energia eltrica

Periculosidade x Energia eltrica

Carlos Soares Queiroz (Eng de Segurana do Trabalho, Perito Oficial, Consultor de Empresas, "Professional Engineer" e Professor de Cursos de Engenharia de Segurana do Trabalho em MG).

CONCEITOS BSICOS.

Eletricidade, do Latim Electrum e do grego Elektron, mbar amarelo, devido s propriedades eltricas dessa substncia.

Corrente Eltrica, o fluxo de eltrons atravs de um condutor ou circuito eltrico. Tem como smbolo letra I e como unidade de medida o Ampere. A corrente de 1 ampere quando circulam 6,24 x 1018 eltrons (1 Coulomb) por segundo, num ponto considerado do circuito. A intensidade da corrente vulgarmente chamada de amperagem. Nos sistemas hidrulicos, corresponde vazo do fluido.

Tenso eltrica, popularmente chamada de voltagem, tem como smbolo letra E ou V e como unidade de medida o Volt. a diferena de cargas eltricas (ou seja, a diferena de potencial) que constitui a fora eletromotriz (f.e.m.), capaz de impulsionar os eltrons estabelecendo a corrente eltrica. Nos sistemas hidrulicos, corresponde presso do fludo ou coluna dgua.

Resistncia Eltrica a oposio ao fluxo de corrente eltrica. medida em OHMS. Os metais so bons condutores de eletricidade, apresentando pequena resistncia eltrica, enquanto os plsticos e vidros, apresentam alta resistncia, constituindo-se em isolantes. equivalente perda de carga nos circuitos hidrulicos.

Potncia Eltrica o trabalho realizado por unidade de tempo. o produto da tenso (Volts) pela corrente (Amperes). A potncia medida em Watts ( Watts = E x I

Induo - Num condutor (desenergizado), colocado nas proximidades de outro condutor pelo qual circula uma corrente alternada, aparecer uma tenso induzida, cuja amplitude depender da corrente circulante, comprimento e separao entre os condutores, da freqncia e do meio (permeabilidade).

Capacitncia - a propriedade que apresenta certos componentes (capacitores) e circuitos, de armazenar energia eltrica.

GERADORES DE ENERGIA ELTRICA

A eletricidade pode ser produzida atravs de processos qumicos, magnticos, fotoeltricos, trmicos, etc. Do ponto de vista industrial (e de segurana do trabalho), os processos qumicos (pilhas, baterias) e magnticos (geradores rotativos eletromecnicos) so os mais importantes.

TIPOS DE CORRENTES - Corrente contnua e corrente alternada.

A bateria produz corrente contnua (CC) e os geradores rotativos comerciais produzem a corrente alternada (CA). Na corrente contnua, h um condutor com excesso de eltrons (polo negativo) e um condutor com falta de eltrons; na corrente alternada, ocorre uma mudana de polaridade a cada instante, em funo da freqncia. Portanto, inexiste polaridade definida e a amplitude da tenso varia senoidalmente com o tempo.

FREQNCIA o n de vezes por segundo que a tenso (ou corrente) atinge o valor mximo positivo, ou seja, a quantidade de ciclos por segundo. A unidade de frequncia o HERTZ (Hz).

Em todo o mundo, os sistemas de potncia das empresas de energia eltrica, trabalham, normalmente, com corrente alternada de 60Hz ou 50 Hz.

A corrente alternada pode ser transformada em corrente contnua por meio de retificadores (o carregador de baterias um exemplo de retificador), enquanto a corrente contnua pode ser transformada em corrente alternada atravs de inversores.

Do ponto de vista normativo, a periculosidade no faz distino entre c.c e c.a.

A magnitude de tenso (e corrente) alternada varivel, segundo a funo seno. Quando dizemos que a tenso de determinado circuito 220 Volts, na realidade estamos nos referindo ao valor eficaz (r.m.s.) desta tenso, que igual a 0,707 do valor mximo. A tenso mxima, no caso, igual a 310 Volts. Do ponto de vista de periculosidade, correntes contnuas ou alternadas se equivalem.

CIRCUITO ELTRICO.

Circuito eltrico o caminho que a corrente eltrica percorre desde o gerador at a carga e desta de retorno ao gerador. O circuito mais elementar contm uma fonte (gerador), alimentando uma carga (consumo), atravs de condutores (transmisso/distribuio).

