jacqueline santana de oliveira, marcio luís...

SIMP.TCC/Sem.IC. 2019(17);1126-1138 CENTRO UNIVERSITÁRIO ICESP / ISSN: 2595-4210 1126

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PATOLOGIAS NOS SISTEMAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS COM ÊNFASE EM ESCOLAS PÚBLICAS DO DISTRITO FEDERAL. PATHOLOGIES IN THE SYSTEMS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS WITH EMPHASIS IN PUBLIC SCHOOLS OF THE FEDERAL DISTRICT.

Jacqueline Santana de Oliveira

Marcio Luís Sousa

Iberê Pinheiro

Resumo As patologias nos sistemas de instalações elétricas podem ocorrer por erro de projeto, erro de execução, falta de manutenção, conservação e vida útil dos componentes. O presente trabalho tem por finalidade descrever anomalias, mais especificamente, patologias relacionadas à saúde de partes dos sistemas elétricos, tais como: ramal de entrada, quadro distribuição geral (QDG), quadro de distribuição de luz e força (QDL e QDF) e sistema de aterramento. A identificação dessas patologias foi feita mediante vistoria técnica em cinco escolas públicas de diferentes regiões administrativas localizadas em Brasília- DF. Para a verificação das anomalias foi utilizado o método do IBAPE (Instituto Brasileiro de Avaliações e Perícias de Engenharia). Em todas as cinco escolas públicas analisadas, foram encontradas manifestações patológicas, nenhuma delas tem um sistema de instalações elétricas adequada conforme estabelece a norma ABNT NBR5410: 2004. Palavras-chave : patologias; sistemas elétricos; anomalias; vida útil dos componentes. Abstract The pathologies in the systems of electrical installations can occur due to design error, execution error, lack of maintenance, conservation and useful life of the components. The present work aims to describe anomalies, more specifically, health - related pathologies of parts of the electrical systems, such as: entrance branch, general distribution framework (QDG), light and force distribution framework (QDL and QDF) and system grounding. The identification of these pathologies was done through a technical survey in five public schools of different administrative regions located in Brasília - DF. For the verification of the anomalies, the IBAPE (Brazilian Institute of Engineering Assessments and Expertise) method was used. In all five public schools analyzed, pathological manifestations were found, none of them have a system of adequate electrical installations as established by the ABNT NBR5410: 2004 standard. Key words: pathologies; electrical systems; anomalies; component life. Contato: [email protected]

Introdução

Estudos relatam que patologias no sistema

de instalações elétricas das escolas da rede pública podem causar danos nas edificações. Esses danos provocam anomalias que podem ocorrer tanto por erros de projetos, erro de execução, mau uso, falta de manutenção, tempo de vida útil dos materiais e mão de obra deficiente, além de gerar a desvalorização do imóvel.

Segundo a ABNT, NBR 5410:2004, norma que rege as instalações elétricas de baixa tensão, estabelece a importância de manter as inspeções, os ensaios e a manutenção periódica nas instalações elétricas a fim de assegurar que foram bem executadas, eliminando assim eventuais patologias ao patrimônio e riscos aos seus usuários.

Segundo EDSON (2014 pg13) as anomalias causadas por uso incorreto podem ser evitadas, informando aos usuários as manutenções periódicas, os eventuais riscos e as limitações da edificação, garantindo assim maior efetividade em sua vida útil.

Este trabalho explicará os componentes que deve ter um sistema de instalação elétrica para depois poder descrever e analisar as patologias encontradas em cada escola. Essas patologias podem gerar aumento na conta de energia

elétrica, curto-circuito, choque elétrico, fuga de corrente, sobrecarga de tomadas, dentre outros agravantes que podem até causar risco para os usuários e degradação do patrimônio. Sistema de Instalações Elétricas

De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), as instalações elétricas de baixa tensão são regulamentadas pela norma NBR-5410:2004. Para rede elétrica de baixa tensão em corrente alternada (CA) é estabelecida uma carga limite de 1000 volts e 1500 volts em corrente contínua (CC) com frequência máxima de 400 Hz.

