TCC Otimização de Instalação Elétrica

SENAI – SENAI – Serviço Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Centro de Formação Profissional Gerson Dias

André Carlos Souza Souza Valadão Valadão Antônio Evódio Evódio Pinto Cintia Miranda de Oliveira Natália Aparecida Ribeiro

OTIMIZAÇÃO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA PREDIAL

Pedro Leopoldo 2015

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André Carlos Souza Souza Valadão Valadão Antônio Evódio Evódio Pinto Cintia Miranda de Oliveira Natália Aparecida Ribeiro

OTIMIZAÇÃO DA INSTALAÇÃO ELÉTRICA PREDIAL

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao – – SENAI – – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Centro de Formação Profissional Gerson Dias, como requisito parcial à obtenção do certificado de Técnico em Eletrotécnica. Orientador: Agenor Eugênio Michelini















SENAI – SENAI – Serviço Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Centro de Formação Profissional Gerson Dias

Trabalho de conclusão con clusão de curso intitulado “Otimização da Instalação Elétrica Predial”, de autoria de André Carlos Souza Valadão, Antônio Evódio Pinto, Cintia Miranda de Oliveira e Natália Aparecida Ribeiro, aprovado pela banca examinadora constituída pelos seguintes membros:

___________________ ____________________________ __________________ __________________ _________ Orientador

___________________ ____________________________ ___________________ __________________ ________ Supervisor

___________________ ____________________________ __________________ __________________ _________ Supervisor

Nota de aprovação: __________















AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradecemos a Deus, pelas oportunidades concedidas durante este processo de aprendizado. Aos nossos familiares e companheiros, que compartilharam do nosso ideal e o alimentaram, incentivando-nos a prosseguir a jornada, fossem quais fossem os obstáculos. Ao Professor Agenor Eugênio Michelini, orientador deste trabalho de conclusão de curso, pelo incentivo e empenho dedicados para nos auxiliar na realização deste trabalho.















Julgue seu sucesso pelas coisas que você teve

“















RESUMO

Seguir as normas ABNT 5410 e realizar o projeto elétrico são práticas simples que devem ser feitas em em instalações prediais prediais para que se tenha o máximo de qualidade nas instalações instalações elétricas, elétricas, amenizar amenizar riscos e

proporcionar aos moradores mais

confiabilidade e tranqüilidade. Mas quando se trata de instalações elétricas antigas e fora de parâmetros normativos de segurança, temos a situação onde as mesmas não foram projetadas para o grande número de eletroeletrônicos e aparelhos de grande potencia atualmente, e tiveram que se enquadrar no atual modo de vida. Grande parte dessas edificações não fizeram alterações nas suas instalações para receber essas novas cargas, fazendo com que as mesmas ficassem sobrecarregadas e com falta de seletividade, proporcionando assim um ambiente pouco seguro, uma vez que instalações nessas condições podem causar choques elétricos e incêndios, colocando em risco a vida de funcionários e moradores das edificações. Como nem sempre as instalações elétricas de edificações mais antigas estão projetadas para suprir as atuais necessidades dos usuários, muitas estão investindo na modernização de suas estruturas, a fim de estar em conformidade com as normas técnicas vigentes, adaptá-las às novas tecnologias e reduzir o consumo de energia. Essa prática de otimização (retrofit), que nada mais é do que atualizar as instalações com foco na melhoria da segurança e da eficiência do sistema, com base na substituição de equipamentos e estruturas antigas, antigas, por tecnologias de ponta. Mas essa prática não se mostra tão simples como parece ser, pois a má escolha equipamentos tem gerado efeito reverso à esse investimento. Para que a otimização seja alcançada é preciso integração desde o projeto, instalação e equipamentos de alta eficiência. Esse trabalho apresenta de forma simples e objetiva a importância da aplicação de critérios para que a partir da otimização (retrofit), a qualidade de vida dos moradores pode ser melhorada por diversos motivos e um dos principais é a economia.

















ABSTRACT Follow the ABNT 5410 standards and carry out electrical design are simple practices that should be made in building facilities in order to have better quality of electrical installations, mitigate risks and provide residents more reliability and peace of mind. But when it comes to old electrical and out of normative safety parameters facilities, we have the situation where they were not designed for the large number of electronics and appliances currently of great power, and had to fit in the current way of life. Most of these buildings have not made changes in its facilities to receive these new charges, causing the same stay overburdened and lack of selectivity, thus providing an unsafe environment, since facilities in these conditions can cause electrical shock and fire, putting endangering the lives of employees and residents of buildings. As not always the electrical installations of older buildings are designed to meet the current needs of users, many are investing in the modernization of its structures in order to comply with existing technical standards, adapt to new technologies and reduce the energy consumption. This optimization practice (retrofit), which is nothing more than updating the facilities with a focus on improving the safety and efficiency of the system, based on replacement equipment and old structures by cutting-edge technologies. But this practice does not seem as simple as it seems, because the bad choice equipment has generated reverse effect to that investment. For the optimization is achieved is necessary integration from design, installation and high efficiency equipment. This paper presents a simple and objective way the importance of applying criteria for that from the optimization (retrofit), the quality of life of residents can be improved for

















LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Dimensionamento de condutores condutores .................... .......................... ............. ........................... .............. 18 Figura 2 - Potencial de economia de energia com sensor de presença e luminosidade ............................................................................................................. 23 Figura 3 - Variação da temperatura de cor da luz no mesmo me smo ambiente .................... ............ ........ 25 Figura 4 - Supermercado com iluminação fluorescente (esquerda) e Led (direita) ... 27 Figura 5 - Sombras múltiplas geradas por iluminação a Led. ............... .. .......................... .................... ....... 28 Figura 6 - Curva de distribuição luminosa de uma lâmpada tubular de Led .............. ............. . 28 Figura 7 - Dados elétricos medidos em uma lâmpada tubular de Led .... .................. ............. ..... 29 Figura 8 - Luminária com aletas planas brancas (esquerda); curva de distribuição luminosa da luminária com duas lâmpadas fluorescentes tubulares de 32 W (centro) e com duas lâmpadas tubulares de Led de 22 W (direita). .......... .......................... ............. ................ ... 31 Figura 9 - Luminária com aletas parabólicas (esquerda); curva de distribuição luminosa da luminária com duas lâmpadas fluorescentes tubulares de 32 W (centro) e com duas lâmpadas tubulares de Led de 22 W (direita). .......... .......................... ............. ................ ... 31 Figura 10 - Conceitos de iluminação ........................... ............. ........................... .......................... ......................... .................... ........ 35 Figura 11 - Quadro de distribuição .......................... ............. .......................... ........................... .......................... ...................... .......... 45 Figura 12 - Extensão em tomadas ............................................................................ 46 Figura 13 - Extensão de tomada para microondas......................... ............ .......................... .......................... ............... 47 Figura 14 - Extensão de tomada para cafeteira e torradeira .................................. ..................... ................ ... 47 Figura 15 - Torneira elétrica ...................................................................................... 48 Figura 16 - Chuveiro elétrico ..................................................................................... 49 Figura 17 - Chuveiro elétrico ........................... ............. ........................... .......................... ......................... .......................... ................... ..... 49 Gráfico 1- Estatística Estatística da Abracopel Abracopel ......................... ............ .......................... ........................... .......................... ...................... .......... 41 Quadro 1 - Valores padrões de iluminância dos diversos ambientes ........................ ............. ........... 36 Quadro 2 - Exemplos de consumos em stand-by 39

















LISTA DE SIGLAS

A

Ampere

KW

Kilo - Watt

M

Unidade de Metro

M²

Unidade de Metro Quadrado

MM

Unidade de Milímetro

NBR

Norma Brasileira

TUE

Tomada de Uso Específico

TUG

Tomada de Uso Geral

W

Watt

VA

Volt - Ampere

















SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 10 1.1 Justificativa ...................................................................................................... 11 1.2 Objetivos gerais ............................................................................................... 11 1.3 Objetivos específicos ......................... ............ .......................... .......................... ........................... ........................... ...................... ......... 11 1.4 Metodologia ..................................................................................................... 12 2. OTIMIZAR: O PRIMEIRO PASSO ........................................................................ 13 2.1 Instalação elétrica predial ................................................................................ 14 2.2 Recomendações da NBR 5410:2004 para o levantamento de carga de iluminação .............................................................................................................. 15 2.3 Recomendações da NBR 5410:2004 para o levantamento da carga de tomadas ................................................................................................................. 16 2.4 Critérios estabelecidos pela NBR 5410:2004 para a divisão de circuitos ........ 17 2.5 Dimensionamento dos condutores e dos disjuntores dos circuitos .................. ............. ..... 18 2.6 Condutor de proteção – proteção – PE PE (condutor terra) ......................... ............ .......................... .......................... ............... 19 3. NOVAS TECNOLOGIAS ....................................................................................... 21 3.1 Por que controlar? ........................................................................................... 22 3.2 Otimização Otimização das instalação com Led’: algumas precauções............. precauções .......................... ................ ... 26

















