Instalações Elétricas Industriais: Simbologia e Projeto, Resumos de Eletrotécnica

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INSTALAÇÕES

ELÉTRICAS

INDUSTRIAIS

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

> Identificar os componentes básicos de uma instalação elétrica industrial.

> Descrever os procedimentos para elaboração de um projeto elétrico

industrial.

> Reconhecer a simbologia utilizada em normas brasileiras para instalações

elétricas.

Introdução

O fornecimento confiável de energia elétrica é um dos pontos cruciais de

qualquer indústria atual. Ele garante a continuidade da produção mantendo

máquinas em operação e evita perdas financeiras por perda de produtos ou

falhas de produção, como a falta de energia elétrica, que, em uma unidade de

produção de alimentos, por exemplo, pode ocasionar perdas por armazena-

mento fora da temperatura desejada.

Um projeto bem executado ajuda a minimizar riscos referentes ao forne-

cimento de energia elétrica, além de colaborar com o correto processo de

manutenção e garantir qualidade de vida e segurança dos trabalhadores dessa

indústria. Neste capítulo, você vai estudar os preceitos básicos de instalação

elétrica em uma planta industrial, a estrutura que forma um projeto elétrico

industrial e a simbologia utilizada para representação visual do projeto de

acordo com as normas técnicas brasileiras.

Componentes de uma instalação elétrica industrial Miguel Francisco da Silveira

Qualquer atividade em sistemas energizados deverá ser realizada por profissional capacitado na NR-10. Normalmente, as seguintes informações devem ser fornecidas pela in- dústria ao projetista, sendo definidas como elementos de projeto, conforme Mamede Filho (2018). „ Detalhes operacionais da indústria: é primordial que o projetista tenha conhecimento da realidade operacional da indústria, entendendo o produto e os riscos associados. Por exemplo, plantas da área química podem ser sensíveis a faíscas, com iminente risco de explosão, sendo necessário componentes específicos para esse fim. Então, sempre tenha em mente que a primeira verificação a ser feita é identificar a aplicação do projeto. „ Conjunto de plantas: contém ao menos a planta de situação, em que é apresentada a situação do entorno da indústria; a planta baixa e as plantas arquitetônicas, com as dimensões, divisões de áreas e dados construtivos dos prédios; e o leiaute de operação da indústria, onde serão localizados os equipamentos e máquinas de produção. „ Levantamento de cargas: as cargas que farão parte da indústria devem ser detalhadas por esta, considerando a potência de cada uma, carac- terísticas de operação, como cargas motrizes, cargas resistivas, fornos, etc.; ciclo de operação para levantamento de demanda e detalhamento de possibilidade de interrupção de alimentação em cargas essenciais e não essenciais, visto que em determinadas indústrias não podem ser desenergizados certos equipamentos, sob risco de segurança opera- cional ou de grande perda de tempo de produção para que o sistema seja recomposto. É importante também conhecer informações sobre expansões de carga já previstas, para que possam ser consideradas no projeto em elaboração. „ Energia disponível: dado a ser informado pela concessionária de ener- gia, principalmente considerando níveis de tensão e potências disponí- veis no local de instalação. Em certos projetos existe a necessidade de discussão entre o cliente e a concessionária sobre obras para garantir o fornecimento de energia necessário à realidade da indústria.