Conforme BOTELHO e FIGUEIREDO (2012) foram utilizadas para está pesquisa as seguintes etapas de um sistema de instalações elétricas:

• Ramal de Entrada; • Relógio Medidor • Quadro de Distribuição; • Tomadas; • Iluminação.

Figura 1: Sistema de Distribuição de Energia

Como citar esse artigo: Oliveira JS, Sousa ML, Pinheiro I. PATOLOGIAS NOS SISTEMAS DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS COM ÊNFASE EM ESCOLAS PÚBLICAS DO DISTRITO FEDERAL. Anais do 17 Simpósio de TCC e 14 Seminário de IC do Centro Universitário ICESP. 2019(17); 1126-1138


Elétrica de Baixa Tensão.

(Fonte: Arquivo pessoal)

A vida útil de um cabo está diretamente

relacionada com sua temperatura de trabalho. Visando a uma vida útil satisfatória, as normas de condutores isolados e de cabos uni ou multipolares definem três temperaturas características, em função do tipo de isolação, consideradas na superfície externa do condutor, propriamente dito (interface condutor-isolação) — vide figura 2: Temperatura máxima para serviço contínuo, θZ , utilizada para definir a capacidade de condução de corrente do condutor I ;

Temperatura limite de sobrecarga , qS , na qual o condutor pode permanecer por até 100 h, a cada 12 meses, e um máximo de 500 horas ao longo de sua vida útil; e

Temperatura de curto-circuito , θK, na qual os condutos não podem permanecer por mais do que 5 s (CUNHA, 2017)

Figura 2- tabela de temperatura de cabos elétricos.

(Fonte: http://novo.more.ufsc.br/homepage/inserir_homepage)

Ramal de Entrada

Segundo CREDER (2007) o ramal de entrada aérea ou subterrâneo é o conjunto de equipamentos condutores a partir do ponto de entrada, ou seja, a chegada de energia monofásica, bifásica ou trifásica. Os materiais utilizados nas instalações aéreas são fornecidos pela concessionária, já o subterrâneo fica a encargo do consumidor final.

A concessionária local é a Companhia Energética de Brasília (CEB), ela faz a distribuição da rede de energia secundária com entrada de luz e força até o relógio medidor de acordo com a norma ABNT NBR 5460:1992 e a Norma Técnica de Distribuição- NTD 2.04:2013.

Relógio Medidor

De acordo com Schneider Electric (2009), o padrão de entrada estando correto, a concessionária instala e liga o relógio medidor e o ramal de serviço, só assim a energia elétrica fornecida pela concessionária estará disponível e poderá ser utilizada. Segundo a NTD 3.06: 2012 a caixa de medição deva conter apenas o relógio medidor e seus componentes.

Figura 3: Relógio Medidor


(Fonte: http://www.aqualuxamericana.com.br/produtos-entrada-de-forca.html)

Quadro de Distribuição

De acordo com SOUZA e MORENO (2011) o quadro de distribuição é o coração de uma instalação elétrica. Ele é destinado a receber a energia elétrica que sai do ramal de entrada (ou ramal medidor) e distribuí-la a um ou mais circuitos, podendo também desempenhar funções de proteção, seccionamento, controle e medição do estabelecimento.

Conforme BOTELHO e FIGUEIREDO (2012) nos quadros de distribuição geral pode-se ter todos os circuitos de uma edificação, já um quadro de pequeno porte contém apenas a chave de manobra geral e as chaves dos quadros derivados. Os quadros podem ser de materiais plásticos (PVC) ou de chapas de aço aterrados. Esse último com interruptores trifásicos são os mais apropriados para edificações maiores, como por exemplo, escolas, indústrias e shoppings.

Dependendo da edificação pode-se ter mais de um quadro de energia derivados a partir do quadro de distribuição geral. No caso de residências de pequeno porte, usa-se apenas um quadro de distribuição, em edificações maiores com vários circuitos, é necessário ter mais de um quadro de distribuição, fazendo assim uma melhor distribuição da carga e evitando uma sobrecarga no sistema elétrico.

