1) Introdução
Tal como acontece com outras formas de energia, a electricidade apresenta riscos
e pode causar acidentes cujas consequências podem resultar em danos pessoais,
materiais ou ambos.
Riscos materiais
Normalmente resultantes de incêndios e/ou explosões provocados
por deficiências na instalação.
Riscos pessoais
Resultantes da passagem de corrente eléctrica pelo corpo humano.
1.1) Risco de incêndio devido à corrente
eléctrica
Nas instalações onde existe grande número de substâncias
inflamáveis, a corrente eléctrica, pode estar na origem dos incêndios,
normalmente devidos:
- a sobreaquecimentos devidos à deterioração do material
isolante dos condutores eléctricos, por efeito de Joule, cuja expressão
traduz a quantidade de calor produzida em determinado condutor quando atravessado
por uma corrente eléctrica:
Q = R.I2. t representando Q,
a quantidade de calor; I, a intensidade da
corrente eléctrica; t, o tempo de
duração de passagem dessa corrente.
- ao arco eléctrico produzido por equipamentos ou por electricidade
estática;
- defeitos dos equipamentos que podem provocar faíscas susceptíveis
de provocarem explosões quando a trabalhar em atmosferas explosivas.
1.2) Causas de sobreaquecimento
As principais causas de sobreaquecimento, são as sobreintensidades,
ou seja correntes eléctricas de intensidade excessiva, em relação
ao valor calculado para o respectivo condutor.
Estas sobreintensidades, por sua vez, podem ter origens diversas:
Sobrecargas
Quando a corrente que percorre o condutor é superior à intensidade
para a qual ele foi projectado (intensidade nominal).
Esta situação ocorre habitualmente quando se ligam cargas em excesso.
Curto-circuito
Quando se tocam dois condutores entre os quais existe uma determinada diferença
de potencial e entre os quais a resistência é muito pequena ou
nula.
Esta situação que provoca a passagem instantânea de correntes
de valor elevado, provoca quase sempre a fusão dos condutores acompanhada
de pequenas explosões.
Defeitos de isolamento
Devidos à má execução da instalação
ou de equipamentos eléctricos, ao envelhecimento do material, ou ao tratamento
negligente dos cabos de ligação, permitindo que os veículos
passem por cima provocando trilhamentos.
Resistência de contacto
Resultante de ligações eléctricas através de contactos
imperfeitos, como ligações mal apertadas ou terminais algo soltos,
provocando uma resistência elevada à passagem da corrente.
1.3) Arco eléctrico
O arco eléctrico que pode estar na origem de muitos incêndios numa
oficina, resulta normalmente de:
- Trabalhos de soldadura;
- Faíscas produzidas pelo funcionamento anormal de equipamento
eléctrico;
- Faíscas produzidas pela electricidade estática e por descargas
atmosféricas.
1.4) Atmosferas explosivas
O trabalho com equipamentos eléctricos em atmosferas explosivas estão
na origem de muitos incêndios e explosões. Nestes locais, os vários
componentes da instalação, nomeadamente lâmpadas e tomadas,
devem obedecer a características especiais antideflagrantes.
2) Concepção da instalação
Uma instalação eléctrica é o conjunto de:
• componentes que permitem
ou podem permitir a passagem da corrente (fios condutores, protecções);
• Componentes que não
permitindo a passagem de corrente são essenciais ao seu funcionamento,
tais como tubos, caixas, suportes, isoladores, etc.
De um modo geral, as instalações devem:
- estar convenientemente
subdivididas, considerando:
• pelo menos, 2 circuitos para iluminação;
• circuitos distintos para tomadas e iluminação;
• circuitos distintos para aparelhos de grande potência ou
de características especiais de funcionamento.
- estar convenientemente
protegidas;
- os órgão
de protecção e de comando devem interromper os condutores de fase
(nunca devem cortar somente o neutro);
- as protecções
das instalações eléctricas devem ser selectivas, de modo
a que defeitos em determinado local do circuito não se repercuta noutro
circuito;
O quadro eléctrico
O Quadro, é um conjunto de aparelhos,
convenientemente agrupados, incluindo as suas ligações, estruturas
de suporte ou invólucro, destinado a proteger, comandar ou controlar
instalações eléctricas.
