Radiografia – DR: uma questão de proteção

out, 2009

Edição 44, Setembro de 2009

Por Lívia Cunha

 

Choque elétrico ainda é a causa de muitas mortes no Brasil, que poderiam ser evitadas se fossem utilizados equipamentos de proteção como os dispositivos diferenciais residuais

Em Pernambuco, a cada três dias uma pessoa morre de choque elétrico dentro das residências do estado. Isso foi o que concluiu uma pesquisa realizada, entre os anos de 2005 e 2007, pela Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) em parceria com a Celpe, concessionária de energia do estado. Esta situação poderia ter sido diferente se todas as instalações elétricas contassem com um componente responsável por proteger pessoas e animais contra choques elétricos e dar mais segurança à instalação: o dispositivo diferencial residual, mais conhecido como DR.

Recomendado desde 1980 como proteção contra choques elétricos e obrigatório desde 1997, no mínimo, em alguns circuitos, pela norma de instalações elétricas de baixa tensão, a ABNT NBR 5410, os DRs ainda são dispositivos ausentes em muitas instalações elétricas prediais e domésticas e comerciais, principalmente em edificações antigas. A falta desse componente é mais comum em edificações antigas. Prova disso é uma pesquisa realizada em 2008 pelo Programa Casa Segura, que constatou que de 30 edifícios com mais de 15 anos, nenhum deles contava com o dispositivo.

 

A situação se torna mais grave na autoconstrução, em residências unifamiliares, como as casas, em que na maioria das vezes o DR não é incluído no projeto. O engenheiro eletricista e diretor executivo da Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel), Edson Martinho, explica que, nessas moradias, “normalmente não há DR porque os projetos são feitos por eletricistas, engenheiros civis, arquitetos que nem sempre tem consciência da importância do DR para a instalação. O usuário que não entende compara o DR a um disjuntor, pensa que é a mesma coisa, mas não é.”

 

Isso contribui para que, apesar dos 29 anos de reconhecimento da importância do uso do dispositivo diferencial residual em instalações de baixa tensão, a presença desse produto ainda seja pequena nas edificações. “O uso do DR ainda continua sendo um mito”, avalia Martinho.

 

Mas a instalação de DR em edifícios não é somente obrigatória, como sua ausência pode até ser considerada criminosa e, por isso, é passível de punição, com respaldo do art. 39, inciso 8º, do Código de Defesa do Consumidor (Lei nº 8.078). A lei diz que é proibido ao fornecedor de produtos ou serviços, dentre outras práticas abusivas, “colocar, no mercado de consumo, qualquer produto ou serviço em desacordo com as normas expedidas pelos órgãos oficiais competentes ou, se normas específicas não existirem, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ou outra entidade credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Conmetro)”. E uma moradia sem DR, por exemplo, está em desacordo com a ABNT NBR 5410.

 

Entendendo o DR

Para reconhecer a importância de um dispositivo diferencial residual em uma instalação é preciso entender como ele se aplica e de que forma funciona. O dispositivo DR é formado basicamente por três partes: um toróide, o relé sensor e o conjunto de contatos. Eles impedem que correntes de faltas elevadas se estabeleçam em uma instalação e ofereçam perigo de eletrocussão para pessoas e animais domésticos. Em situação normal, a soma das correntes que circula pelos condutores  vivos (fases e neutro, se existir) tem que ser zero ou próximo a esse valor.

 

O engenheiro eletricista Carlos Alberto Lima, especialista no assunto, explica esse processo de funcionamento do DR. “Quando ocorre uma fuga ou um choque, a corrente não retorna totalmente pelos condutores de fase e  neutro, pois parte foi desviada para outro caminho. O DR mede, por meio de um transformador de corrente que envolve todos os condutores vivos, a corrente entre a fase e o neutro. Se der zero é sinal de que tudo que foi, voltou. Porém se houver uma diferença é sinal de que parte da corrente foi desviada para outro caminho. Com isto é mandado um sinal para o sistema de desligamento que faz com que o dispositivo seja desligado”. Essa ação tem que ser rápida e precisa, e é ela que deve garantir a segurança do circuito para o usuário.