Exemplo: uma pilha alimentando uma lmpada de lanterna.

O circuito eltrico pode adquirir dimenses e graus de complexidade enormes (sendo chamados de sistemas eltricos), com milhares de cargas e vrias ramificaes, formando extensas redes como o caso dos sistemas eltricos das empresas concessionrias de energia eltrica.

LEI DE OHM.A corrente (I) diretamente proporcional a tenso (E) aplicada e inversamente proporcional resistncia (R) do circuito:

Onde:

I = Corrente em Amperes

E = Tenso em Volts

R = Resistncia em OHMS

Por exemplo: se o filamento da lmpada do circuito tiver uma resistncia de 5 OHMS e a tenso da pilha for 1,5 Volt, a corrente ser: 1,5 ( 5 = 0,3A (300 mA).

MECANISMO DO CHOQUE ELTRICO.Quando duas (ou mais) partes do corpo humano estabelecem contato com dois pontos onde existem diferenas de potencial eltrico, haver uma corrente eltrica atravs do corpo, cuja intensidade depender da tenso (diferena de potencial) aplicada e da resistncia do corpo nos pontos de contato (Lei de OHM).

A resistncia do corpo humano varia de indivduo para indivduo e determinada principalmente pela epiderme, variando ao longo da superfcie, sendo alta nos dedos e baixa nas palma das mos e solas dos ps. A resistncia entre a palma da mo e a sola de um dos ps situa-se entre 500 e 10.000 Ohms, em funo da umidade, transpirao, fatores individuais, rea de contato etc. Ferimentos e bolhas na pele baixam consideravelmente a resistncia.

FISIOLOGIA DO CHOQUE.

A passagem da corrente eltrica pelo corpo humano, provoca alteraes nas funes do organismo, cujos efeitos dependero do caminho percorrido pela corrente, da intensidade da corrente, da durao do choque e de fatores pessoais (predisposio).

ELEMENTOS PATOLGICOS CRTICOS.

1) Tetanizao ou paralisia muscular;

a incapacidade do indivduo de controlar os msculos e livrar-se do choque.

2) Parada respiratria.

Paralisia dos msculos peitorais com bloqueio dos pulmes. Pode ser fatal.

3) Fibrilao ventricular.

Alterao do ciclo cardaco; o corao perde o compasso.

Pode ser fatal

4) Queimaduras / carbonizao. Fatal

A corrente eltrica pode provocar queimaduras profundas devido ao calor desenvolvido pelo efeito Joule (i2.R.t.). Na ocorrncia de arco-voltico, a vtima pode ser completamente carbonizada.

EFEITOS EM FUNO DA INTENSIDADE DA CORRENTE.1 mA (1 x 10 -3 A) ... Limiar da sensao de choque (formigamento).

5 mA ... Choque fraco, mas bem perceptvel. Este valor considerado seguro pelo UL, sendo por isso adotado nos EUA. como limite para o disparo (Trip) de disjuntores com deteco de falha terra.

( 10 mA - Paralisia muscular, impedindo o indivduo de se livrar do contato .

( 30 mA - Parada respiratria - Morte.

( 50 mA - Fibrilao ventricular, queimaduras - Morte.

( 100 mA - Eletrocusso.

A durao do choque um fator importante. Um contato longo, mesmo com corrente moderada, digamos 30 mA, poder alterar o ciclo cardaco. Por outro lado, um choque de 500 mA com durao de 1/100 s. pode ser inofensivo. Em todos os casos, o caminho percorrido pela corrente no organismo um fator preponderante nas conseqncias do choque.

Para ocorrncia do choque, necessrio o contato com dois pontos (ou mais) do circuito, onde exista diferena de potencial. Um dos pontos pode ser (e quase sempre o ) a terra.

SISTEMAS ELTRICOS DE POTNCIA.

Um sistema eltrico de potncia compreende a gerao (usina), transmisso (linhas de alta-tenso) e a distribuio (redes de distribuio) de energia eltrica.

O consumo, ou sejam as cargas onde a energia utilizada (motores, aquecedores, lmpadas, etc.) esto ligadas distribuio e, portanto so partes integrantes desta. Veja figuras 4 e 5.

