para o dormitório 1 temos Área 6 4 089 1089 m2 Potência 100 60 160 VA Note que no dormitório 1 apesar de a potência ter aumentado pelo critério da área não foi necessário adicionar um ponto de luz A norma não determina que sejam divididos em mais de um ponto essa escolha fica a cargo do projetista TEMA 3 PONTOS DE TOMADAS Como na iluminação as tomadas para uma instalação elétrica devem respeitar um número mínimo de pontos de modo que adaptações para atender às necessidades do usuário não sejam necessárias Conforme falamos no tema anterior a NBR 5410 teve sua última revisão publicada em 2004 com uma correção feita em 2008 Antes disso a versão válida era a de 1997 que separava as tomadas em dois tipos tomada de uso geral TUG e tomada de uso específico TUE Esses termos não se encontram mais na versão atual da norma que agora no item 345 define todas as conexões de um equipamento com uma linha elétrica como ponto de utilização Esse ponto pode ainda ser classificado em função da tensão utilizada da natureza da carga ponto de luz aquecedor arcondicionado etc e do tipo de conexão tomada ou ligação direta A norma também destaca que uma linha elétrica pode ter um ou mais pontos de utilização ou seja pontos em derivação Além disso o mesmo ponto de utilização pode alimentar um único ou vários equipamentos simultaneamente conforme a Figura 6 Figura 6 Pontos de utilização na mesma linha elétrica a e pontos de utilização com mais de um equipamento b Fonte Silva 2020 com base em DavoodaShutterstock Segundo o item 346 da NBR 5410 um ponto de tomada é apenas um ponto de utilização e a conexão de um ou mais equipamentos é feita pela tomada de corrente Vale lembrar que um ponto de tomada pode conter uma ou mais tomadas de corrente podendo ser classificado em função Da tensão do circuito que o alimenta Do número de tomadas de corrente nele previsto Do tipo de equipamento a ser alimentado se este usar exclusivamente o ponto chuveiro arcondicionado etc Da corrente nominal das tomadas de corrente nele utilizadas 31 NÚMERO DE PONTOS Agora que sabemos distinguir os tipos de conexão com uma linha elétrica podemos tratar da quantidade de pontos de tomada indicados como valores mínimos pela norma para cada tipo de ambiente e sua utilização O item 42123 da NBR 5410 determina que em halls sótãos salas de manutenção e salas de equipamentos como casas de máquinas salas de bombas barriletes e locais análogos deve haver no mínimo um ponto de tomada Além desses locais os demais pontos de tomada devem ser determinados e dimensionados de acordo com o item 95221 que apresenta os seguintes critérios Em banheiros deve haver ao menos um ponto de tomada instalado junto ao lavatório desde que atendidas as restrições relacionadas às instalações em locais com banheira ou chuveiro descritas no item 91 da norma Em cozinhas copas copascozinhas áreas de serviço cozinhaárea de serviço lavanderias e locais análogos devido à alta demanda de equipamentos deve haver no mínimo um ponto de tomada para cada 35 m ou fração de perímetro Também devem ser previstas ao menos duas tomadas de corrente no mesmo ponto ou em pontos distintos para instalação acima da bancada da pia Em varandas deve haver ao menos um ponto de tomada Se por razões construtivas não for possível instalálo no próprio local admitese sua instalação em local próximo a seu acesso Salas e dormitórios devem ter ao menos um ponto de tomada para cada 5 m ou fração do perímetro do cômodo devendo ser espaçadas do modo mais uniforme possível Especialmente em salas de estar devido ao uso de muitos equipamentos recomendase a quantidade necessária de tomadas de corrente Para os demais cômodos devese prever Um ponto caso a área do cômodo seja inferior a 6 m² mas se a área do ambiente for inferior a 225 