Numa instalação os quadros eléctricos são o primeiro
elemento receptor e distribuidor de energia. Devem possuir:
• Um condutor de protecção
para ligação à terra;
• Um disjuntor magnetotérmico
para protecção da instalação contra sobreaquecimentos,
sobreintensidades e curto-circuitos;
• Um interruptor diferencial
de alta sensibilidade para protecção das pessoas contra a electrocussão.
Protecção da instalação
e canalizações
Para eliminar ou reduzir os riscos eléctricos na sua origem, é
fundamental a adopção de uma série de medidas no sentido
de proteger as instalações e canalizações eléctricas,
nomeadamente contra sobreintensidades provocadas por:
• sobrecargas
• curto-circuitos
Os dispositivos mais importantes, são:
• Contactores-disjuntores
providos de relés térmicos para protecção contra
sobrecargas;
• Relés electromagnéticos
e corta-circuitos fusíveis para protecção contra curto-circuitos.
3) Efeitos fisiológicos da corrente ELÉCTRICA
Os efeitos principais de uma corrente eléctrica que atravesse o corpo
humano, são:
• Percepção
• Tetanização
• Paragem
respiratória
• Queimaduras
• Fibrilação
ventricular
Limiar de Percepção
O limiar de percepção representa o valor mínimo da corrente
sentida por uma pessoa e que apenas representa uma sensação de
formigueiro.
A publicação IEC 479 (Comissão Electrotécnica Internacional)
aceita como valor médio do limiar de percepção 0,005 Ampere.
Tetanização
É um fenómeno decorrente da contracção muscular
produzida por um impulso eléctrico.
Limite de não largar
Define-se como o valor máximo da corrente para a qual um indivíduo
pode suportar e largar um condutor activo (condutor afecto à passagem
da corrente eléctrica).
Experiências indicam para este limite os seguintes valores médios:
Em corrente alternada 50/60 Hz:... 10 mA para mulheres; 16 mA para homens;
Em corrente contínua:.....................51 mA para mulheres; 76 mA
para homens
A CEI 479 indica como limiar de largar 10 mA.
• Correntes inferiores
a este limite, mesmo não ocasionando graves lesões directas no
organismo, podem estar na origem de quedas, acidentes com partes móveis
de máquinas, etc.
Paragem respiratória
Correntes superiores ao limite de largar podem provocar nas vítimas uma
paragem respiratória, pois a passagem da corrente, devido à contracção
dos músculos ligados à respiração e/ou aos centros
nervosos que os comandam, produzem asfixia que, permanecendo a passagem da corrente,
levam à perda de consciência e morte por sufocamento.
Por este motivo, é necessário fazer respiração artificial
num curto lapso de tempo (3 a 4 minutos no máximo) para evitar a asfixia
e lesões irreversíveis no cérebro.
Queimaduras
Sendo a passagem da corrente eléctrica acompanhada por desenvolvimento
de calor, por efeito de Joule, uma das consequências mais frequentes dos
acidentes eléctricos são as queimaduras.
Estas queimaduras revelam-se mais intensas nas zonas de entrada e saída
da corrente porque:
• a pele, quando comparada
com os tecidos internos, apresenta uma elevada resistência eléctrica;
• à resistência
da pele soma-se a resistência de contacto entre a pele e as partes sob
tensão;
• nos pontos de entrada
e saída da corrente, sobretudo se as áreas de contacto forem pequenas,
a densidade de corrente é maior.
Existem ainda as queimaduras provocadas pela libertação de calor
por arco eléctrico, como acontece na soldadura.
Estas queimaduras que assumem graves proporções nos acidentes
eléctricos com alta tensão, são as de mais difícil
tratamento, podendo provocar a morte por insuficiência renal.
Fibrilação ventricular
Este fenómeno fisiológico é o mais grave que pode ocorrer
devido à passagem da corrente eléctrica. Deve-se ao facto de aos
impulsos eléctricos naturais que provocam a contracção
muscular do músculo cardíaco, se vir sobrepor uma corrente externa
que faz com que as fibras ventriculares passem a contrair-se de modo descontrolado.