Figura 4: Quadro de distribuição em PVC para edificações de pequeno porte (residenciais ou comerciais).

(fonte: www.krona.com.br/produtos/ quadro-de-distribuição). Figura 5: Quadro em chapa de aço.

(Fonte:http://holec.com.br/produtos/detalhe/quadros-de-distribuicao-almirante-por-chave-seccionadora-quadro-com-barramento-bifasico-neutro-terra).

De acordo BOTELHO e FIGUEIREDO (2012) foram utilizados para está pesquisa os seguintes componentes que constituem um quadro de distribuição:

Disjuntor Residual (DR) - é uma proteção

adicional contra choques elétricos, ocorridos por falhas nos sistemas, por descuido ou imprudência do usuário.

Figura 6: Disjuntor Residual (DR).

(Fonte:www.steck.com.br/produtos/comando-e-proteçãoo /interruptores-diferenciais-dr/referencia-300ma)

Dispositivos de Proteção Contra Surtos

(DPS) - serve para minimizar o surgimento de tensões de surtos, devido à sobretensões transitó-rias na rede elétrica, desviando as correntes pro-venientes dos surtos provocados por descargas atmosféricas.


Figura 7: Dispositivos de Proteção Contra Surtos (DPS).

(Fonte: https://www.se.com/br/pt /product-range/61707-protetor-de-surto-iprd-acti9---dps-classe-ii-e-iii/)

Barramento de Fase – tem a função de

conduzir as tensões e correntes elétricas aos cir-cuitos. Figura 8: Barramento de Fase: A- monopolar, B- bipolar e C- tripolar

(Fonte: www.steck.com.br/produtos/quadros-de-distribuicao-interface-e-vdi-voz-dados-e-imagem/acessorios-e-barramentos-para-quadros/barramento-fase-din).

Barramento do Neutro – conduz as corren-tes e tensões elétricas de alimentação das cargas alimentadas, com tensões de fase e neutro no sistema elétrico.

Barramento do Terra - tem a função de

proteger as pessoas contra fugas de descargas elétricas. Essas descargas elétricas são levadas ao ponto de menor potencial "terra" reduzindo os riscos de acidentes. Figura 9: Barramentos do Neutro e Terra

(Fonte: https://www.mpautomacao.com/ele tricael trôni-ca/barramento-neutro-e-terra)

Disjuntores – são dispositivos monofásico,

bifásico ou trifásico. Tem a função de ligar e desli-gar o circuito elétrico.

Figura 10: Disjuntores

(Fonte: http1s://www.mundodaeletrica .com.br/ quais-são-e-para-que-servem-as-curvas-dos-disjuntores/)

Tomadas

Conforme BOTELHO e FIGUEIREDO (2012) as tomadas fornecem a eletricidade através dos sistemas de fiações (circuitos elétricos). A norma que padroniza os plugues e tomadas para uso doméstico é a ABNT NBR 14136:2002 Os circuitos elétricos saem dos quadros de distribuição e são transmitidos por toda a edificação. As tomadas permitem que os circuitos elétricos através de plugs transmitam energia aos aparelhos eletroeletrônicos, permitindo assim o correto funcionamento desses. Os pontos de tomadas de uso específico devem ser instalados no máximo a 1,5m do local previsto para o equipamento


Os terminais mais utilizados nas tomadas são os circuitos monofásicos ou bifásicos. Os cir-cuitos monofásicos são conectados um para a fase e outro para o neutro, já no circuito bifásico a uma conexão para cada fase. Tanto o monofásico quanto o bifásico podem ter um terceiro pino que é denominado ligação do terra.

As tomadas são classificadas em dois tipos:

Tomadas de Uso Geral (TUGs ) - podem ser conectadas várias tomadas em um único cir-cuito. As TUGs são destinadas à conexão de apa-relhos eletrônicos de baixa potência, suportam no máximo 10 A e têm suas entradas menores, que segundo a ABNT NBR 11467 (1991) não devem permitir a inserção de plugues de 20 A.

