Risco Elétrico, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI

Armando de Queiroz Monteiro Neto Presidente

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI

Conselho Nacional Fernando Cirino Gurgel Presidente

SENAI – Departamento Nacional José Manuel de Aguiar Martins Diretor-Geral

Regina Maria de Fátima Torres Diretora de Operações

© 2007. SENAI – Departamento Nacional Qualquer parte desta obra pode ser reproduzida, desde que citada a fonte.

SENAI/DN Unidade de Educação Profissional – UNIEP

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SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional

FICHA CATALOGRÁFICA

S491c

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional Curso básico de segurança em instalações e serviços em eletricidade : riscos elétricos / SENAI. DN. Brasília, 2007.

158 p. : il.

ISBN: 85-7519-152-

1. Eletricidade 2. Choque elétrico I. Título CDU: 331.483.

RISCOS

(^) ELÉTRICOS

RISCOS

(^) ELÉTRICOS

Apresentação

Acidentes fatais ocorridos no Sistema Elétrico de Potência, segundo a Fundação COGE, 2005.

Eletricidade mata, conforme podemos visualizar no gráfico apresentado acima. Esta é uma forma bastante brusca, porém verdadeira, de iniciarmos o estudo sobre segurança em eletricidade. Sempre que trabalhar com equipamentos elétricos, ferramentas manu- ais ou com instalações elétricas, você estará exposto aos riscos da eletricidade. E isso ocorre no trabalho, em casa e em qualquer outro lugar. Você está cercado por redes elé- tricas em todos os lugares. É claro que no trabalho os riscos são bem maiores. É no traba- lho que existe uma grande concentração de máquinas, motores, painéis, quadros de distribuição, subestações transformadoras e, em alguns casos, redes aéreas e subterrâne- as expostas ao tempo. Para completar, mesmo os que não trabalham diretamente com os circuitos também se expõem aos efeitos nocivos da eletricidade ao utilizar ferramen- tas elétricas manuais, ou ao executar tarefas simples como desligar ou ligar circuitos e equipamentos, se os dispositivos de acionamento e proteção não estiverem adequada- mente projetados e mantidos.

Todos nós estamos sujeitos aos riscos da eletricidade, mas se você trabalha diretamente com equipamentos e instalações elétricas ou próximo delas, tenha sempre cuidado ao lidar com ela.

CURSO BÁSICO DE SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

O contato com partes energizadas da instalação pode fazer com que a corrente elétrica passe pelo seu corpo, e o resultado são 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 incêndi- os originados por falhas ou desgaste das instalações elétricas. Talvez pelo fato de a eletri- cidade 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. Tal quadro, entretanto, recebeu um forte estímulo para mu- dar a partir de dezembro de 2004, quando passou a vigorar a revisão da NR-10 de 1978. Como esta norma regulamentadora estabelece os requisitos e as condições mínimas para as medidas de controle e sistemas preventivos relacionados a instalações que operam em extrabaixa tensão, baixa tensão e alta tensão, a probabilidade de ocorre- rem acidentes fica reduzida significativamente a partir da aplicação da norma em todo o território nacional.

Sob a ótica da NR-10, são instalações de alta tensão aquelas que operam com tensão superior a 1.000 volts em corrente alternada ou 1.500 volts em corrente contínua e, inde- pendente de qualquer outra classificação, como a classificação das normas técnicas bra- sileiras, acima dos valores estipulados, os critérios de segurança são, no mínimo, os definidos pela NR-10.

Em relação à baixa tensão, as normas do Ministério do Trabalho e Emprego (normas regulamentadoras) e as da Associação Brasileira de Normas Técnicas (normas técnicas) são idênticas e definem baixa tensão como tensão superior a 50 volts em corrente alter- nada ou 120 volts em corrente contínua e igual ou inferior a 1.000 volts em corrente alternada ou 1.500 volts em corrente contínua. A extrabaixa tensão, por sua vez, são as tensões não superiores 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua.

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.

Se considerarmos apenas o Setor Elétrico, assim chamado aquele que reúne as empresas que atuam em geração, transmissão e distribuição de energia elétrica, temos alguns nú- meros que chamam a nossa atenção. Em 2002, ocorreram 78 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

RISCOS

(^) ELÉTRICOS

Riscos em instalações

e serviços com eletricidade

Há diferentes tipos de riscos devido aos efeitos da eletricidade no ser humano e no meio ambiente. Os principais são o choque elétrico, o arco elétrico, a exposição aos campos eletromagnéticos e o incêndio. Neste módulo você vai descobrir como a eletricidade pode causar tantos males.

