Apostila NR10, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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NR 10

Riscos Elétricos

Esta apostila de Riscos Elétricos faz parte do estudo da NR 10. Foi especialmente elaborada pelo Professor Luís Francisco Casteletti, para ser utilizada no Curso Técnico em Eletrônica, para a Escola POLITEC.

Versão 2006

Introdução à segurança com eletricidade

Aspectos de segurança em instalações elétricas

Eletricidade mata. Esta é uma forma bastante brusca, porém verdadeira de iniciarmos o estudo sobre segurança em eletricidade. Sempre que você está trabalhando com equipamentos elétricos, ferramentas manuais ou com instalações elétricas, você está exposto aos riscos da eletricidade. E isso ocorre no trabalho, em casa, e em qualquer outro lugar. Você está cercado por redes elétricas em todos os lugares, aliás, todos nós estamos. É claro que no trabalho os riscos são bem maiores. É no trabalho que existe uma grande concentração de máquinas, motores, painéis, quadros de distribuição, subestações transformadoras e em alguns casos, redes aéreas e subterrâneas, expostas ao tempo. Para completar, mesmo os que não trabalham diretamente com os circuitos também se expõem aos efeitos nocivos da eletricidade ao utilizar ferramentas elétricas manuais, ou ao executar tarefas simples de desligar ou ligar circuitos e equipamentos, se os dispositivos de acionamento e proteção não estiverem adequadamente projetados e mantidos.

Embora todos nós estejamos sujeitos aos riscos da eletricidade, se você trabalha diretamente com equipamentos e instalações elétricas ou próximo delas, tenha cuidado. O contato com partes energizadas da instalação pode fazer com que o corrente elétrica passe pelo seu corpo, e o resultado é o choque elétrico e as queimaduras externas e internas. As conseqüências dos acidentes com eletricidade são muito graves, provocam lesões físicas e traumas psicológicos e, muitas vezes, são fatais. Isso sem falar nos incêndios originados por falhas ou desgaste das instalações elétricas. Talvez pelo fato de a eletricidade estar tão presente em sua vida, nem sempre você dá a ela o tratamento necessário. Como resultado, os acidentes com eletricidade ainda são muito comuns mesmo entre profissionais qualificados.

No Brasil, ainda não temos muitas estatísticas específicas sobre acidentes cuja causa está relacionada com a eletricidade. Entretanto, é bom conhecer alguns números a esse respeito.

Estatísticas:

Nos EUA, por exemplo, o contato com a eletricidade é a causa de 5% dos acidentes fatais que ocorrem no trabalho. Em números absolutos, isso significa que 290 pessoas morrem por ano devido a acidentes com eletricidade no trabalho. Esses dados correspondem a informações divulgadas pelo Ministério do Trabalho dos EUA, reunindo dados dos anos 1997 a 2002.

No Brasil, se considerarmos apenas o Setor Elétrico, assim chamado aqueles que reúne as empresas que atuam em geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, têm alguns números que chamam a nossa atenção. Em 2002, ocorreram 86 acidentes fatais nesse setor, incluídos aqueles com empregados das empreiteiras. A esse número, entretanto, somam-se 330 mortes que ocorreram nesse mesmo ano com membros da população que, de diferentes formas, tiveram contato com as instalações pertencentes ao Setor Elétrico. Como exemplo desses contatos fatais, há os casos que ocorreram em obras de construção civil, contatos com cabos energizados, ligações clandestinas, instalações de antenas de TV, entre tantas outras causas.

Para completar, entre 1736 acidentes do trabalho analisados pelo Sistema Federal de Inspeção do Trabalho, no ano de 2003, a exposição a corrente elétrica encontra-se entre os primeiros fatores de morbidade/mortalidade, correspondendo a 7,84% dos acidentes analisados.

Este módulo vai abranger vários tópicos relacionados à segurança com eletricidade.

Os principais riscos serão apresentados e você irá aprender a reconhecê-los e a adotar procedimentos e medidas de controle, previstos na legislação e nas normas técnicas, para evitar acidentes. Além disso, você vai estudar técnicas de primeiros socorros em um colega que sofra um acidente com eletricidade e saberá agir caso haja a necessidade de combater um princípio de incêndio originado em equipamentos ou instalações elétricas. Da sua preparação, estudo e

disciplina, vão depender a segurança e a vida de muitas outras pessoas, incluindo você. Pense nisso!