Tomadas de Uso Específicos (TUEs) - são tomadas destinadas para a conexão de um único aparelho. As TUEs têm entradas maiores e supor-tam aparelhos de potencias até 20 A, que segundo NBR 11467(1991) devem permitir a inserção de plugues de 10 A e 20 A.

Figura11: TUGs e TUEs.

(fonte: https://www.weg.net/tomadas/blog/)

Iluminação

Conforme GUERRINI 2008, para se ter uma iluminância de qualidade segundo a ABNT NBR 5413:1992, a quantidade mínima é de 500 lux, que possibilita visualizar aquilo que se pretende ver sem um esforço visual. Na interação da iluminação com os usuários deve-se priorizar a visibilidade, saúde, auxilia na disposição, na produtividade e não gerar incomodo.

O sistema de iluminação artificial é o con-junto de luzes instaladas em uma edificação, com a finalidade de iluminar o ambiente. A ausência ou dimensionamento incorreto da iluminação artificial

pode prejudicar a eficiência visual do usuário, cau-sando fadiga ocular ou esforço visual prolongado. Uma iluminação adequada serve para facilitar ou melhorar a condição visual do usuário, diminuindo a ausência de ofuscamento, cor e direção.

Materiais e Métodos

A metodologia aplicada é um estudo de análise quantitativa através de inspeções técnicas em cinco escolas de acordo com o Instituto Brasi-leiro de Avaliações e Perícias de Engenharia (IBAPE). Será adotado o nível de inspeção 1, que será dividida em três partes.

• Coleta de dados em campo no ambiente a ser analisado,

• Análise dos dados coletados,

• Descrição dos resultados obtidos.

Instrumentos

Serão utilizados os seguintes equipamen-tos: câmera térmica (para medir a temperatura das instalações elétricas), multímetro (para testar as correntes elétricas), formulários de inspeção e classificação do tipo de patologias encontradas de acordo com IBAPE.

Critérios Éticos

Para a realização desta metodologia foram realizados estudos de caso, através de inspeções em cinco escolas de diferentes regiões administra-tivas localizadas em Brasília-DF. Será preservado o anonimato dessas escolas, assegurando assim a privacidade das edificações em estudo

.

Caracterização do Estudo

O termo patologia significa “estudo da doença. Na construção civil patologias significam danos ocorridos em edificações”. Já um sistema de instalação elétrica na construção civil serve para permitir a transferência da energia elétrica oriunda de uma fonte geradora.

A avaliação de patologias das instalações elétricas vem sendo cada vez mais utilizada pelos profissionais da construção civil. Ela busca avaliar, identificar e prevenir eventuais danos e riscos à segurança do usuário e do imóvel.

Neste trabalho será descrito as anomalias encontradas nos sistemas elétricos, que podem gerar desde acidentes até o risco de morte aos usuários e danos ao patrimônio.


Procedimento do Estudo

Por tratar-se de Trabalho de Conclusão de Curso, com objetivo de cunho educacional, os endereços apresentados são fictícios. A região administrativa de Ceilândia foi escolhida por ter escolas antigas, com mais de 50 anos e desde a inauguração duas escolas não passaram por nenhum tipo de inspeção ou atualização no sistema elétrico.

A região administrativa de Taguatinga foi escolhida por ter escolas que passaram por ampliações nos circuitos elétricos, para instalações de ar condicionado nas salas de aula, porém não tiveram nenhum tipo de reforma no sistema conforme a ABNT NBR 5410 prevê.

Já a região administrativa de Samambaia foi escolhida por ter escolas mais novas, que passaram recentemente por reforma no sistema elétrico no ano de 2018/2019. Mesmo tendo passado por essas reformas, identificou-se nestas escolas alguns tipos de patologias.