m² e não for possível instalálo no local pode ser instalado externamente até no máximo 08 m da sua porta de acesso Um ponto a cada 5 m ou fração do perímetro do cômodo devendo ser espaçado do modo mais uniforme possível 32 POTÊNCIAS ATRIBUÍVEIS AOS PONTOS DE TOMADA Como na maioria das vezes não conhecemos todos os equipamentos que serão ligados na instalação a NBR 5410 prevê valores de potências para o dimensionamento mínimo dos circuitos Cada ambiente tem sua característica de uso e o projetista tem a liberdade de propor maiores valores de potência para as tomadas ou ainda mais pontos de tomada No item 95222 a norma sugere os seguintes valores como mínimos Primeiramente devese somar as quantidades de pontos previstos para banheiros cozinhas copas copascozinhas áreas de serviço lavanderias e locais análogos Se o número total desses ambientes for de até 6 pontos devese prever para cada um a potência de no mínimo 600 VA para os primeiros três pontos e mais 100 VA por ponto excedente Caso o número total de pontos seja maior que 6 então devese prever a potência de no mínimo 600 VA para os primeiros dois pontos e mais 100 VA por ponto excedente isso para cada ambiente separadamente Para os demais cômodos devese prever no mínimo 100 VA por ponto de tomada Além desses o item 42123 da norma ainda prevê um ponto de tomada com potência de no mínimo 1000 VA para halls de serviço salas de manutenção e salas de equipamentos como casas de máquinas salas de bombas barriletes e locais análogos Para usar alguns desses critérios como exemplo vamos analisar a planta da Figura 7 que já tem os pontos de tomada alocados e os valores do perímetro de cada ambiente Figura 7 Planta residencial apenas com a alocação dos pontos de tomada Fonte Eduardo da Silva Se usarmos o dormitório 1 como exemplo a norma exige no mínimo um ponto a cada 5 m ou fração do perímetro Como o perímetro desse cômodo é 132 metros temos Note que diferente da iluminação que exige os acréscimos de área em blocos de 4 m² inteiros o número de tomadas será arredondado sempre para cima pois a norma inclui a fração de um trecho de 5 m como exigência para aumentar um ponto Observe também que o projetista além de prever os três pontos exigidos como mínimo ainda determinou que um deles terá duas tomadas de corrente Essa liberdade de escolha é totalmente possível desde que respeite os limites mínimos É possível observar a mesma atitude nos pontos da cozinha por exemplo Pelos critérios da norma o número de pontos de tomada na cozinha deve ser Nº de pontos 102 35 291 arredp cima 3 pontos Porém no projeto há quatro pontos Quanto às potências atribuídas podemos ver que a cozinha o banheiro e a área de serviço somam um total de 9 pontos Portanto o mínimo previsto deve ser 600 VA para os dois primeiros pontos e mais 100 VA para cada ponto adicional sendo assim 1900 VA no total A norma foi atendida mas devemos nos atentar aos pontos destinados a equipamentos já especificados ou seja aquele ponto será de uso exclusivo dessa carga Nesse caso é fundamental que o ponto receba a indicação do tipo da carga e sua potência nominal para o devido dimensionamento dos circuitos TEMA 4 DIVISÃO DAS INSTALAÇÕES Uma instalação pode ser separada em partes sendo algumas delas de responsabilidade da concessionária de energia e outras do consumidor A rede de média e baixa tensão tem uma normativa própria e só pode ser manipulada por funcionários ou prestadores de serviço da concessionária 41 CIRCUITOS Apesar de seguir as normas do fornecedor de energia o padrão de entrada é por conta do consumidor assim como o restante das instalações Dessa forma os circuitos internos da unidade consumidora se dividem em circuitos de distribuição e circuitos terminais conforme a Figura 8 Figura 8 Divisão dos