Cuidados nas instalações elétricas

• Não deixar fios, partes metálicas e objetos energizados expostos ao contato acidental. Colocar placas de advertência de forma bem visível para a manipulação em casos de emergência.
• Proteger chaves seccionadoras e quadros de comando, pois suas partes energizadas oferecem riscos de acidentes.
• Proteger os equipamentos elétricos de alta tensão por meio de guardas fixas como telas, por exemplo, ou instalá-los em locais de pouca circulação, nos quais não ofereçam perigo.
• Dimensionar corretamente as instalações elétricas, usando condutores, fusíveis e disjuntores devidamente dimensionados, de acordo com as normas aplicáveis, para que, em caso de sobrecarga, o circuito seja interrompido.
• Proteger as instalações elétricas, usando fusíveis e disjuntores devidamente dimensionados para que, em caso de sobrecarga, o circuito seja interrompido.
• Verificar se a tensão de fornecimento de energia elétrica corresponde à tensão nominal de especificada para o equipamento evitando assim danos ao circuito elétrico e a equipamentos a ele ligados.

A passagem da corrente elétrica pelo corpo humano pode ser perigosa dependendo da sua intensidade, do caminho por onde ela circula e do tipo de corrente elétrica aplicada. Depende, também da resistência que será oferecida à passagem dessa corrente. Assim, uma pessoa suporta com efeitos fisiológicos geralmente não danosos, durante um curto período de tempo (menor que 200ms), uma corrente de até 30 mA.

Com as mãos úmidas, a resistência total de um corpo humano é de aproximadamente 1300 W. Aplicando a Lei de Ohm (V = R × I) , vamos nos lembrar de que para uma corrente de 30 mA circular em uma resistência de 1300 W, é necessária apenas uma tensão elétrica de : V = 1300. 0,03 = 39, ou seja, 39 V.

Por causa disso, podemos considerar que, tensões superiores a 39V como perigosas.

Para fins de segurança, em ambientes confinados, a recomendação, no entanto, é de tensão máxima de 24 V.

Efeitos dos choques elétricos

Em função da intensidade de corrente Através da tabela que segue, podemos observar os efeitos fisiológicos decorrentes de choques elétricos, com a variação da intensidade de valores de corrente, em uma pessoa de no mínimo 50 quilos de peso, sendo o trajeto da mesma entre as extremidades do corpo (mão a mão), com a aplicação de tensão alternada (CA) na faixa de freqüência de 15 a 100Hz.

Em função do tempo de contato e intensidade de corrente

Gráfico tempo x corrente – Efeitos fisiológicos para correntes CA de 15 a 100 Hz

A relação entre tempo de contato e a intensidade de corrente é um agravante nos acidentes por choque elétrico. Como podemos observar no gráfico da publicação n.º479 da IEC qual define quatro zonas de efeitos para correntes alternadas de 15 a 100Hz, admitindo a circulação entre as extremidades do corpo em pessoas com 50Kg de peso.

Em função do trajeto.Outro fator que influencia nas conseqüências do acidente por choque elétrico, é o trajeto que a corrente faz pelo corpo do acidentado. Isso é um dado importante se considerarmos que é mais fácil prestar socorros para uma pessoa que apresente asfixia do que para uma pessoa com fibrilação ventricular, já que isso exige um processo de reanimação por massagem cardíaca que nem toda a pessoa que está prestando socorro sabe realizar.

Resistência elétrica (S) do corpo humano, ou se for o caso só a resistência de parte do corpo, do músculo ou órgão afetado.

I choque _ Corrente elétrica do Choque (A).

t choque _ Tempo do choque (s)

E calorífica _ Energia em Joules (J) liberada no corpo humano.

O calor liberado aumenta a temperatura da parte atingida do corpo humano, podendo produzir vários efeitos e sintomas que podem ser:

• queimaduras de 1º, 2º ou 3º graus nos músculos do corpo;
• aquecimento do sangue, com a sua conseqüente dilatação;
• aquecimento podendo provocar o derretimento dos ossos e cartilagens;
• queima das terminações nervosas e sensoriais da região atingida;
• queima das camadas adiposas ao longo da derme, tornando-se gelatinosas.

As condições acima não acontecem isoladamente, mas sim associadas, advindo, em conseqüência, outras causas e efeitos nos demais órgãos.

O choque de alta tensão queima, danifica, fazendo buracos na pele nos pontos de entrada e saída da corrente pelo corpo humano. As vítimas do choque de alta tensão morrem devido, principalmente a queimaduras. E as que sobrevivem ficam com seqüelas, geralmente com:

perda da massa muscular;

perda parcial de ossos;

diminuição e atrofia muscular;

perda da coordenação motora;

cicatrizes, etc.

Choques elétricos em baixa tensão têm pouco poder térmico. O problema maior é o tempo de duração, que se persistir pode levar a morte, geralmente por fibrilação ventricular do coração.

