riscos eletricos, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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V A L I D A Ç Ã O

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

© 2005. SENAI – Departamento Nacional Qualquer parte desta obra pode ser reproduzida, desde que citada a fonte.

SENAI/DN Unidade de Educação Profissional – UNIEP

Sede Setor Bancário Norte Quadra 1 – Bloco C Edifício Roberto Simonsen 70040-903 – Brasília – DF Tel.: (0xx61) 317- Fax: (0xx61) 317- http://www.senai.br

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, 2005.

122 p. : il.

ISBN: 85-7519-152-

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

RISCOS

(^) ELÉTRICOS

RISCOS

(^) ELÉTRICOS

Apresentação

Eletricidade mata. Esta é uma forma bastante brusca, porém verdadeira, de iniciarmos o estudo sobre segurança em eletricidade. Sempre que trabalhar com equipamentos elé- tricos, ferramentas manuais 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 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, mes- mo 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 como desligar ou ligar circuitos e equipamentos, se os dispositivos de aciona- mento e proteção não estiverem adequadamente projetados e mantidos.

Embora todos nós estejamos sujeitos aos riscos da eletricidade, se você trabalha direta- mente com equipamentos e instalações elétricas ou próximo delas, tenha cuidado. 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 incêndios originados por falhas ou desgaste das instalações elétricas. Talvez pelo fato de a eletrici- dade 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 reunidos entre 1997 e 2002 correspondem a informações divulgadas pelo Ministério do Trabalho dos EUA.

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No Brasil, 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 números que chamam a nossa atenção. Em 2002, ocorreram 86 acidentes fatais nesse setor, incluídos aqueles com empregados das empreiteiras. A esse número, entre- tanto, somam-se 330 mortes que ocorreram nesse mesmo ano com membros da popu- lação 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. Um relatório completo é divulgado anualmente pela Fundação COGE.

Para completar, entre 1.736 acidentes do trabalho analisados pelo Sistema Federal de Inspeção do Trabalho, no ano de 2003, a exposição à 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. Da sua preparação, estudo e disciplina vão depender a segurança e a vida de muitas outras pessoas, incluindo você. Pense nisso!

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Concluindo

O choque elétrico é a perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no organismo humano quando este é percorrido por uma corrente elétrica. Os efeitos do choque elétrico variam e dependem de:

• percurso da corrente elétrica pelo corpo humano;
• intensidade da corrente elétrica;
• tempo de duração;
• área de contato;
• freqüência da corrente elétrica;
• tensão elétrica;
• condições da pele do indivíduo;
• constituição física do indivíduo;
• estado de saúde do indivíduo.

Tipos de choques elétricos

O corpo humano, mais precisamente sua resistência orgânica à passagem da corrente, é uma impedância elétrica composta por uma resistência elétrica, associada a um componente com comportamento levemente capacitivo. Assim, o choque elétrico pode ser dividido em duas categorias:

Choque estático

É o obtido pela descarga de um capacitor ou devido à descarga eletrostática.

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N

Descarga estática – 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 climas 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 viva do condutor;
• toque em partes condutoras próximas aos equipamentos e instalações, que ficaram energizadas acidentalmente por defeito, fissura ou rachadura na isolação.

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

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No solo, a corrente de curto-circuito gerará potenciais distintos desde o "pé" da torre até uma distância remota. Este potencial é apresentado pela curva da figura acima.

Uma pessoa tocando na torre no momento do curto-circuito ficará submetida a um choque proveniente da tensão de toque. Entre a palma da mão e o pé haverá uma diferença de potencial chamada de tensão de toque.

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 R1 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.

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Tensão de passo

A tensão de passo é a tensão elétrica entre os dois pés no instante da operação ou defeito tipo curto-circuito monofásico à terra no equipamento.

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. 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.

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• resistência do aterramento da instalação elétrica no ponto de alimentação de energia.

Neste caso devem-se prover medidas de proteção básicas que visem impedir o contato com partes vivas perigosas em condições normais, como por exemplo:

• Isolação básica ou separação básica;
• Uso de barreira ou invólucro;
• Limitação de tensão.