Embora hoje se consiga parar o fenómeno com um desfibrilador, para efeitos
práticos a fibrilação é considerada irreversível.
Limiar da fibrilação
Este limite é de difícil determinação porque há que ter em conta:
• Só uma parte
da corrente que circula no corpo humano é que atinge o coração;
O percurso da corrente é importante, e é necessário introduzir
o designado factor de corrente de coração
(F), que relaciona a intensidade de campo eléctrico no coração
para um dado percurso de corrente com a intensidade do campo eléctrico
para uma corrente da mesma intensidade circulando da mão
esquerda aos pés, que é o percurso de referência.
Assim, por exemplo, uma corrente de 300 mA de mão a mão (F=0,4)
tem o mesmo efeito que uma corrente de 120 mA (0,4 x 300) da mão esquerda
aos pés.
• A importância
do momento do ciclo cardíaco em que se dá a passagem da corrente.
Em corrente alternada a 50 Hz existe uma redução considerável
da fibrilação se a circulação da corrente se prolongar
para além de um ciclo cardíaco.
Para tempos de passagem com duração inferior a 0,1 seg., a fibrilação
pode ocorrer para correntes acima dos 500 mA.
Correntes elevadas não provocam, de um modo geral, fibrilação;
podem, no entanto provocar uma paragem cardíaca ou produzir alterações
orgânicas irreversíveis no sistema cardíaco.
3.1) Riscos de electrocussão. O choque eléctrico.
O choque eléctrico é o efeito patofisiológico que resulta
da passagem de uma corrente eléctrica através do corpo humano.
Quando o resultado deste efeito é a morte é habitual designar-se
por electrocussão.
Desde que o primeiro óbito humano por electrocussão acidental
foi relatado, em 1879, a lesão por electricidade tornou-se cada vez mais
comum.
A possibilidade da passagem da corrente eléctrica pelo corpo humano depende
muito das características da instalação eléctrica
e respectivos circuitos, de algumas características (normais e/ou anormais)
de funcionamento dos mesmos, dos dispositivos de protecção neles
existentes ou não, e do tipo de aparelhos a eles ligados.
3.2) Efeitos do choque eléctrico
Estes efeitos dependem fundamentalmente dos seguintes factores:
• Tipo de corrente
• Intensidade da corrente
• Tempo do contacto
• Percurso da corrente
• Resistência
do corpo (humidade da pele)
Tipo de corrente
Existem dois tipos de corrente: Alternada e Contínua
• Para intensidades
iguais o risco representado pela corrente alternada é maior.
Para a corrente alternada o risco diminui com o aumento da frequência
(em Portugal, a frequência de distribuição é de 50
Hz).
Intensidade da corrente
A intensidade é o factor mais importante no fenómeno do choque
eléctrico. A CEI 479 - 1, define 5 zonas de efeitos para correntes alternadas
de 15 a 100 HZ, considerando pessoas de 50 Kg e um trajecto de corrente entre
mão-mão ou mão-pé.
Efeitos patológicos da corrente
• De 0,1 a 0,5 mA -
leve percepção superficial, normalmente sem nenhum efeito patológico
(zona 1);
• De 0,5 a 10 mA - pode
provocar uma paralisia ligeira nos músculos dos braços com princípio
de tetanização (zona 2);
• De 10 a 30 mA - não
se verifica nenhum efeito fisiológico perigoso se a corrente for interrompida
no prazo de 5 segundos (zona 2 e 3);
• De 30 a 500 mA - provoca
a paralisia dos músculos do tórax com sensação de
sufocamento; existe ainda a possibilidade de fibrilação cardíaca
(zona 4);
• Superior a 500 mA
- provoca lesões cardíacas irreversíveis ou mortais.
- Atente-se que, em determinadas
circunstâncias, correntes entre 25 - 30 mA já são perigosas.
Tempo de contacto
Como já se observou, existe uma relação directa entre
a gravidade da lesão e o tempo de contacto durante o qual a pessoa
está submetida ao contacto eléctrico. Decorre deste facto a
importância da protecção diferencial.