 

A corrente de “desequilíbrio” dos condutores vivos que o dispositivo diferencial residual percebe pode ser de duas naturezas: a corrente de falta, que circula de um condutor para outro ou de um condutor para a terra, e a corrente de fuga. Como conceito geral, a corrente de fuga, afirma o engenheiro eletricista e consultor Hilton Moreno, “é uma corrente muito pequena que percorre um caminho diferente do previsto. Em particular, a corrente de fuga de uma instalação ou parte dela é a corrente que, na ausência de falta, flui através do dielétrico do material isolante dos condutores”.

 

Quando essa corrente diferencial atinge determinado valor que pode representar perigo, um relé sensor dentro do dispositivo detecta essa corrente acionando o sistema de desarme do DR, que promove a abertura dos seus contatos, desligando imediatamente o circuito protegido. Por questão comercial, os DRs são normalmente oferecidos com correntes nominais de até 160 A, e por isso estão mais presentes em instalações residenciais e comerciais. Na indústria, poderão ser utilizados disjuntores industriais para correntes elevadas adicionados de relés diferenciais.

 

Dessa forma, existem três formas básicas de realizar a proteção diferencial para aplicações residenciais e comerciais: o interruptor DR, que faz exclusivamente a proteção diferencial residual, protegendo contra fugas de correntes e choques elétricos; o disjuntor DR, que incorpora, além da ação do DR, com a do disjuntor termomagnético, para proteção contra sobrecarga e curto-circuito; e as tomadas DR, que têm o dispositivo incorporado diretamente na  tomada em que se ligam os equipamentos. Este último é muito popular em outros países, como nos Estados Unidos e no Japão, mas seu uso no Brasil ainda é pouco usual e há uma dificuldade de encontrar esse produto no mercado nacional.

 

O fato é que correntes muito pequenas já são capazes de causar sérios danos fisiológicos ao ser humano. Se uma corrente de 30 mA circular pelo coração por um período de 200 ms ou mais, ele já é capaz de sofrer fibrilação cardíaca irreversível, que altera a frequência e o ritmo dos batimentos cardíacos, como uma disritmia, e pode levar à morte, se não socorrido rapidamente.

 

A norma NBR 5410 determina que é obrigatório o emprego de DRs de alta sensibilidade, que têm corrente diferencial residual nominal igual ou inferior a 30 mA, em circuitos que sirvam a pontos de utilização situados em locais contendo banheira ou chuveiro; em circuitos que alimentem tomadas de corrente situadas em áreas externas à edificação; em circuitos de tomadas de corrente situadas em áreas internas que possam vir a alimentar equipamentos no exterior; em circuitos que, em locais de habitação, sirvam a pontos de utilização situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e demais dependências internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens; em circuitos que, em edificações não-residenciais, sirvam a pontos de tomada situados em cozinhas, copas-cozinhas, lavanderias, áreas de serviço, garagens e, no geral, em áreas internas molhadas em uso normal ou sujeitas a lavagens.

 

Isso porque a chance de uma corrente elét

rica se tornar perigosa em uma área molhada é bem maior do que em uma seca. Quando o corpo está imerso na água, sua resistência ôhmica é reduzida e aumenta assim a possibilidade de circulação de maiores correntes. Por isso, a preocupação com a proteção contra choques nesses ambientes tem que ser redobrada.

 

Para os demais circuitos da instalação, embora seja recomendável usar os DRs de alta sensibilidade, podem ser utilizados dispositivos de baixa sensibilidade, que tem correntes diferenciais residuais nominais superiores a 30 mA, em geral até 300 mA. Nesse caso, os DRs de baixa sensibilidade protegem contra choques e também  contra fugas de correntes excessivas e incêndios de origem elétrica. Esses produtos podem ter ainda correntes nominais, que são mais usuais na faixa entre 25 A e 125 A, para corrente alternada.