A queimadura também é provocada de modo indireto, isto é, devido ao mau contato ou falhas internas no aparelho elétrico, neste caso, a corrente provoca aquecimentos internos, elevando a temperatura a níveis perigosos.

Fibrilação Ventricular

Se a corrente atinge diretamente o músculo cardíaco, poderá perturbar seu funcionamento regular. Os impulsos periódicos que, em condições normais, regulam as contrações (sístole) e as expansões (diástole) são alterados: O coração vibra desordenado e, em termos técnicos, “perde o passo”.

A Situação é de emergência extrema, porque cessa o fluxo de sangue no corpo.

Observa-se que a fibrilação é um fenômeno irreversível, que se mantém mesmo quando cessa; só pode ser anulada mediante o emprego de um equipamento chamado “desfibrilador”, disponível, via de regra, apenas em hospitais e pronto- socorros.

Figura de um ciclo cardíaco completo cuja duração média é de 750mS. A fase Crítica corresponde à diástole tem uma duração de aproximadamente 150mS.

Arcos elétricos

Toda vez que ocorre a passagem de corrente elétrica pelo ar ou outro meio isolante (óleo, por exemplo) está ocorrendo um arco elétrico.

O arco elétrico (ou arco voltaico) é uma ocorrência de curtíssima duração (menor que ½ segundo) e muitos são tão rápidos que o olho humano não chega a perceber.

Os arcos elétricos são extremamente quentes. Próximo ao “laser”, eles são a mais intensa fonte de calor na Terra. Sua temperatura pode alcançar 20.000 °C. Pessoas que estejam no raio de alguns metros de um arco podem sofrer severas queimaduras.

Os arcos elétricos são eventos de múltipla energia. Forte explosão e energia acústica acompanham a intensa energia térmica. Em determinadas situações, uma onda de pressão também pode se formar, sendo capaz de empurrar e derrubar quem estiver próximo ao local da ocorrência.

Arco elétrico é a descarga elétrica que se estabelece, em condições apropriadas, num gás ou vapor, e na qual a densidade de corrente é elevada e a tensão elétrica relativamente baixa. Nesta descarga, a densidade de corrente diminui, entre certos limites, quando a tensão cresce, também entre certos limites.

Formação do arco elétrico

Arco elétrico pode ser definido como um alto valor de corrente que aparece entre os contatos elétricos no instante da sua separação. Isso ocorre devido ao fenômeno de ionização do meio isolante entre os contatos e também por persistir uma tensão elétrica entre os mesmos.

É comum a formação de arco elétrico durante a execução de manobras sobre carga de chaves seccionadoras do tipo sem carga (chaves secas) ou em menor escala nos interruptores de circuitos de iluminação.

Conseqüências de Arcos Elétricos (Queimaduras e Quedas).

Se houver centelha ou arco, a temperatura deste é tão alta que destrói os tecidos do corpo. Todo o cuidado é pouco para evitar a abertura de arco através do operador.

Também podem desprender-se partículas incandescentes que queimaduras ao atingirem os olhos.

Ao trabalharmos em alturas superiores a 2 metros é necessária a utilização de EPI’s (equipamento de proteção individual). Quando não respeitado estas condições podemos nos deparar com conseqüências graves.

Podemos tomar como exemplo um trabalhador que ao executar um serviço em uma instalação elétrica a uma altura superior àquela estabelecida por norma como segura para trabalho sem equipamentos de segurança, trabalhando sem capacete e sem cinto de segurança.

Medidas de controle do risco elétrico

Proteção Contra Contatos Diretos

São as medidas de controle de risco elétrico visando o impedimento de contatos acidentais com as partes energizadas de circuitos elétricos.

Podemos caracterizar como proteção contra contatos diretos:

Desenergização

É o conjunto de procedimentos visando a segurança pessoal dos envolvidos diretamente ou indiretamente em sistemas elétricos.

Deve ser realizada por no mínimo duas pessoas.

Procedimento para desenergização

1. Desligamento

É a ação da interrupção da alimentação elétrica, ou seja, da tensão elétrica num equipamento ou circuito elétrico. A interrupção é executada com a manobra local ou remota do respectivo dispositivo de manobra sobre carga, geralmente a do disjuntor alimentador do equipamento ou circuito a ser isolado.

2. Seccionamento:

É a ação de desligar completamente um equipamento ou circuito de outros equipamentos ou circuitos, promovendo afastamentos adequados que impeçam tensão elétrica no mesmo.

O seccionamento só acontece efetivamente quando temos a constatação visual da separação dos contatos (abertura de seccionadora, extração de disjuntor, retirada de fusíveis).

A abertura de seccionadora somente poderá ser efetuada após o desligamento do circuito ou equipamento a ser seccionado, evitando-se assim a formação de arco elétrico por manobra da mesma.