Choque elétrico

Hoje, com o domínio da ciência da eletricidade, o ser humano usufrui de todos os seus benefícios. Construídas as primeiras redes de energia elétrica, tivemos vários benefícios, mas apareceram também vários problemas de ordem operacional, sendo o mais grave o choque elétrico.

O choque elétrico decorre da corrente elétrica que se caracteriza pelo fluxo de elétrons que circula quando existe um caminho, denominado circuito elétrico, estabelecido entre dois pontos com potenciais elétricos diferentes, como por exemplo um condutor energi- zado e a terra. Se você encostar em ambos simultaneamente formará o circuito elétrico e permitirá que a corrente circule por intermédio de seu corpo.

Atualmente os condutores energizados perfazem milhões de quilômetros, portanto, ale- atoriamente o defeito (ruptura ou fissura da isolação) aparecerá em algum lugar, produ- zindo um potencial de risco ao choque elétrico. Como a população atual da Terra é enorme, sempre haverá alguém perto do defeito, e o acidente será inevitável.

Portanto, a compreensão do mecanismo do efeito da corrente elétrica no corpo humano é fundamental para a efetiva prevenção e combate aos riscos provenientes do choque elétrico. Em termos de riscos fatais, o choque elétrico, de um modo geral, pode ser anali- sado sob dois aspectos:

RISCOS ELÉTRICOS

Choque estático

Ocorre devido à descarga eletrostática ou pela descarga de um capacitor.

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Descarga eletrostática – É o efeito capacitivo presente nos mais diferentes materiais e equipamentos com os quais o homem convive. Um exemplo típico é o que acontece em veículos que se movem em cli- mas secos. Com o movimento, o atrito com o ar gera cargas elétricas que se acumulam ao longo da estrutura externa do veículo. Portanto, entre o veículo e o solo passa a existir uma diferença de potencial. Dependendo do acúmulo das cargas, poderá haver o perigo de faiscamentos ou de choque elétrico no instante em que uma pessoa desce ou toca no veículo.

Choque dinâmico

É o que ocorre quando se faz contato com um elemento energizado.

Este choque se dá devido ao:

• toque acidental na parte metálica do condutor denominada “parte viva”;
• toque em partes condutoras próximas aos equipamentos e instalações, que ficaram energizadas acidentalmente por defeito, fissura ou rachadura na isolação.

CURSO BÁSICO DE SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

Este tipo de choque é o mais perigoso, porque a rede de energia elétrica mantém a pessoa energizada, ou seja, a corrente de choque persiste continuadamente.

O corpo humano é um organismo resistente, que suporta bem o choque elétrico nos primeiros instantes, mas com a manutenção da corrente passando pelo corpo, os órgãos internos vão sofrendo conseqüências:

• elevação da temperatura dos órgãos devido ao aquecimento produzido pela corrente de choque;
• tetanização (rigidez) dos músculos;
• superposição da corrente do choque com as correntes neurotransmissoras que comandam o organismo humano, ocasionando movimentos bruscos e involuntários;
• comprometimento do coração, quanto ao ritmo de batimento cardíaco e à possibilidade de fibrilação ventricular;
• efeito de eletrólise, mudando a qualidade do sangue;
• comprometimento da respiração;
• prolapso, isto é, deslocamento dos músculos e órgãos internos da sua devida posição;
• comprometimento de outros órgãos, como rins, cérebro, vasos, órgãos genitais e reprodutores.

Muitos órgãos aparentemente sadios só vão apresentar sintomas devido aos efeitos da corrente muitos dias ou meses depois de ocorrido o choque elétrico. As seqüelas, muitas vezes não são relacionadas ao choque em virtude do espaço de tempo decorrido desde o acidente.

CURSO BÁSICO DE SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

Por norma, e nos projetos de sistema de aterramento, considera-se a pessoa afastada a 1 metro do equipamento em que está tocando com a mão. Neste caso, a resistência R representa a resistência da terra do “pé” da torre até a distância de 1 metro. O restante do trecho da terra é representado pela resistência R2.