Percurso da corrente
Já se viu como este percurso é importante para o fenómeno
da fibrilação.
Resistência ou impedância do corpo
O corpo humano é constituído por um conjunto de líquidos
e tecidos orgânicos de resistividade variável. Na perspectiva
da electricidade, pode-se considerar o corpo constituído por um conjunto
de resistências e condensadores.
O valor da resistência da pele depende de factores tais como:
• Tipo de contacto
A resistência do corpo humano depende do trajecto da corrente.
Na prática, quando se fala da resistência do corpo humano, podem
considerar-se os seguintes valores médios, em função
do trajecto da corrente:
- mão-pé
1000 a 1500 ?
- mão-mão
1000 a 1500 ?
- mão-tórax
450 a 700 ?
• A humidade da pele
A humidade diminui a resistência da pele; a pele seca e calosa oferece
maior resistência.
• Superfície
de contacto
O aumento da área de contacto diminui a resistência do corpo.
• Tempo de contacto
A resistência diminui com o tempo de contacto.
• Pressão de
contacto
A maior pressão de contacto corresponde uma menor resistência.
• Tensão de
contacto
A resistência do corpo diminui com o aumento da tensão aplicada.
Na realidade, as medidas de protecção são tomadas tendo
em conta a diferença de potencial a que estão submetidos dois
pontos diferentes do corpo humano.
Tensão de segurança
É o valor da tensão de contacto que pode ser indefinidamente
suportada pelo organismo sem acarretar efeitos fisiopatológicos perigosos.
O RSIUEE, refere os seguintes valores:
- 50 V, quando não
há massas susceptíveis de serem empunhadas;
- 25 V, se houver massas
susceptíveis de serem empunhadas ou aparelhos portáteis com
massas acessíveis.
4) Protecção contra choques eléctricos
A protecção contra choques eléctricos está dependente de uma série de variáveis, entre as quais se destacam o tipo de contactos.
As situações susceptíveis de ocasionar o choque eléctrico devem-se fundamentalmente a dois tipos de contactos:
Contactos directos
Quando se toca directamente num condutor activo ou neutro de uma instalação (partes sob tensão).
Meios de protecção contra contactos directos
• Afastamento das partes activas;
• Por isolamento das partes da instalação normalmente sob tensão;
• Por interposição de obstáculos que impeçam qualquer contacto acidental com as partes activas;
• Utilizando tensões baixas, não excedendo os 50 V.
Contactos indirectos
Quando se toca numa parte da instalação que é condutora temporariamente, normalmente por avaria, mas que está isolada das partes condutoras da instalação (é o caso típico da carcaça de um aparelho eléctrico).
Meios de protecção contra contactos indirectos
Estas medidas ou meios devem assegurar que em qualquer massa ou elemento condutor estranho à instalação eléctrica, não exista uma tensão superior à de segurança.
Podem incluir-se em dois grupos:
Grupo I Medidas ou disposições destinadas a suprimir o próprio risco, fazendo com que os contactos não sejam perigosos ou impedindo contactos simultâneos de massas com elementos condutores, entre os quais possa surgir uma diferença de potencial perigosa;
Grupo II Medidas ou disposições com o objectivo de ligar as massas à terra, directamente ou por intermédio do neutro da instalação, associando-se a um dispositivo de corte automático que desligue a instalação ou parte da instalação defeituosa.
Medidas de protecção do grupo I
a) Separação de circuitos de utilização das fontes de energia, por via de transformadores (CA) ou de conversores (CC);
b) Utilização de tensões reduzidas de segurança;
c) Separação entre as partes activas e as massas acessíveis, através de isolamento de protecção (classe II);
d) Inacessibilidade simultânea de massas e elementos condutores;
e) Isolamento de protecção;
f) Estabelecimento de ligações equipotenciais.
Utilização de tensão reduzida de segurança
Esta medida consiste no emprego de tensões abaixo dos 50 V.
A utilização destas tensões deve ter em conta as condições do meio:
• 24 V, de valor eficaz para locais húmidos;
• 50 V, para locais secos.