3. Impedimento de reenergização

É o processo pelo qual se impede o religamento acidental de um circuito desenergizado.

Para impedimento podemos utilizar bloqueio mecânico, por exemplo:

· Em seccionadora de alta tensão a utilização de cadeados impedindo a manobra de religamento pelo travamento da haste de manobra;

· Retirada dos fusíveis de alimentação do local;

· Travamento da manopla dos disjuntores por cadeado ou lacre;

· Extração do disjuntor quando possível.

4. Constatação de ausência da tensão

É a ação de verificar a existência de tensão em todas as fases do circuito, usualmente por sinalização luminosa ou voltímetro instalado no próprio painel.

Na inexistência ou na inoperabilidade de tais equipamentos devemos constatar a ausência da tensão com equipamento apropriado ao nível de tensão e segurança do usuário como por exemplo voltímetro portátil, detectores de tensão de proximidade ou de contato.

5. Aterramento temporário

A instalação de aterramento temporário tem como finalidade a equipotencialização dos circuitos desenergizados (condutores ou equipamentos) ou seja, ligá-los eletricamente ao mesmo potencial.

Neste caso ao potencial de terra interligando-se os condutores ou equipamentos à malha de aterramento através de dispositivos apropriados ao nível de tensão nominal do circuito.

Não se deve utilizar o condutor neutro em substituição a ponto de terra com a finalidade de execução de aterramento temporário.

Para a execução do aterramento devemos seguir as seguintes etapas:

· Afastar as pessoas não envolvidas na execução do aterramento e na verificação da desenergização;

· Confirmação da desenergização do circuito a ser aterrado temporariamente;

· Inspecionar todos os dispositivos utilizados no aterramento temporário antes de sua utilização;

· Com os equipamentos de segurança individual e coletivos apropriados (bastão, luvas e óculos de segurança), ligar o grampo de terra do conjunto de aterramento temporário com firmeza à

Distâncias no ar que delimitam radialmente as zonas de risco, controla e livre, com e sem interposição de superfície de separação física adequada, conforme figuras A e B respectivamente.

Legenda

Rr = Raio circunscrito radialmente de delimitação da zona de risco.

Rc = Raio circunscrito radialmente de delimitação da zona controlada.

ZL = Zona livre

ZR = Zona de risco, restrita a profissionais autorizados e com a adoção de técnicas e instrumentos apropriados de trabalho.

ZC = Zona controlada, restrita a profissionais autorizados.

PE = ponto da instalação energizado.

SI = Superfície construída com material resistente e dotada de todos os dispositivos de segurança

7. Instalação da sinalização de impedimento de reenergização

Este tipo de sinalização é utilizada para diferenciar os equipamentos energizados dos não energizados , afixando-se no dispositivo de comando do equipamento principal e sinalizando que o mesmo está impedido de ser manobrado.

Somente depois de efetuadas todas as etapas descritas acima, o equipamento ou circuito deverá ser considerado desenergizado, podendo assim ser liberado pelo profissional responsável para intervenção.

Porém , a execução das etapas poderá ser modificada com a alteração da ordem ou mesmo com o acréscimo ou supressão de etapas, dependendo das particularidades do circuito ou equipamento a ser desenergizado desde que seja aprovado por profissional responsável.

Os procedimentos descritos acima deverão ser executados em todos os pontos onde é possível energizar, acidentalmente ou não, o equipamento/circuito que a ser desenergizado.

Proteção por barreiras e invólucros

Barreiras: são destinadas a impedir todo contato com as partes energizadas das instalações elétricas nas direções habituais de acesso.

Invólucros: envoltório de partes energizadas destinado a impedir qualquer contato com partes internas e que assegura proteção contra determinadas influências externas e proteção contra contatos diretos em qualquer direção.

As barreiras e invólucros devem ser fixados de forma segura e também possuir robustez e durabilidade suficiente para manter os graus de proteção e ainda apresentarem apropriada separação das partes vivas.

As barreiras e invólucros podem:

· Impedir que pessoas ou animais toquem acidentalmente as partes vivas de uma instalação/equipamento; e

· Garantir, que as pessoas sejam alertadas de que as partes acessíveis através da abertura são vivas e não devem ser tocadas intencionalmente.

A retirada de barreiras, aberturas de invólucros ou retirada de partes de invólucros só devem ser possíveis:

· Com uso de chaves ou ferramentas apropriadas;

· Após a desenergização das partes vivas protegidas, não podendo ser restabelecida a tensão enquanto as condições não forem restabelecidas;

· Que exista uma segunda barreira ( ou isolação ) interposta que possa ser retirada sem auxílio de chave ou ferramenta e que impeça qualquer contato com as partes vivas.