A resistência do corpo humano para corrente alternada de 50 ou 60 Hz, pele suada, para tensão de toque maior que 250 V fica saturada em 1 000 ohms.

Cada pé em contato com o solo terá uma resistência de contato representada por R contato.

Assim, a tensão de toque é expressa pela fórmula:

V toque = (R corpo humano + R contato ÷ 2) I choque

O aterramento no “pé” da torre só estará adequado se, no instante do curto-circuito mo- nofásico à terra, a tensão de toque ficar abaixo do limite de tensão para não causar fibri- lação ventricular. A tensão de toque é perigosa, porque o coração está no trajeto da

corrente de choque, aumentando o risco de fibrilação ventricular.

Tensão de passo

A tensão de passo é a tensão elétrica (diferença de potencial) entre os dois pés no instante da operação ou defeito tipo curto-circuito monofásico à terra no equipamento. A figura a seguir nos mostra a situação e o circuito elétrico equivalente.

RISCOS ELÉTRICOS

No caso da torre de transmissão, a pessoa receberá entre os dois pés a tensão de passo.

Nos projetos de aterramento considera-se a distância entre os dois pés de 1 metro.

Pela figura apresentada, obtém-se a expressão:

V passo = (R corpo humano + 2R contato) I choque

O aterramento só será bom se a tensão de passo for menor do que o limite de tensão de passo, para não causar fibrilação ventricular no ser humano.

A tensão de passo é menos perigosa do que a tensão de toque. Isso se deve ao fato de o coração não estar no percurso da corrente de choque quando o corpo é submetido a tensão de passo. Esta corrente vai de pé em pé, mas mesmo assim é também perigosa. As veias e artérias vão da planta do pé até o coração. Sendo o sangue condutor, a corrente de choque, devido à tensão de passo, vai do pé até o coração e deste ao outro pé. Por esse motivo, a tensão de passo é também perigosa e pode provocar fibrilação ventricular.

Observe que as tensões geradas no solo pelo curto-circuito criam superfícies eqüipotenciais.

Se a pessoa estiver com os dois pés na mesma superfície de potencial, a tensão de passo será nula, não havendo choque elétrico, conforme podemos verificar na figura apresen- tada a seguir.

RISCOS ELÉTRICOS

Efeitos dos choques elétricos em função do trajeto

O trajeto que a corrente faz pelo corpo influencia nas conseqüências do acidente por choque elétrico. Isso é um dado importante, se considerarmos que é mais fácil prestar socorro a uma pessoa que apresente asfixia do que a uma pessoa com fibrilação ventri- cular, já que neste caso é exigido um processo de reanimação por massagem cardíaca que nem toda pessoa que está prestando socorro sabe realizar.

A tabela a seguir apresenta os prováveis locais por onde poderá se dar o contato elétrico, o trajeto da corrente elétrica e a porcentagem de corrente que passa pelo coração.

A B C D E

CURSO BÁSICO DE SEGURANÇA EM INSTALAÇÕES E SERVIÇOS EM ELETRICIDADE

Características da corrente elétrica

Corrente contínua (CC)

A fibrilação ventricular só ocorrerá se a corrente contínua for aplicada durante um instante curto específico e vulnerável do ciclo cardíaco.

Corrente alternada (CA)

Entre 20 e 100 Hz, são as que oferecem maior risco. Especificamente as de 60 Hz, normal- mente usadas nos sistemas de fornecimento de energia elétrica, são as mais perigosas, uma vez que se situam próximo à freqüência na qual a possibilidade de ocorrência da fibrilação ventricular é maior. Para correntes alternadas de freqüências elevadas, acima de 2 000 Hz, as possibilidades de ocorrência de choque elétrico são pequenas, contudo, ocorrerão queimaduras, devido a corrente tender a circular pela parte externa do corpo, ao invés da interna.

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Ocorrem também diferenças nos valores de intensidade de corrente para uma determinada sensação de choque elétrico, se a vítima for do sexo feminino ou masculino.

Efeitos de choques elétricos em função do tempo de contato e intensidade de corrente

A relação entre tempo de contato e intensidade de corrente é um agravante nos acidentes por choque elétrico. Como podemos observar no gráfico, a norma NBR 6533, da ABNT, define cinco zonas de efeitos para correntes alternadas de 15 a 100 Hz, admitindo a circulação entre as extremidades do corpo em pessoas com 50 kg de peso.