circuitos de uma instalação elétrica Fonte Eduardo da Silva Como é necessário conhecer todo o conjunto de cargas para dimensionar os condutores e dispositivos de proteção da entrada devemos iniciar a análise de trás para frente Desse modo após os cálculos iniciais de área e perímetro dos ambientes da edificação e depois de definir o número de pontos e potências das tomadas e iluminação cabe ao projetista separar os circuitos elétricos O item 425 da NBR 5410 descreve os critérios gerais para fazer a melhor distribuição das cargas em circuitos terminais Podemos definir um circuito terminal como a linha elétrica que alimenta diretamente uma ou um grupo de cargas e este deve permitir o seccionamento e impossibilitar a alimentação por meio de outro circuito Uma instalação pode ser dividida em quantos circuitos forem necessários e a cada circuito deverá se associar um dispositivo de seccionamento geralmente um disjuntor Figura 9 Exemplo de diagrama unifilar de uma instalação com cinco circuitos terminais Fonte Eduardo da Silva A divisão dos circuitos segue algumas recomendações da NBR 5410 cujo item 4255 diz que os circuitos terminais devem ser individualizados de acordo com a função da carga Isso significa que para a carga específica deve haver um circuito individual assim como devem ser separados os circuitos de tomadas e de iluminação A exceção a essa regra é descrita no item 9533 que permite o uso de um circuito comum para pontos de tomada e de iluminação desde que a corrente total das cargas desse circuito não seja maior que 16 A e também que esse circuito não contenha todos os pontos de iluminação ou de tomada da instalação As particularidades devem sempre ser analisadas caso a caso mas genericamente seguimos duas regras básicas descritas no item 953 Vamos vêlas a seguir 411 LIMITE DE CORRENTE DO CIRCUITO Devese adotar um circuito individual para um ponto de utilização que tenha corrente nominal superior a 10 A Ou seja para o ponto de alimentação de uma carga cuja corrente ultrapasse esse limite devese prever um circuito exclusivo com seu respectivo dispositivo de seccionamento e proteção além da devida identificação no quadro de distribuição 412 LOCAL DA INSTALAÇÃO Também devem ser previstos circuitos individuais para ambientes como cozinha área de serviço lavanderias e locais análogos Além disso é fundamental que as cargas sejam sempre bem distribuídas entre os circuitos procurando o máximo de equilíbrio entre as fases Para exemplificar a divisão dos circuitos assim como sua representação em projetos usaremos uma fusão da Figura 5 com a Figura 7 unindo os pontos de iluminação e tomadas dessa instalação Para que a figura não tenha muita informação retiramos as cotas das dimensões dos ambientes porém continuam as mesmas Utilizando os critérios apresentados os circuitos da Figura 10 serão divididos assim Tabela 1 Divisão dos circuitos para a Figura 10 Circuito 1 Iluminação do dormitório 1 banheiro área de serviço e cozinha Circuito 2 Iluminação do dormitório 2 sala e varanda Circuito 3 Pontos de tomada de uso geral dos dormitórios 1 e 2 e banheiro Circuito 4 Pontos de tomada de uso geral da sala e varanda Circuito 5 Pontos de tomada de uso geral da cozinha Circuito 6 Pontos de tomada de uso geral da área de serviço Circuito 7 Ponto de conexão direta do chuveiro Circuito 8 Ponto de tomada para uso exclusivo do forno de microondas Circuito 9 Ponto de tomada para uso exclusivo do refrigerador Circuito 10 Ponto de tomada para uso exclusivo da lavadora e secadora Figura 10 Exemplo de projeto com a indicação dos circuitos que alimentam as cargas Fonte Eduardo da Silva 42 MEMORIAIS E RELATÓRIOS É fundamental para a carreira de um engenheiro o hábito de documentar seus trabalhos pesquisas e projetos Ao longo