Projetos Elétricos: Dimensões e Normas de Instalações Prediais

PROJETOS ELÉTRICOS Vinicius Puglia 2 1 INSTALAÇÕES ELÉTRICAS PREDIAIS Apresentação Olá estudante esse é o bloco responsável por apresentar alguns elementos no que se refere à projetos elétricos Para que possamos conhecer melhor determinados aspectos vamos nos aprofundar de início no dimensionamento de cargas com as definições de potência assim como as agências reguladoras pela distribuição de energia no Brasil Veremos também a respeito do dimensionamento de cabos e disjuntores e suas respectivas cores dentro da padronização de uma instalação Em seguida será abordado o tema do fator de demanda como seus cálculos e tabelas Para fechar esse bloco teremos uma noção geral sobre os projetos elétricos em baixa tensão regulamentados pela ABNT 5410 e suas respectivas simbologias principais concluindo com esboço de um diagrama para melhor entendimento 11 Dimensionamento de carga Ao tratarmos de energia elétrica estamos nos referindo ao fenômeno capaz de impactar nosso modo de vida Dessa forma o modo do qual lidamos com ele garante a máxima eficiência de toda sua capacidade de fornecimento Para dar início ao conteúdo é necessário entender a energia elétrica e seu respectivo funcionamento Definimos como energia elétrica o movimento de elétrons Assim temos a tensão a elétrica como resultado da diferença de potencial DDP entre dois pontos Temos dentro desse termo também a potência elétrica onde é definido como trabalho gerado pela corrente elétrica num determinado período de tempo Uma vez definidos os termos dentro da energia elétrica chegou a hora de adentrar neste universo do qual nos permite uma infinidade de aplicações assim como cálculos previsões dimensionamentos projeções entre outros Ao trabalharmos em determinado projeto elétrico o primeiro passo a ser dado é fazer um levantamento de dados que nos auxiliam em uma previsão de cargas Realizar uma 3 previsão de cargas é primordial para que possamos saber a quantidade necessária de potência a ser demandada para a instalação em questão Para isso devemos saber quem nos fornece energia elétrica para que possamos usufruir no aconchego de nossa residência universidade ou mesmo trabalho A concessionária é definida pela ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica definida como o órgão regulador de energia elétrica no Brasil como Agente titular de concessão federal para prestar o serviço público de distribuição de energia elétrica doravante denominado distribuidora Resolução Normativa ANEEL n 479 de 03 de abril de 2012 Diário Oficial de 12 de abr de 2012 p 48 Em outras palavras é a empresa responsável por distribuir a energia para nossa cidade cabendo a ela manutenção e cobranças tributárias É possível saber mais dos serviços e prazos adicionais ofertados pelas concessionárias de energia elétrica na Resolução Normativa Aneel nº 4142010 As principais concessionárias operantes no Brasil são Energisa Eletrobrás CPFL EDP AES Enel Iberdrola Equatorial Energia Sendo a Enel responsável por boa parte de São Paulo e a EDP responsável pela demanda da cidade de Guarulhos 111 Distribuição de pontos No contexto da previsão de demanda devemos analisar tantos as quantidades de tomadas com suas respectivas amperagens quanto os pontos de iluminação Esta tarefa nada mais é do que gerar uma tabela onde separamos as tomadas comuns ou mais conhecidas como Tomadas de Uso Geral TUGs Tomadas de Uso Específico TUEs e os pontos de iluminação com a somatória de suas Potências Totais No auxílio desta função podemos encontrar a NBR 5410 da qual regulamenta as condições apropriadas para o funcionamento eficaz e com segurança das instalações elétricas de baixa tensão Esta norma no item 9521 por exemplo fornece diretrizes relacionadas à previsão de cargas de iluminação como estes três tópicos abaixo I Em cada cômodo ou dependência no mínimo um ponto de luz com 100 VA II Em cômodos com área igual ou inferior a 6 m² no mínimo uma carga de 100 VA 4 III Em