A classificação da indústria é o primeiro ponto a ser considerado, pois pode levar à necessidade de observação de normas específicas. A área da saúde, por exemplo, possui uma norma exclusiva, a ABNT NBR 13534: “Instalações elétricas de baixa tensão: requisitos específicos para instalação em estabelecimentos assistenciais de saúde”, em razão das peculiaridades que se aplicam. Após o levantamento das informações citadas, o projetista pode definir as premissas básicas de projeto, iniciando a concepção com a definição de divisão de cargas, localização dos componentes e encaminhamento dos condutores. Divisão de cargas As cargas são divididas em blocos de interesse, como setores, tipos de máqui- nas ou criticidade. Geralmente, cada bloco conta com seu quadro de cargas, em que estão localizadas as proteções. A divisão de cargas em blocos permite que o sistema tenha uma maior seletividade; ou seja, que uma falha em um equipamento não afete outros circuitos, sendo possível que a proteção atue em circuitos menores. Além disso, deve haver uma boa coordenação, para que sempre haja o desligamento das cargas menores para os circuitos menores, evitando que as falhas se propagem (CREDER, 2016). A Figura 1 ilustra um centro de controle de motores (CCM), com suas diversas gavetas e a coluna de alimentação no lado direito. Na coluna de alimentação existe um grande disjuntor, e em cada gaveta existe um disjuntor de menor capacidade que atuará em cada carga individualmente, caso necessário.

Além disso, é necessária uma especial atenção ao grau de proteção adotado pelos equipamentos. O grau de proteção é formado por dois números precedi- dos pelas letras IP ( ingress protection ). O primeiro número define a proteção contra partículas sólidas, e o segundo, o grau de proteção contra líquidos. O ambiente de instalação define o grau mínimo necessário. O grau é definido pela norma NBR IEC 60529. Os equipamentos de uso interno em ambiente limpo e seco costumam ser IP40, ao passo que painéis e quadros industriais são IP54, garantindo proteção contra poeira, areia e projeção de água (MAMEDE FILHO, 2018). A Figura 2 apresenta graficamente as especificações de cada número. Figura 2. Grau de proteção IP: formação do primeiro e segundo dígito, conforme norma NBR IEC 60529:2017. Fonte: Castagna (2020, documento on-line ).

Nas indústrias com potencial de incêndio e explosão, a NR-10 define cuidados especiais para resguardar a vida e a segurança das pessoas e pre- venir os riscos de incêndio. Além disso, indústrias que manipulam materiais inflamáveis ou potencialmente combustíveis devem se atentar à NBR IEC 60079-0, que especifica os requisitos gerais para construção, ensaios e mar- cação de equipamentos “Ex” e componentes “Ex” destinados à utilização em atmosferas explosivas. Equipamentos “Ex” significam que são certificados para operar em ambientes potencialmente explosivos. Devem, também, ser classificados conforme a zona de risco. A análise de área classificada exige grande conhecimento técnico e não é trivial. Alguns exemplos podem ser mais óbvios, como uma planta de gás ou uma planta petroquímica, mas outros extrapolam o senso comum, como um silo de armazenamento de grãos, que é área classificada em razão das micropartículas de grãos suspenso no ar desse ambiente confinado. Uma simples faísca causada pelo acionamento de equipamento elétrico pode desencadear uma explosão. Por isso, equipamentos específicos devem ser usados nesse ambiente (SOBRAL, 2016). Projeto elétrico industrial Após o levantamento de dados e definições básicas, o projeto pode ser elabo- rado. Os dados anteriores servem de entrada ao projeto. Como saída, temos as definições de equipamentos, diagramas elétricos, memorial descritivo (CREDER, 2016). O primeiro passo para a elaboração de um projeto é o pla- nejamento, que, embora muitas vezes seja negligenciado, é parte crucial e ponto de partida de qualquer projeto. Um bom planejamento inclui as etapas de definições ainda necessárias, de especificação de materiais, de elaboração de diagramas, etapas de verifi- cações, eventuais correções e atendimento aos comentários e de aprovações por parte do cliente final e da concessionária de energia. Há também a fase de implementação e instalação posterior. Prazos de aprovações, como vimos, são definidos pelas concessionárias.