de um projeto utilizamse referências bibliográficas medidas cálculos entre outras informações que precisam ser registradas Chamamos isso de memorial no caso de projetos elétricos destacamse o memorial descritivo e o memorial de cálculo Se o projeto for encaminhado à equipe de execução ou até mesmo à empresa contratante é costume enviar esses memoriais em forma de relatório Além disso costumam ser exigidos quando se solicita a ligação de novas unidades consumidoras ou o aumento de cargas para as concessionárias de energia do Brasil Um memorial descritivo apresenta todos os detalhes da instalação como Planta da localização Tensão de atendimento Planta baixa com detalhes do quadro de medição e proteção geral além do caminho dos eletrodutos e cabeamento proveniente de circuitos de geração própria se houver Detalhamento dos circuitos e proteção Sistema de proteção contra descargas atmosféricas SPDA Aterramento Recomendações de técnicas Dados técnicos de equipamentos e materiais utilizados Já um memorial de cálculo apresenta Fórmulas e expressões matemáticas usadas Métodos de dimensionamento de condutores eletrodutos e dispositivos de proteção Quadro de cargas Divisão das cargas e equilíbrio das fases Correção do fator de potência Cálculo luminotécnico Cálculo da demanda Além disso um relatório também pode apresentar cálculos orçamentários de acordo com a solicitação do contratante além de especificações técnicas de alguns elementos da instalação e orientações de ordem prática quanto às técnicas de instalação Apesar de não haver um modelo único para esse tipo de relatório é comum que as concessionárias disponibilizem um modelo de formulário ou uma normativa com orientações de como entregar a documentação De qualquer maneira ainda que não seja obrigatório é muito importante manter o registro de tudo e um dos itens mais importantes dessa lista é o quadro de cargas Esse quadro não é daqueles usados na instalação como vimos na verdade tratase de uma tabela que contém as principais informações do projeto de forma resumida É muito útil para orientar a equipe de execução e permite acompanhar o projeto de forma mais simples Também não há um modelo único para essa planilha que também pode ser separada em partes mas alguns dos principais itens que podem aparecer são Número e descrição dos circuitos Esquema de ligação Método de instalação Local de instalação Tensão nominal Potência unitária das cargas previstas e total Fator de potência Divisão por fase Número de circuitos agrupados Seção dos condutores Seção dos eletrodutos Corrente nominal e corrente corrigida Fatores de correção da corrente TEMA 5 CORRENTE NOMINAL OU CORRENTE DE PROJETO Antes de iniciarmos o cálculo de corrente vamos lembrar alguns conceitos importantes sobre circuitos de corrente alternada CA Sabemos que tanto a tensão quanto a corrente utilizada no setor de distribuição de energia são senoidais com frequência de 60 Hz que é o padrão brasileiro Outros países como o Paraguai utilizam a energia em 50 Hz Isso é decidido desde a geração ainda na usina e se relaciona à velocidade de rotação do gerador Um sinal alternado idealmente deve apresentar o semiciclo positivo igual ao semiciclo negativo apenas com sinais opostos fazendo com que o valor médio seja nulo Por isso precisamos utilizar outras formas de quantificar a tensão ou a corrente quando utilizamos um sistema CA Dois dos principais parâmetros de um sinal alternado são o valor de pico e o valor eficaz ou RMS conforme a Figura 11 Figura 11 Valor de pico e RMS de um sinal senoidal Fonte Eduardo da Silva O termo RMS vem do inglês root mean square e quer dizer raiz média quadrática Esse valor é usado para representar uma fonte CA como equivalente a uma fonte CC que dissiparia a mesma potência numa