 

O modo de funcionamento desses equipamentos pode também ser dependente da fonte de energia, como os DRs eletrônicos, ou independentes dela, como é o caso dos DRs eletromecânicos.

 

Assim como as tomadas DR não são muito usadas no Brasil ainda, “no mercado brasileiro a proteção diferencial residual residencial e comercial é feita com DRs eletromecânicos independentes da tensão de alimentação estando, portanto garantida a proteção mesmo com tensões reduzidas. Não são, portanto, utilizados DRs eletrônicos”, afirma Carlos Lima. Essa prática é diferente de outros países, como é o caso, por exemplo, dos Estados Unidos, México e África do Sul, onde prevalece o uso de DRs eletrônicos.

 


A corrente elétrica no corpo humano

No Brasil, não há estatísticas oficiais atualizadas sobre acidentes provocados pela rede elétrica. Um dos dados mais recentes, que já tem mais de dez anos, faz parte dos estudos epidemiológicos da Fundação Nacional de Saúde (Funasa), órgão executivo do Ministério da Saúde, que pesquisou, entre outros aspectos, as causas externas de mortes na população brasileira em 1997.

 

Naquele ano, ocorreram 903.271 mortes no país e 13,22% delas (119.435) foram por causas externas. As principais causas foram homicídios, acidentes de transporte, afogamentos, suicídios. Do total de mortes externas, pouco mais de 1% (1.322) foram ocasionadas por choques elétricos. Mas é possível que esse número seja bem maior, devido à falta de registro das causas das mortes. Isso sem considerar as pessoas que sofrem choque e não chegam a morrer. Não há estatísticas sobre esses casos.

 

Nos Estados Unidos, cerca de cinco mil pessoas chegam anualmente aos prontos socorros vitimados por choques elétricos e aproximadamente mil casos fatais são creditados anualmente a este fator. A Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel) divulga que, de acordo com o médico do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas em São Paulo Carlos Serrano, no Brasil este número, com certeza, é bem maior.

 

Para entender os efeitos fisiológicos da passagem da corrente elétrica pelo corpo humano, a Comissão Eletrotécnica Internacional, do inglês IEC, fez um estudo sobre o assunto que culminou na norma IEC 60479 e estabeleceu zonas e faixas de corrente, em miliampères (mA), que podem ser prejudiciais ao ser humano. Elas levam em conta a intensidade de corrente (em mA) e o período de exposição (em segundos). A norma da IEC apontou também outros fatores determinantes para a ação da corrente elétrica no corpo humano, como a frequência do sinal (em Hz), a densidade da corrente (em mA/mm2) e o caminho percorrido pela corrente.

 

Também deve ser considerado que diferentes organismos reagem de formas diversas. Por exemplo, uma corrente elétrica será sentida com maior intensidade em uma criança do que em um adulto. “Da mesma forma, a direção dessa passagem da corrente através do corpo também tem uma enorme influência sendo agravada quando passa através do coração ou do cérebro”, comenta o engenheiro eletricista Carlos Alberto Lima.

* Corrente Alternada na faixa de 15 Hz a 100 Hz, com trajeto entre as extremidades do corpo de pessoas de, no mínino, 50 Kg.

** IEC 60479.

 

Zonas dos efeitos da corrente alternada sobre as pessoas (tempo versus corrente)

 

 

Legenda:

 

Zona 1: nenhum efeito perceptível.

Zona 2: efeitos fisiológicos geralmente não danosos. Leve percepção superficial, ligeira paralisia nos músculos do braço e início de tetanização.