Através de vistorias técnicas, verificou-se que em algumas das etapas dos sistemas de instalação elétrica analisadas em todas as cinco escolas, havia algum tipo de anomalia patológica, que poderia causar riscos aos usuários e ao patrimônio. Ramal de Entrada

Das cinco escolas analisadas, somente uma das escolas na região administrativa de Taguatinga apresentou algum tipo de patologia.

Através da percepção visual e instrumental, foi possível detectar que das três fases do ramal de entrada duas apresentaram aquecimento e aumento de amperagem conforme figuras a abaixo.

Figura 12: Ramal de Entrada: verificou-se através de câmera térmica aquecimento nas fases 1 e 2 acima de 50°.

(Fonte: arquivo pessoal).

Figura13: Ramal de entrada: foi utilizado multímetro para a medição de amperagem das fases. Nas fases 1 e 2 observa-se um aumento de amperagem

(Fonte: arquivo pessoal) Relógio Medidor

Apenas em uma das escolas foi possível vi-sualizar e identificar alguma patologia conforme nas figuras abaixo. Figura 14: Foi possível visualizar dois tipos de patologias: 1° ligação direta de um corpo estranho no relógio medidor, 2° e 3° dois objetos que não podem estar presentes dentro da caixa de medi-ção.


(Fonte: arquivo pessoal)

Quadro de Distribuição

Ao analisar todas as cinco escolas, verificou-se que havia algum tipo de patologia nos quadros de distribuição, tais como:

• Falta do Disjuntor Residual (DR), • Falta de Dispositivos de Proteção Contra

Surtos (DPS), • Falta do Barramento de fase, neutro e ter-

ra, • Ausência do Aterramento, • Ausência de identificação dos circuitos, • Disjuntores fora de padrão, • Aquecimento no sistema, • Fiação antiga e sem identificação. Conforme mostrado nas figuras abaixo de 15 a

21. Figura 15: Quadro com aquecimento nos disjunto-res.


Figura 16: Aquecimento do disjuntor trifásico do quadro de ar condicionado.


Figura 17: Aquecimento do quadro de luz e força.

(Fonte: arquivo pessoal) Figura 18: Esse quadro de Distribuição apresenta todas as patologias descritas. É um quadro com mais de 50 anos e nunca foi revisado.



Figura 19: Identificação ilegível, falta de DR e DPS, disjuntores fora de padrão.

(Fonte: arquivo pessoal ) Figura 20: Esses quadros estão inadequados, em local de difícil acesso e apresentam falta de algu-mas identificações, falta de DR e DPS e disjunto-res fora de padrão.


Figura 21: Mesmo tendo passado por reforma recentemente, este quadro de distribuição apre-senta as seguintes anomalias: falta de DR, parafu-


so da proteção de acrílico está em contato com o barramento do terra.

(Fonte: arquivo pessoal) Tomadas

Foram identificadas em todas as escolas tomadas fora dos padrões, danificadas, sem pro-teção e com fiação expostas, que poderiam causar acidentes como choques e curtos-circuitos. Con-forme figuras 22 a 25 a baixo

Figura 22: Tomadas danificadas, fora de padrão, sem proteção e fiações expostas.

(Fonte: arquivo pessoal) Figura 23: Fiações expostas, tomadas danificadas, fora do padrão e inacabadas.

(Fonte: arquivo pessoal) Figura 24: Tomadas danificadas, sem proteção e com fiação exposta.



Figura 25:Tomadas fora de padrão, danificadas, sem proteção e com fiação exposta.


Iluminação .

O sistema de iluminação nas escolas ana-lisadas é precário, oferecendo pouca iluminação, mal dimensionado, com lâmpadas antigas, que com o uso diário podem causar danos à saúde dos alunos e professores.

Figura 26: Apresenta fiação exposta, falta de lâm-padas

(Fonte: arquivo pessoal) Figura 27: Lampadas não compativeis com o tipo de luminaria e fiaçao exposta.

(Fonte: arquivo pessoal).


Figura 28: Fiação expostas e danifica-das.