carga resistiva O cálculo para obter o valor RMS ou eficaz de um sinal senoidal é dado por Vef sqrt1T integral0T Vp senωt2 dt 6 Adotando a frequência da rede de 60 Hz e sabendo que o período T é igual a 2π podemos simplificar a Equação 6 de modo que o resultado fica Vef Vp sqrt2 7 O mesmo cálculo pode ser feito se encontrarmos o valor eficaz da corrente e se esta for senoidal Como a potência aparente é dada pelo produto dos valores eficazes da tensão e da corrente podemos também encontrar a corrente eficaz S Vef Ief Ief S Vef 8 Todos os procedimentos estudados até o momento têm por objetivo dimensionar os elementos dos circuitos como condutores eletrodutos e dispositivos de proteção Iniciamos nosso projeto estudando os ambientes da instalação e posteriormente devese prever as cargas e separálas em circuitos Agora daremos início à etapa de dimensionamento começando pelo cálculo da corrente de cada um desses circuitos Chamamos de corrente de projeto IB a corrente calculada para um circuito considerando seus valores nominais de potência e tensão Observe que apesar de alguns autores utilizarem a sigla IP para corrente de projeto devemos evitála para não a confundirmos com a corrente de pico para a qual usamos essa nomenclatura Como vimos no Tema 1 a potência que devemos utilizar para efeito de cálculos deve ser sempre a potência aparente dada em VA Se for fornecida a potência em watts é necessário convertêla pela Equação 1 relembrada a seguir S P cos ɸ η Vale lembrar que o rendimento ou eficiência η é uma relação entre a potência de entrada e a potência de saída de um equipamento Geralmente esse dado é obtido por testes de fábrica e é informado na ficha técnica do equipamento Portanto a corrente nominal ou corrente de projeto de um circuito depende da potência e da tensão informada Por isso há uma pequena diferença nos cálculos devido à existência de cargas ligadas a uma duas ou três fases interferindo no valor da tensão Saiba mais Para circuitos puramente resistivos podemos adotar η 1 e cos ɸ 1 porque esse tipo de carga não adiciona conteúdo harmônico na rede nem provoca defasagem entre a tensão e a corrente Isso serve para lâmpadas incandescentes fornos elétricos chuveiros aquecedores entre outras cargas que funcionam por meio de resistências 51 CIRCUITOS MONOFÁSICOS FASE NEUTRO Para esse tipo de circuito a corrente de projeto pode ser obtida por IB S VF ou IB P VF cos ɸ η 9 Sendo VF a tensão de fase ou seja a tensão entre fase e neutro 52 CIRCUITOS BIFÁSICOS DUAS FASES A tensão entre duas fases é o que chamamos de tensão de linha VL e para esse tipo de circuito a corrente de projeto pode ser obtida por IB S VL ou IB P VL cos ɸ η 10 53 CIRCUITOS TRIFÁSICOS TRÊS FASES OU TRÊS FASES NEUTRO Os circuitos trifásicos podem ou não apresentar o condutor de neutro Se um circuito trifásico tiver a mesma impedância e o mesmo valor de tensão entre as três fases temos um sistema equilibrado ou balanceado Por isso se conectarmos uma carga trifásica equilibrada a corrente que circula pelo neutro se houver é nula já as correntes nas fases são idênticas e podem ser calculadas pelas expressões IB S 3VF S 3 VL ou IB P 3VF cos ɸ η P 3 VL cos ɸ η 11 Se as potências não forem distribuídas uniformemente ou se houver diferença no valor da tensão entre as fases o sistema será desequilibrado ou desbalanceado Nesse caso a corrente que circula pelo neutro será a soma das correnteslinha calculada individualmente usando a impedância e a tensão de linha Para evitar diferentes medidas de condutores devido às diferentes correntes em cada fase procuramos fazer a melhor distribuição possível das cargas Desse modo adotamos um circuito equilibrado para calcular a corrente de projeto Agora para exemplificar o que aprendemos até aqui usaremos