Zona 3: efeitos fisiológicos notáveis (parada cardíaca, parada respiratória, contrações musculares) geralmente reversíveis. Paralisia estendida aos músculos do tórax, sensação de falta de ar e tontura; possibilidade de fibrilação ventricular se a descarga elétrica ocorrer na fase crítica do ciclo cardíaco e por tempo superior a 200 ms.

Zona 4: elevada probabilidade de efeitos fisiológicos graves e irreversíveis (fibrilação cardíaca, parada respiratória). Traumas cardíacos persistentes; nesse caso o efeito é letal, salvo intervenção imediata de pessoal especializado com equipamento adequado.

 

 


 

Fiscalização de instalações elétricas

A dificuldade de fazer o acompanhamento de edificações que tenham suas instalações elétricas apropriadas e em conformidade com as normas, que podem reduzir a incidência de acidentes em decorrência de instalações irregulares, esbarra na momentânea inexistência de órgãos ou entidades que façam esse trabalho de fiscalização. Para tentar contornar esse problema, foi criada no fim de 2008 e lançada oficialmente em maio de 2009, a Associação Brasileira de Certificação de Instalações Elétricas (Certiel Brasil), que deve, até o fim do ano, começar a certificar voluntariamente instalações elétricas de edificações que estejam em conformidade com as normas técnicas do setor.

 

O engenheiro eletricista e superintendente da Certiel Brasil, Eduardo Daniel, explicou à reportagem que a entidade está trabalhando hoje na constituição da estrutura da Associação e está acertando com alguns organismos que farão a inspeção das instalações. “Estamos esperando a acreditação do Inmetro dos organismos de inspeção. Mas já estamos prontos para começar. A primeira inspeção deve sair ainda em outubro”, esclareceu Daniel. Nesse primeiro momento, pelo menos, a entidade certificará somente instalações novas.

 

Hoje há uma “limitação de punição de instalações que não contenham o dispositivo DR, que fica pela ausência de um organismo fiscalizador das instalações”, comenta o diretor executivo da Associação Brasileira de Conscientização para os Perigos da Eletricidade (Abracopel), Edson Martinho. Por isso, além da Certiel Brasil, que começa a se constituir, há outra esperança no campo da fiscalização de instalações.

 

Tramita na Câmara Municipal de São Paulo um projeto de lei que objetiva tornar obrigatória a inspeção regular de instalações elétricas. O PL nº 623/2008, de 29 de outubro de 2008, de autoria do vereador e médico cirurgião Gilbert

o Natalini, pretende instituir no município de São Paulo o Programa Edifício Seguro, que disporá sobre a inspeção obrigatória, preventiva e periódica das instalações elétricas das edificações com mais de dez anos de uso. Esses edifícios podem ser tanto públicos quanto privados, como indústrias, comércio, residências e instalações de serviços.

 

Eduardo Daniel informa que o projeto foi protocolado em outubro de 2008 e está em discussão na Câmara, além de já ter passado por duas instâncias. “Estamos acompanhando e estamos aguardando a audiência pública que deve acontecer ainda esse ano. Mas a discussão dentro do plenário [da Câmara], só ano que vem”, explica.

 

Ainda há outra iniciativa em andamento, que é a vistoria das instalações elétricas a ser exigida pelo Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo como parte da liberação do AVCB (Auto de Vistoria do Corpo de Bombeiros). De acordo com Hilton Moreno, que participa ativamente do grupo que redigiu a chamada IT-47, a verificação da existência de proteção contra choques elétricos e, particularmente, do uso de DRs, é um dos pontos fundamentais a serem vistoriados. Não há uma data exata para a publicação e aplicação da IT-47, mas espera-se que isso aconteça em 2010.

 


 

 

Componentes

Os dispositivos DRs, independentemente de quais tipos sejam, são compostos basicamente por um núcleo toroidal, por um sistema de desarme (que pode ser eletromecânico ou eletrônico), onde fica localizado o relé, e por contatos elétricos, que têm sua ação controlada pelo sistema de desarme. O engenheiro eletricista Sérgio Bogomoltz compara o relé sensor eletromecânico no dispositivo DR ao coração no corpo humano, porque é um componente determinante para o funcionamento do DR e tem que ser muito preciso, pois detecta eletromecanicamente valores muito pequenos de corrente.