Nestes circuitos deve ainda tomar-se em consideração:
- Os circuitos de muito baixa tensão, não podem ter qualquer contacto por terra com outros circuitos de tensão superior;
- material isolante empregue nestes circuitos deve ser igual ao utilizado para 250 V;
- Os cabos flexíveis de alimentação devem ser resistentes ao óleo e a dobragens.
Isolamento de protecção
Esta medida consiste em isolar as partes metálicas de um aparelho ou equipamento eléctrico, de modo a evitar que se possam tocar partes metálicas que, não devendo estar normalmente em tensão, o podem estar por defeito.
Este tipo de isolamento deve ser obrigatório em todas as pequenas ferramentas eléctricas manuais: berbequins, rectificadoras, etc.
Os equipamentos ou ferramentas assim isolados não necessitam de ligação à terra. São designados de classe II, e devem obrigatoriamente apresentar o símbolo .
Medidas de protecção do grupo II
A protecção por ligação à terra consiste na união, por meio de condutores, de todas as partes metálicas de uma instalação com uma derivação final à terra, através de um eléctrodo. Esta medida, obriga:
• A ligação das massas à terra;
• Um dispositivo de corte automático que garanta o corte da corrente em tempo oportuno.
Ligação das massas à terra
Numa instalação sem ligação à terra a corrente ocasionada por um defeito passa totalmente através do corpo humano e, se a tensão de massa for superior a 50 V, a corrente pode ser perigosa.
Se a massa estiver ligada à terra através de uma resistência de pequeno valor, a maior parte da corrente passará através da resistência e não pelo corpo humano.
Existem vários tipos de ligação à terra, designadas normalmente por associação de duas ou três letras, designando a primeira a situação do neutro em relação à terra, e a segunda, a situação das massas em relação à terra; a terceira letra fornece uma informação complementar sobre as funções do condutor de protecção.
Destacam-se:
Sistema TT
• neutro está ligado à terra e as massas são ligadas directamente à terra através de eléctrodos próprios, distintos do neutro.
- Este sistema é maioritariamente utilizado em instalações industriais e domésticas.
Sistema TN
O neutro está ligado à terra e as massas estão ligadas ao ponto neutro por condutores de protecção.
- Se o condutor neutro e o de protecção se confundem, o sistema é designado de TNC.
- Se o condutor neutro e o de protecção são separados, o sistema é designado de TNS.
Sistema IT
O neutro não está ligado à terra (neutro isolado) ou está ligado por intermédio de uma impedância (neutro impedante).
Resistência de terra
A resistência de terra deve ter o valor menor possível e não deve ser superior a 10 ?. A tensão de segurança de funcionamento do aparelho de protecção é de 25 ou 50 volt, conforme as massas são empunháveis ou não.
Protecção diferencial
Os aparelhos de protecção sensíveis à corrente diferencial-residual deverão assegurar, directa ou indirectamente, o corte omnipolar do circuito em que estão inseridos e ser dotados de dispositivo que permita sem meios especiais, verificar o seu estado de funcionamento.
Estes aparelhos actuam num tempo determinado, atingido a corrente de fuga, ou residual (I?n), um valor mínimo. Em função deste valor mínimo, consideram-se as seguintes classes de sensibilidade:
Características da terra
Todos os sistemas de protecção estão directa ou indirectamente relacionados com a terra, pois a corrente que percorre o corpo humano escoa-se, regra geral, para a terra; isto só não acontece quando se está isolado da mesma e em contacto simultâneo com dois pontos a potencial diferente.
Esta ligação é assegurada por um eléctrodo de terra que pode ter várias formas e tem que ser montado de acordo com algumas regras.
A resistência de terra deve ser medida, podendo ser utilizado mais do que um método.