Normalmente, so as empresas concessionrias do grupo Eletrobrs, que possuem todas as trs etapas do sistema eltrico de potncia (gerao, transmisso e distribuio), as quais guardam distncias entre si. As usinas situam-se junto s barragens, longe dos centros consumidores; as linhas de transmisso trazem ento a energia gerada at as subestaes, de onde partem as linhas de distribuio para alimentar os consumidores.

CONSIDERAES SOBRE O SISTEMA ELTRICO DE POTNCIA

Definies e Consideraes Gerais sobre Sistemas Eltricos de Potncia e sua Abrangncia.

A - O Sistema Eltrico de Potncia, segundo o Dr. Ademaro A. M. B. Cotrim, Professor do Departamento de Engenharia Eltrica da Escola De Engenharia Mau, So Paulo, na sua concepo mais geral, constitudo pelos equipamentos e materiais necessrios para transportar a energia eltrica desde a fonte at os pontos em que ela utilizada.

Desenvolve-se em 4 etapas bsicas:

1- Gerao - Usinas geradoras.

2 - Transmisso - Transportes da energia, em tenses elevadas, das usinas aos centros consumidores.

3 - Distribuio:

3.1 - Distribuio Primria - Parte das subestaes abaixadoras, diretamente at as indstrias e prdios de grande porte, alimenta tambm transformadores de distribuio.

3.2 - Distribuio Secundria - Parte dos transformadores de distribuio, com tenses mais reduzidas, alimentando os chamados pequenos consumidores.

4 - UtilizaoOcorre, via de regra, nas instalaes eltricas, onde a energia, gerada nas usinas e transportada pelas linhas de transmisso e distribuio, transformada, pelos equipamentos de utilizao, em energia mecnica, trmica, luminosa, para ser finalmente utilizada.

B - A ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas) define termos de Energia Eltrica pela NBR - 5460 / 92. Analisando a referida norma da ABNT, destaca-se o seguinte:

O item 1.1 - NBR-5460 / 92 = Essa norma define termos relacionados com sistemas eltricos de potncia, explorados por concessionrios de servios pblicos de energia eltrica sob o ponto de vista de:

a) gerao de energia eltrica, especialmente em usinas hidreltricas e usinas termeltricas a vapor;

b) transmisso e distribuio de energia eltrica;

c) operao e manuteno dos sistemas;

d) planejamento dos sistemas;

e) proteo eltrica dos sistemas.

O item 1.2 dispe que: Esta norma complementada pela NBR 5463, na qual so definidos termos relacionados com a operao comercial dos sistemas eltricos de potncia.

J o item 1.3 estabelece as definies desta norma so tambm aplicveis, quando couberem aos sistemas e instalaes eltricos de autoprodutores e de consumidores.

O item 1.4 dispe que a norma no abrange os seguintes assuntos, relacionados com os sistemas eltricos de potncia, mas cujos termos so definidos em terminologias especficas, como indicado:

Item b - Os materiais e equipamentos, tais como, mquinas, transformadores, dispositivos de manobra, tais como: chaves, disjuntores, etc, rels eltricos, capacitores, pra-raios, rels, condutores, isoladores, buchas, conectores, reatores e ferragens de linhas areas.

Item d - Controle e telecontrole da operao dos sistemas;

Item e - As interferncias eletromagnticas oriundas dos sistemas, ou que perturbam o seu funcionamento;

Item g - As instalaes eltricas de baixa-tenso (NBR-5473);

Observa-se, ento que a Norma 5460/92 define o Sistema Eltrico de potncia explorado por concessionrias, sendo as instalaes de baixa tenso e operao comercial dos sistemas eltricos de potncia tratada em outras normas de terminologias especfica.

A NBR 5460 / 92 assim define sistema eltrico de potncia, em seu item 3.613.1: Em sentido amplo, o conjunto de todas as instalaes e equipamentos destinados gerao, transmisso e distribuio de energia eltrica;

J no item 3.613.2, a NBR-5460 / 92 afirma que: Em sentido restrito, um conjunto definido de linhas e subestaes que assegura a transmisso e/ou a distribuio de energia eltrica, cujos limites so definidos por meio de critrios apropriados, tais como, localizao geogrfica, concessionrio, tenso, etc.