a previsão de cargas representadas na Figura 10 e a distribuição dos circuitos feita no Item 41 Começamos pelo Circuito 1 que diz respeito à iluminação do dormitório 1 banheiro área de serviço e cozinha Antes de calcular a corrente de projeto desse circuito é necessário somar todas as cargas de iluminação previstas e obter a potência total do circuito Se observarmos os pontos de luz na Figura 10 chegamos ao total de 460 VA e considerando uma tensão de fase de 127 V a corrente de projeto será Adotando os valores de tensão dos pontos de tomadas e fazendo os cálculos da corrente de projeto podese preencher o quadro de cargas a seguir Tabela 2 Quadro de cargas referente às instalações da planta da Figura 10 CIRCUITO LOCAL ESQUEMA TENSÃO V POTÊNCIA FASES CORRENTE DE PROJETO A Nº DESCRIÇÃO QTDE x POT VA TOTAL VA 1 Iluminação Dormitório 1 FNT 127 1 x 160 460 A 362 Banheiro 1 x 100 Área de serv 1 x 100 Cozinha 1 x 100 2 Iluminação Dormitório 2 FNT 127 1 x 100 480 A 378 Sala 2 x 140 Varanda 1 x 100 TUG Dormitório 1 FNT 127 4 x 100 1400 A 1102 Dormitório 2 4 x 100 Banheiro 1 x 600 Sala 6 x 100 4 TUG FNT 127 700 A 551 Varanda 1 x 100 5 TUG Cozinha FNT 127 4 x 600 2400 B 1890 6 UG Área de Serv FNT 127 2 x 100 200 A 157 7 UE Chuveiro FFT 220 1 x 7500 7500 AB 3409 8 UE Microondas FFT 220 1 x 2000 2000 AB 909 9 TUE Refrigerador FNT 127 1 x 750 750 B 591 10 TUE Lavadora FFT 220 1 x 2000 4000 AB 1818 Secadora 1 x 2000 Fonte Eduardo da Silva Vale ressaltar que o quadro de cargas pode conter outros tipos de informação Conforme evoluímos nosso aprendizado inserimos mais colunas com os detalhes do restante da instalação FINALIZANDO Chegamos ao fim desta aula e já podemos dizer que começamos a elaborar um projeto de instalações elétricas Estatisticamente muitas residências brasileiras não estão de acordo com as normas O que você acha de fazermos um teste para praticar Faça um levantamento da sua residência desenhe a planta baixa e reproduza todos os passos que abordamos nesta aula O objetivo é identificar sua capacidade de avaliação como um engenheiro que faz uma vistoria técnica Será que sua residência passa no teste Não se esqueça de registrar tudo Comece a preparar uma planilha que te auxilie nas contas e a organizar as informações Futuramente começaremos a dimensionar os condutores de uma instalação Fique de olho e não perca nenhum detalhe Até o próximo encontro e bons estudos REFERÊNCIAS ABNT ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 5410 Instalações elétricas de baixa tensão Rio de Janeiro ABNT 2004 CREDER H Instalações elétricas Atualização e revisão de Luiz Sebastião Costa 16 ed Rio de Janeiro LTC 2016 GEBRAN A P RIZZATO F A P Instalações elétricas prediais Porto Alegre Bookman 2017 LIMA FILHO D L Projetos de instalações elétricas prediais 12 ed São Paulo Érica 2011 PLACA de identificação de motores elétricos de indução de gaiola RDT RAGEMG SI ago 2014 Disponível em httpswwwrobertdicastecnologiacombr201408placadeidentificacaodemotores Acesso em 10 dez 2020 C1C2C3 C4C5C6C7 C1C2C3C8C9 wwwautodeskcomrevit Escala Verificado por Desenhadas por Data Número do projeto Consultor Endereço Endereço Telefone Fax email Consultor Endereço Endereço Telefone Fax email Consultor Endereço Endereço Telefone Fax email Consultor Endereço Endereço Telefone Fax email 1 20 16032023 232438 Não nomeada 0001 Nome do projeto Proprietário Data de emissão Autor Verificador A101 Número Descrição Data 1 20 2 Planta Elétrica 1 CQD C1 Sala de estar sala de jantar cozinha e varanda CQD C2 Dorm 1 dorm 2 Banheiro e corredor CQD C3 Sala de estar sala de jantar e varanda CQD C4 Cozinha CQD C5 Dorm 1 dorm 2 Banheiro e corredor CQD C6 Chuveirobanheiro CQD C7 Forno de microondascozinha CQD C8 Torneira elétricacozinha CQD C9 Arcondicionadodorm 1