5) Utilização e manutenção da instalação
Mesmo no pressuposto de se estar perante uma instalação bem concebida, devem ter-se em conta alguns procedimentos com vista à utilização e manutenção correcta da mesma. Destacam-se alguns:
• Não tocar em elementos nus de uma instalação eléctrica;
• Verificar se os isolamentos estão em bom estado;
• Não danificar o isolamento dos fios condutores puxando pelos cabos de alimentação dos equipamentos e ferramentas para os desligar das tomadas;
• Manter os fios e outras peças condutoras bem ligadas e apertadas nos bornes, evitando faíscas e sobreaquecimentos;
• Verificar se os circuitos possuem um condutor de protecção (Fio de Terra) e se as tomadas possuem polo de terra e alvéolos protegidos;
• Em ambientes com riscos especiais deve-se trabalhar sempre com:
- Tensões reduzidas (menores que 25 volt);
- Transformadores de isolamento de segurança;
- Equipamentos de trabalho de dupla protecção eléctrica.
• Nunca reparar um aparelho eléctrico sem antes o desligar da energia;
• Utilizar sempre um aparelho eléctrico em condições de segurança:
Protecção contra descargas atmosféricas
Este tipo de protecção (pára-raios) e o sistema a adoptar depende do índice de risco que, para além da incidência das descargas atmosféricas em determinada região, é função de :
• Utilização do edifício;
• Tipo e altura da construção;
• Equipamentos instalados no interior;
• Tipo de isolamentos da estrutura;
5.1) Periodicidade aconselhável das verificações
I As instalações e os materiais eléctricos em geral, antes da primeira colocação em serviço, devem ser sujeitos ao controlo completo do seu bom estado, feito por pessoa competente, desde que não exista um certificado do construtor.
II As instalações e os materiais eléctricos em geral, após modificação ou reparação, devem ser sujeitos ao controlo completo do seu bom estado, feito por pessoa competente, desde que não exista um certificado passado pela empresa que efectuou a operação.
III As instalações e os materiais eléctricos fixos devem ser sujeitos, de 4 em 4 anos, a um controlo completo do seu bom estado, feito por pessoa competente. Deve ser constatado o bom estado da instalação e dos materiais a ela ligados, por inspecção visual, verificando a conformidade dos circuitos e dos aparelhos com os projectos. Deve ser feito o exame do estado de conservação das instalações e materiais, muito em especial das protecções contra os riscos de contacto directo e indirecto, e das protecções contra sobreintensidades.
• A resistência das tomadas de terra deve ser a mais baixa possível, mas sempre inferior a 100 ? para as terras que participam na protecção contra contactos indirectos por dispositivos diferenciais residuais.
• A resistência total dos circuitos de protecção (ligações equipotenciais, condutores de ligação às tomadas de terra, etc.) deve ser inferior a 1 ?.
• A resistência de isolamento entre condutores activos (fases e neutro em corrente alternada, condutores positivo, negativo e compensador em corrente continua) de um circuito de potência ou de comando, deve ser superior a 1000 ? por volt de tensão nominal, sendo no mínimo de 250 000 ? para os comprimentos totais ou secções de circuito inferiores a 100 metros.
• A resistência de isolamento entre partes activas e massas dos aparelhos eléctricos deve ser superior a 1000 ? por volt de tensão nominal, sendo no mínimo de 250 000 ?.
IV Os materiais eléctricos não fixos, linhas de ligação munidas de fichas, extensões e cabos flexíveis com fichas e tomadas, devem ser sujeitos, no mínimo de 6 em 6 meses, ao controlo do seu bom estado feito por pessoa competente.
V Os dispositivos de protecção de corrente diferencial residual em instalações ou materiais não fixos devem ser sujeitos uma vez por mês ao controlo do seu bom estado, feito pelo utilizador.
VI Os disjuntores de protecção de corrente diferencial residual e os de tensão de defeito em instalações móveis, devem ser diariamente sujeitos ao controlo do seu bom funcionamento, feito pelo utilizador, por accionamento dos seus dispositivos de comando.
VII Os equipamentos isoladores de protecção pessoal devem ser sujeitos, no mínimo de 6 em 6 meses (em função da utilização), ao controlo do bom estado do ponto de vista da segurança, feito por pessoa competente. Os equipamentos isoladores de protecção pessoal devem ser sujeitos, pelo utilizador, ao controlo dos seus defeitos visíveis antes de cada utilização.