Figura 29: Sistema de iluminação precario, com lampadas queimadas.


Figura 30: Corte em viga pré-moldada de concreto para passagem de circuito de luz de emergência.


Conclusão

O presente trabalho descreve as principais patologias no sistema de instalações elétricas em cinco escolas públicas do DF. Foi possível identificar em cada etapa do sistema elétrico várias patologias a saber: ramais de entrada com aquecimento nas fases, quadros de distribuição sem identificação, fora do padrão, danificados e sem proteção. Tomadas danificadas, com fiações expostas e fora de padrão, iluminação precária e danificadas.

Utilizamos a Matriz GUT (Gravidade, Urgência e Tendência), que tem como objetivo estabelecer a gravidade da patologia, na urgência em que ela precisa ser solucionada e na tendência em que a patologia se agrave de lenta para rápida.

Figura 31: Tabela Matriz GUT


O gráfico organiza a gravidade das manifestações e determina as sequências que devem ser priorizadas nos sistemas de instalações elétricas. Estabelecendo assim uma soma das patologias encontradas em todas as etapas que compõem os sistemas elétricos das cinco escolas

Figura 32: Gráfico GUT

(Fonte: arquivo pessoal) Verificamos no gráfico um levantamento


das manifestações patológicas, classificando assim o grau de risco e as áreas críticas de todas as etapas do sistema elétrico. As tomadas foram classificadas com o grau de risco grave aos usuários e para a edificação, necessitando assim reparo imediato.

Constatou-se com este estudo de análise quantitativa que em todas as cinco escolas públicas analisadas em diferentes regiões administrativas de Brasília-DF nenhuma delas possuem um sistema de instalações elétricas adequado conforme estabelece a norma ABNT NBR5410: 2004.

Agradecimentos

Agradecemos primeiramente a Deus que nos deu o dom da vida e por abençoar o nosso caminho. A fé que temos em Ti alimentou nosso foco, nossa força e nossa disciplina. Somos gratos pelas bênçãos que recaíram não só sobre nós,

mas também sobre todos nossos amigos e familiares.

Agradecemos também a dedicação e carinho de nossos pais, nossos cônjuges e nossos filhos que juntos enfrentaram tantas dificuldades, o apoio de todos foi o nosso maior incentivo para vencer essa etapa da vida acadêmica.

Agradecemos ao Centro Universitário ICESP, aos diretores, ao coordenador Wesley Cândido, à administração qυе proporcionou o melhor dos ambientes para que esse trabalho fosse realizado. Ao professor Ronaldo Kelly e a todos os professores que acompanharam a nossa jornada acadêmica de perto e deram muito apoio em sala de aula. Obrigado pela incansável dedicação e confiança. Somos gratos principalmente ao professor Iberê Pinheiro, que foi o nosso orientador desde o primeiro encontro e nunca negou uma ajuda e contribuiu muito com a realização dessa pesquisa. Somos gratos também aos colegas de sala, que tornaram os dias de aula mais felizes.

Referências

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2 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Normas Brasileiras. ABNT NBR 14136: Plugues e tomadas para uso doméstico e análogo até 20A/250V em corrente alternada. 2002. Disponível em: <https://www.ebah.com.br/ content/ABAAABOO0AC/nbr-14136-2002-plugues-tomadas-uso-domestico-analogo-ate-20-a-250-v-corrente-alte>. Acesso em: 23 abr. 2019.

3 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Normas Brasileiras ABT NBR 5410: Instalações elétricas de baixa tensão. Disponível em:<https://www.iar.unicamp.br/lab/luz/ld/normas %20e%20relat%F3rios/NRs/nbr_5410.pdf>. Acesso em: 05 mar. 2019.

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5 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, Normas Brasileiras ABT NBR 5460 : Sistemas Elétricos de Potência. 1992. Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/61621710/abnt-nbr-5460-1992-sistemas-eletricos-de-potencia-terminologia>. Acesso em: 19 abr. 2019.

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jacqueline santana de oliveira, marcio luís...

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