No caso 2, o choque ocorre quando regiões neutras ficam com diferença de potencial devido a um curto-circuito na instalação ou nos equipamentos.

Deve-se notar que nesse tipo de choque a pessoa está tocando ou pisando regiões ou elementos não energizados da instalação. Porém, no momento do curto-circuito, ou mais precisamente durante este, estas áreas neutras ficam com diferença de po- tencial, advindo daí o choque elétrico.

Neste caso devem-se prover medidas de proteção supletivas que visem suprir a proteção contra choques em caso de falha da proteção básica, como por exemplo:

• Eqüipotencialização e seccionamento automático da alimentação;
• Isolação suplementar;
• Separação elétrica.

Fatores determinantes da gravidade do choque

Os principais fatores que determinam a gravidade do choque elétrico são:

• Percurso da corrente elétrica;
• Características da corrente elétrica;
• Resistência elétrica do corpo humano.

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Efeitos dos choques elétricos 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 socorro a uma pessoa que apresente asfixia do que a uma pessoa com fibrilação ventricular, 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.

LOCAL DE ENTRADA TRAJETO PORCENTAGEM DA CORRENTE figura A Da cabeça para o pé direito 9,7% figura B Da mão direita para o pé esquerdo 7,9% figura C Da mão direita para a mão esquerda 1,8% figura D Da cabeça para a mão esquerda 1,8%

Características da corrente elétrica

Outros fatores a determinar a gravidade do choque elétrico são as características da corrente:

A B C D E

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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 aciden- tes 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 circu- lação entre as extremidades do corpo em pessoas com 50 kg de peso.

Zona 1 – habitualmente nenhuma reação. Zona 2 – habitualmente nenhum efeito patofisiológico perigoso. Zona 3 – habitualmente nenhum risco de fibrilação. Zona 4 – fibrilação possível (probabilidade de até 50%). Zona 5 – risco de fibrilação (probabilidade superior a 50%).

Resistência elétrica do corpo humano

A intensidade da corrente que circulará pelo corpo da vítima dependerá, em muito, da resistência elétrica que esta oferece à passagem da corrente, e também de qualquer outra resistência adicional entre a vítima e a terra. A resistência que o corpo humano oferece à passagem da corrente é quase que exclusivamente devida à camada externa da pele, a qual é constituída de células mortas. Esta resistência está situada entre 100 000 ohms e 600 000 ohms, quando a pele encontra-se seca e não apresenta cortes e a varia- ção apresentada é em função da espessura. Quando esta, no entanto, encontra-se úmida, condição mais facilmente encontrada na prática, a resistência elétrica do corpo pode ser muito baixa, atingindo 500 ohms. Esta baixa é originada pelo fato de que a corrente pode

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então passar pela camada interna da pele, que apresenta menor resistência elétrica. Ao estar com cortes, a pele também pode oferecer uma baixa resistência.

A resistência oferecida pela parte interna do corpo, constituída pelo sangue, músculos e demais tecidos, comparativamente à da pele é bem baixa, medindo normalmente 300 ohms, em média, e apresentando um valor máximo de 500 ohms.

As diferenças da resistência elétrica apresentada pela pele à passagem da corrente, ao estar seca ou molhada, podem ser grandes, como vimos. Com isso, podem influir muito na possibilidade de uma pessoa vir a sofrer um choque elétrico.

Exemplificando

Num toque acidental de um dedo com um ponto energizado de um circuito elétrico teremos, quando a pele estiver seca, uma resistência de 400 000 ohms; quando úmida, uma resistência de apenas 15 000 ohms. Usando a lei de Ohm e considerando que o contato foi feito em um ponto do circuito elétrico que representa uma diferença de potencial de 120 volts, teremos: Quando seca:

I = 120 V ÷ 400 000 ΩΩΩΩΩ = 0,3 mA

Quando molhada:

I = 120 V ÷ 15 000 ΩΩΩΩΩ = 8 mA

N

Corrente de largar é o valor máximo de corrente que uma pessoa pode suportar quando estiver segurando um objeto energizado e ainda ser capaz de largá-lo pela ação de músculos diretamente estimulados por esta corrente.