cômodos com área maior que 6 m² devemos prever 100 VA para os primeiros 6 m² 60 VA para cada aumento de 4 m² inteiros Já no item 95221 da norma trata a respeito da quantidade mínima de pontos de tomada a ser respeitado de acordo com alguns critérios temos I Em banheiros deve ser previsto ao menos um ponto de tomada II Em cozinhas lavanderias e locais análogos deve ser previsto no mínimo um ponto a cada 35 m ou fração de perímetro sendo no mínimo dois pontos acima da bancada da pia III Em varandas deve ser previsto pelo menos um ponto de tomada podendo ele ser instalado próximo a ela IV Em salas e dormitórios devem ser previstos pelo menos um ponto de tomada para cada 5 m ou fração de perímetro E para demais cômodos I Um ponto se a área for inferior a 6 m² II Um ponto para cada 5 m ou fração de perímetro se a área do cômodo ou dependência for superior a 6 m² 112 Dimensionamento de cabos e disjuntores Numa instalação é preciso dimensionar os elementos a fim de evitar sobrecargas curtos ou acabar gastando mais do que o necessário Neste intuito iniciamos o dimensionamento do cabeamento a tabela abaixo expressa a carga suportada de acordo com a bitola do cabo 5 Seções nominais mm² Corrente no condutor A 15 155 25 210 40 28 60 36 100 50 160 68 250 89 Fonte Autor 2022 Figura 11 Bitola dos cabos em função da corrente Assim podemos fazer uma conexão entre a corrente que passa pelo cabo de acordo com sua respectiva espessura Além de dimensionálo devemos também seguir um padrão de cores para os cabos para facilitar o trabalho de futuros profissionais que venham lidar com a instalação Veja a tabela de cores de acordo com sua respectiva função Cabo verde ou verde e amarelo Terra Cabo azul Neutro Cabo preto marrom ou vermelho Fase Cabo amarelo Recomendável para retorno Fonte Autor 2022 Figura 12 Cores dos cabos Da mesma forma que o dimensionamento dos cabos é importante o disjuntor é outro elemento que necessita determinar a corrente suportada para sua utilização Mas para isso precisamos saber a sua função no circuito O disjuntor colocado no circuito funciona como espécie de um interruptor Como o relé bimetálico e o relé eletromagnético são ligados em série dentro do disjuntor ao ser acionado a alavanca ligadesliga fechase o 6 circuito que é travado pelo mecanismo de disparo e a corrente circula pelos dois relés Quando ocorrer o desligamento do disjuntor basta acionar a alavanca de acionamento para que o dispositivo volte a operar não sendo necessária a substituição como ocorre com os antigos fusíveis Agora que já sabemos a sua função seu dimensionamento é dado a partir da Lei de Ohm responsável então por determinar a carga total do circuito da qual o disjuntor deverá suportar veja 𝑖 𝑃 𝑉 Onde 𝑖 Corrente A P Potência W V Tensão V Assim encontramos a corrente do circuito podendo então dimensionar o disjuntor deixando uma devida tolerância em relação à potência total do circuito veja o exemplo abaixo Ex A soma total dos elementos do circuito é de 2200 W considerando um circuito monofásico 𝒊 𝟐𝟐𝟎𝟎 𝟏𝟐𝟕 𝒊 𝟏𝟕 𝟑𝟐 𝑨 Dessa forma utilizamos um disjunto de 20A pois além de possuir um valor acima de tolerância mínima também é um disjuntor comerciável 7 12 Cálculo de demanda Andrade e Lobão 1997 citam que no período de 1970 a 2002 o consumo da classe Residencial mineira cresceu à taxa média de 83 a a representando assim mudanças significativas nas instalações prediais em geral a nível nacional Por isso ao realizar o cálculo de demanda de uma instalação é possível projetar de uma maneira mais realista e econômica tanto a entrada de energia como os circuitos que alimentam os quadros de distribuição onde a ANEEL define na Resolução Normativa nº 4142010 fator de demanda é a razão entre a demanda máxima de potência registrada num intervalo de tempo especificado ou potência de alimentação e a potência instalada na unidade consumidora Em outras palavras este fator é utilizado normalmente no dimensionamento de instalações elétricas através da análise do uso dos