Figura 3. Quadro de distribuição. Fonte: Engerey (c2021, documento on-line ). Indústrias com potencial presença de roedores, como alimentícias, de grãos ou áreas portuárias devem ter especial atenção à proteção contra ação de roedores nos cabeamentos. A consolidação do projeto elétrico se dá pelos diagramas elétricos e do memorial descritivo, que é de grande relevância para as etapas de aprovação com a concessionária. Conforme Gebran e Rizzato (2017), o memorial descri- tivo informa quais materiais serão necessários, as etapas que precisam ser seguidas, como serão realizadas as soluções, além de descrever como usar equipamentos e componentes da maneira correta. Serve para as etapas de orçamentos e compras, pois devem constar todas as especificações de pro- jeto, e para manutenções e expansões futuras, pois constam as premissas de projeto. Conforme Mamede Filho (2018), um memorial descritivo deve conter os seguintes dados:

„ dados do cliente, incluindo razão social, CNPJ, endereço, dados de contato; „ dados da indústria, com endereço das instalações; „ dados do projetista e da empresa responsável pela instalação elé- trica, com detalhes do registro do Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA); „ finalidade do projeto, como implementação e ampliação de carga; „ dados da subestação de entrada; „ dados dos sistemas de proteção; „ memorial de cálculo dos componentes; „ lista de materiais com especificação, se possível com orçamento inicial. Os responsáveis pelo projeto e pela execução das instalações devem apresentar Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) emitida junto ao CREA. A ART estabelece o vínculo de responsabilidade entre o profissional e a obra. Representação gráfica A apresentação de grande parte do projeto se dá de forma gráfica por diagrama unifilar e trifilar. É parte fundamental, pois seria extremamente cansativa e de difícil entendimento a narrativa das ligações elétricas. Na Figura 4, há um exemplo de diagrama unifilar, com representações de ligações em uma linha apenas, muito utilizado por ser mais compacto. O diagrama trifilar, por sua vez, representa todos os detalhes de ligação elétrica em todas as fases e é, portanto, mais amplo (ARAUJO; BARBOSA, 2018). Para o correto entendimento do diagrama, é necessário entender a sim- bologia adotada. A simbologia utilizada no Brasil segue a norma IEC 60617, que apresenta a representação gráfica de grande parte dos componentes. Por vezes, é necessária a representação de algum componente atípico, não presente na norma brasileira. Nesse caso, uma simbologia baseada em nor- mas internacionais deve ser adotada para o componente específico. Apenas em último caso deve ser adotada simbologia própria ao projeto, para evitar erros de entendimento dos diagramas.

Figura 6. Elementos de iluminação. Fonte: Araujo e Barbosa (2018, p. 100). Figura 7. Representação de tomadas e interruptores. Fonte: Araujo e Barbosa (2018, p. 101). Os disjuntores utilizados nos QDFs e QDLs possuem atuação eletromagné- tica, e nos CCMs constam também relés térmicos. Veja na Figura 8 a simbologia desses equipamentos.

Figura 8. Representação de disjuntores térmicos e eletromagnéticos. Fonte: Araujo e Barbosa (2018, p. 103). Os elementos de seccionamento e de interrupção de corrente utilizados são representados na Figura 9. Figura 9. Representação de elementos de seccionamento, proteção e comando. Fonte: Araujo e Barbosa (2018, p. 123).

ENGEREY. Quadro de distribuição. Curitiba: Engerey, c2021. Disponível em: http://www. engerey.com.br/paineis-eletricos/quadro-de-distribuicao. Acesso em: 8 jan. 2021. GEBRAN, A. P.; RIZZATO, F. A. P. Instalações elétricas prediais. Porto Alegre: Bookman, 2017. MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. SOBRAL, E. Grãos na mesa é alimento : em depósito, é explosivo. [ S. l. ]: Blog Emily Sobral, 2016. Disponível em: https://segurancaocupacionales.com.br/graos-na-mesa- -e-alimento-em-deposito-e-explosivo/. Acesso em: 11 dez. 2020. Leitura recomendada ALPHA. Informativo técnico. São Paulo: Alpha, c2021. Disponível em: https://www. alpha-ex.com.br/images/legislacao/informativotecnico.pdf. Acesso em: 10 dez. 2020. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu funcionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.