 

O funcionamento dos dispositivos diferenciais residuais, a partir dos seus componentes, pode ser descrito da seguinte forma: o transformador de corrente detecta as correntes que fluem através dos condutores vivos e seu possível desequilíbrio. “No caso do DR eletromecânico, a corrente de desequilíbrio é enviada a um relé de imã permanente de ferro e níquel. Ao passar a corrente em desequilíbrio pelo relé, este inverte o campo magnético do imã permanente e faz com que o êmbolo seja acionado, atuando o mecanismo de disparo. Já o eletrônico, pega essa corrente, amplifica e atua uma bobina de disparo”, relata o engenheiro Carlos Lima.

 

Classificações

Além de dependerem ou não de fonte auxiliar de energia e poderem ser classificados quanto à sensibilidade, os dispositivos DRs podem ainda ser divididos em outros grupos quanto ao número de pólos (bi, tri ou tetrapolar)e quanto ao tipo de corrente que detectam . Os DRs são classificados em três categorias: Tipo AC: sensível apenas a correntes alternadas

Senoidais; Tipo A: sensível a correntes alternadas senoidais e correntes contínuas pulsantes; Tipo B: sensível a correntes alternadas senoidais, correntes contínuas pulsantes e correntes contínuas puras (lisas). Assim, em instalações elétricas com grande quantidade de cargas

eletrônicas é recomendável a utilização de, no mínimo, DRs tipo A, ao passo que nas instalações mais comuns, como as residenciais, o DR tipo AC é uma escolha adequada.

 

Existe ainda o DR seletivo, chamado de tipo S, que tem um pequeno retardo intencional na sua ação, mas ainda dentro dos valores definidos pela norma, o que o permite abrir os contatos em até 200 ms. Esse tipo de dispositivo funciona se a corrente de falta permanecer por um tempo muito grande. Mas, utilizando esse DR, comenta Bogomoltz, “é conveniente usar como proteção geral”.

 

Os dispositivos diferenciais residuais podem ser instalados de três formas distintas numa instalação elétrica . Eles podem ser colocados individualmente por circuitos, por grupo de circuitos ou ainda ser usado um único DR para proteger todos os circuitos de uma instalação, o chamado DR geral. Esses dispositivos devem ser escolhidos e os circuitos divididos conforme a soma das correntes de fuga (naturais) que podem circular pelo DR durante o funcionamento normal da instalação. Esse valor não pode ser suficiente para que o dispositivo seja acionado e seus contatos abertos. Por isso, é importante conhecer bem quais cargas serão ligadas na instalação.

 

Na situação de utilização de um DR geral, um único dispositivo supervisiona toda a instalação. Sua utilização é recomendada para pequenas instalações com poucos equipamentos ligados a ela. Apresenta como vantagem o menor custo, devido à necessidade de aquisição de um único equipamento. A situação oposta a essa se dá quando são usados DRs individuais. Sob o ponto de vista operacional essa é a situação de melhor desempenho em que cada dispositivo monitora as correntes de fuga separadamente e com mais precisão. Como vantagem, se um DR atuar, somente o circuito protegido por ele deixará de operar, ficando isolado do restante, que continuará a operar normalmente. Apresenta como desvantagem o custo, pela quantidade de DRs necessários.

 

Por fim, os dispositivos diferenciais residuais podem ser ligados ao circuito divididos por grupos. É uma situação intermediária entre as duas anteriores em termos de custo e desempenho. A utilização desse tipo de ligação deve ser analisada em cada instalação específica, já que dividir o DR por grupos dependerá do tamanho do quadro e da quantidade de circuitos.

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