equipamentos simultaneamente Este fator existe pois é muito difícil que ocorra numa instalação a situação onde todos os equipamentos estão ligados na tomada e funcionando assim como todas as luzes ou seja 100 da instalação esteja sendo usada Assim chegamos nesta fórmula do Fator de Demanda apesar de ser um valor muitas vezes fornecido pela concessionária ou literaturas de fácil acesso 𝐹𝐷 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑘𝑊 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑎 Este valor varia de 0 a 1 onde normalmente a potência instalada é consideravelmente maior em relação à demanda máxima de potência na situação de pico na curva de carga Devido a isto determinar corretamente tais potências assegura uma revisão segura eficaz e econômica da instalação Veja no exemplo a tabela fornecida pela concessionária EDP onde em suas normativas declaram o fator de demanda para todos os pontos de instalação que possam existir na figura abaixo veremos o fator de demanda designado para tomadas de uso especial 8 Fonte EDP httpswwwedpcombrCentralDocumentosPTDTPDN0314020pdf Figura 13 Fator de demanda para TUEs Alguns estabelecimentos comerciais também possuem um fator de demanda específico a EDP também aborda alguns sítios do qual podem variar a importância deste fator veja na figura abaixo este fator voltado para iluminação e tomada de uso geral Fonte EDP httpswwwedpcombrCentralDocumentosPTDTPDN0314020pdf Figura 14 Fator de demanda para alguns estabelecimentos 9 121 Previsão de demanda A fim de apresentar a demanda prevista de uma instalação é necessário conhecer a instalação em questão para que possamos desenvolver o diagrama elétrico conhecendo as características da instalação Para isso é recomendável comunicarse com o cliente a fim de conhecer suas respectivas necessidades Com isso geramos o projeto de previsão de cargas onde é descrito os aparelhos eletroeletrônicos na residência a fim de estipular a potência total a ser instalada assim como a disposição de tomadas nos cômodos A partir disso veja abaixo um projeto de previsão de cargas de acordo com uma edificação que contempla um apartamento residencial de 40m² com 2 dormitórios Fonte Autor 2022 Figura 15 Previsão de cargas 10 De acordo com a normativa da EDP concessionária da qual se encontra a instalação o fator de demanda destinado para tomadas e iluminação podemos encontrar na tabela abaixo Fonte httpswwwedpcombrCentralDocumentosPTDTPDN0314020pdf Figura 16 Fator de demanda para alguns estabelecimentos 11 Dessa forma a previsão de acordo com o fator de demanda se altera diminuindo a potência total a ser instalada evidenciada na imagem abaixo Fonte Autor 2022 Figura 17 Previsão de cargas com o fator de demanda 12 13 Projeto elétrico em baixa tensão Segundo Lima Filho 1997 projetar significa apresentar soluções das quais sejam possíveis sua implementação para que possamos resolver determinados problemas Por isso em um projeto é necessário identificar o problema a ser resolvido que seria planejar uma instalação livre de sobrecargas seguro contra descargas atmosféricas ou outros surtos e também eficiente e de menor custo para o cliente Isto tudo alinhado a seguir normas e diretrizes que regem estas instalações A norma ABNT NBR 54102004 deve ser precisamente seguida por projetistas e instaladores pois conforme o Código de Defesa do Consumidor são legalmente responsáveis por acidentes que eventualmente possa acontecer por falhas de projeto ou de execução Dentre algumas diretrizes da qual a ABNT é responsável citamos algumas abaixo Normas de procedimentos que fornecem orientações sobre a maneira correta de empregar materiais e produtos executar cálculos e projetos instalar máquinas e equipamentos realizar controle de produtos Normas de padronização que fixam formas dimensões tipos de produtos usados na construção de máquinas equipamentos e dispositivos mecânicos e elétricos Normas de simbologia que estabelecem convenções gráficas para conceitos grandezas sistemas ou partes de sistemas com a finalidade de representar esquemas de montagem circuitos componentes de circuitos fluxograma etc Este último item é importante para realizar a comunicação entre engenheiros e técnicos da qual os diagramas são responsáveis por tal comunicação No projeto de uma instalação elétrica é preciso fazer um levantamento de todos os componentes da instalação além da metragem dos fios dos eletrodutos e de outros elementos que podem estar na construção ou não Assim a simbologia é crucial para entendimento desses elementos e características de um diagrama veja alguns dos principais símbolos nas suas representações gráficas 13 Interruptor de uma seção Interruptor de duas seções Interruptor de três seções Interruptor paralelo Interruptor intermediário Quadro geral de luz e força Caixa para medidor 14 Tomada na parede baixo 300mm do piso Tomada meia altura 1300mm do piso Tomada alta 2000mm do piso Ponto de luz no teto Indicar o nº de lâmpadas e watts A partir da simbologia já conhecida podemos visualizar um esboço do diagrama unifilar Para isto se faz necessário possuir o levantamento de cargas em mãos com dados relevantes para ter a noção da disposição das tomadas dentro da residência facilitando assim a construção do diagrama elétrico Dentre estes diagramas temos o funcional trifilar multifilar e unifilar O diagrama unifilar é o mais usado devido a facilidade de compreensão em plantas elétricas residenciais ele representa os circuitos elétricos na edificação seja comercial industrial ou predial Ele representa os pontos de conexão mostrando sua respectiva disposição como também o trajeto dos condutores local do quadro de distribuição e a separação dos circuitos Para melhor entendimento nesta etapa veremos um esboço de um digrama unifilar a partir dos dados do levantamento de cargas do subtema anterior 121 Previsão de 15 demanda sem a divisão dos circuitos para que assim possamos visualizar de forma mais clara a distribuição de tomadas lâmpadas e interruptores Para relembrar veja o projeto de previsão de cargas do apartamento residencial de 40m² Fonte Autor 2022 Figura 18 Previsão de cargas 16 De acordo com essas informações é possível plotar a distribuição dos pontos no esboço abaixo Fonte Autor 2022 Figura 19 Esboço do Diagrama Unifilar Conclusão Neste primeiro bloco abordamos o dimensionamento de carga tratando primeiramente da definição de energia elétrica para que assim saibamos como adentrar a esse assunto Em seguida vimos segundo a NBR 5410 algumas especificações no que se refere à distribuição de pontos nas áreas tanto quanto tomadas quanto os pontos de iluminação Abordamos as seções nominais dos cabos de acordo com sua corrente as 17 suas cores de acordo com a sua função e também o cálculo para dimensionamento de disjuntores No segundo subtema vimos a respeito do cálculo de demanda sendo este valor aquele que refere a razão entre a demanda máxima e a potência instalada na unidade consumidora Por fim abordamos as simbologias mais usadas no que se refere as representações gráficas dos elementos de uma instalação elétrica exemplificando a partir de uma previsão de carga o esboço de um diagrama unifilar REFERÊNCIAS ANDRADE T A LOBÃO W J A Elasticidade renda e preço da demanda residencial de energia elétrica no Brasil Rio de Janeiro IPEA 1997 Texto para Discussão n 489 EDP Fornecimento de energia elétrica em tensão secundária de distribuição unidade consumidora individual EDP São Paulo VS 06 2022 Disponível em httpswwwedpcombrCentralDocumentosPTDTPDN0314020pdf Acesso em 11 maio 2022 LIMA FILHO Domingos Leite Projetos de instalações elétricas prediais Saraiva Educação SA 1997 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES GEBRAN A P RIZZATO F A P Instalações elétricas prediais Porto Alegre Bookman 2017 ebook Minha Biblioteca KANASHIRO N M NERY N Instalações elétricas industriais 2 ed São Paulo Érica 2014 ebook Minha Biblioteca SAMED M M A Fundamentos de instalações elétricas 1 ed Curitiba InterSaberes 2017 ebook Pearson