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1. INTRODUÇÃO Toda edificação está fadada ao desgaste natural decorrente da ação do tempo sobre suas estruturas. Não importa se são residenciais, corporativos ou industriais; com o passar dos anos, os prédios começam a apresentar deformidades. Rachaduras, vazamentos, infiltrações e falhas no funcionamento de equipamentos e instalações são algumas delas. Esses efeitos somados propiciam a desvalorização comercial do imóvel e prejuízos financeiros, como a paralisação das atividades produtivas e o desperdício de energia elétrica. Quando se trata de instalações elétricas, os danos podem ser ainda maiores, uma vez que instalações antigas e fora de parâmetros normativos de segurança podem causar choques elétricos e incêndios, colocando em risco a vida de funcionários e moradores do edifício. Como nem sempre as instalações elétricas de edificações mais antigas estão projetadas para suprir as atuais necessidades dos usuários, muitas empresas estão investindo na modernização de suas estruturas, a fim de estar em conformidade com as normas técnicas vigentes, adaptá-las às novas tecnologias e reduzir o consumo de energia. Essa prática conhecida como otimização (retrofit), que nada mais é do que atualizar as instalações com foco na melhoria da segurança e da eficiência do sistema, com base na substituição de equipamentos e estruturas antigas por tecnologias de ponta. A partir do retrofit, a qualidade de vida dos moradores pode ser melhorada por diversos motivos e um dos principais é a economia. Um retrofit de instalações elétricas pode reduzir em cerca de 50% a conta de energia elétrica, podendo chegar a valores maiores dependendo da atual situação da edificação. Um projeto de retrofit



















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influenciam diretamente na qualidade da instalação, para que as mesmas possam oferecer confiabilidade confiabilidade e se tornarem mais seguras. seguras.

1.1 Justificativa Para que esse investimento em otimização não se torne uma “dor de cabeça”, é preciso que além de um projeto bem bem detalhado e dimensionado, e tenha técnicos qualificados

e comprometidos comprometidos com a qualidade empregada na realização realização do

serviço, pois problemas como mal contato e quedas de tensão podem ser geradas por falha no momento da instalação. Um fator que tem provocado bastante impacto nas instalações elétricas atuais, são um volume maior de aparelhos. E o maior problema não esta relacionado a potencia elétrica dos mesmos, e sim a eficiência, pois se encontram encontram no mercado uma uma grande variedade variedade de produtos, e é preciso ter certos conhecimentos conhecimentos para instalação instalação desses equipamentos. Muitos aparelhos e equipamentos se apresentam como a tecnologia do momento, mas trazem consigo uma serie de perturbações nas instalações elétricas, o que ocasionam em muitos casos, consumo excessivo, excessivo, baixo rendimento, trazendo riscos a instalação.



















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1.4 Metodologia Aplicar a norma NBR 5410 é apenas um dos meios me ios de se conseguir a otimização otim ização de uma instalação. Foram abordados conceitos sobre a aplicação das normas vigentes e estudos sobre a eficiência de aparelhos e equipamentos instalados comumente em instalações elétricas e seus impactos. Foram realizadas comparações de diversos tipos de instalações em edificações que passaram ou não por otimização, e apresentado soluções para os mais triviais e excêntricos problemas encontrados nessas instalações



















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2. OTIMIZAR: O PRIMEIRO PASSO Todos os projetos de retrofit em instalações elétricas devem seguir as recomendações de normas básicas, como a ABNT NBR5410 (para baixa tensão em geral), a NR-10 (para segurança em instalações e serviços em eletricidade), a ABNT NBR 5419 (proteção de estruturas contra descargas atmosféricas), a ABNT NBR 14039 (para média tensão), entre outras importantes. As normas recomendam o uso obrigatório de dispositivos de segurança, como o dispositivo DR, que protege contra choques elétricos (fuga de corrente) e o dispositivo de proteção contra surtos (DPS), utilizado para limitar as sobretensões e descarregar os surtos de corrente originários de descargas atmosféricas nas redes de energia. Além do uso desses equipamentos, é necessário que o sistema elétrico esteja aterrado. Deve-se ligar intencionalmente um condutor-fase ou, o que é mais comum, o neutro à terra, para controlar a tensão em relação à terra dentro de limites previsíveis. O primeiro objetivo do aterramento dos sistemas elétricos é proteger as pessoas e o patrimônio contra uma falta (curto-circuito) na instalação. O segundo é oferecer um caminho seguro, controlado e de baixa impedância em direção à terra



















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Controle do Uso de Imóveis (Contru) e o Corpo de Bombeiros. No segmento residencial, a fiscalização é algo ainda embrionário e não é tão eficaz. Existem situações de edifícios comerciais que, se não tiverem um mínimo de infraestrutura tecnológica disponível, não conseguem ser alugados. A otimização (retrofit) pode ser aplicado em todo tipo de edificação . No entanto, é necessário levar em conta alguns aspectos no momento da elaboração do projeto, como a separação do circuito de iluminação dos pontos de tomada. Desta forma caso seja necessário realizar algum tipo de manutenção, é possível desligar as tomadas sem afetar a iluminação. A etapa inicial do projeto precisa ser baseada em um levantamento das condições operacionais das instalações. Nesse processo, identificam-se os pontos fracos e a necessidade de adequar as instalações às normas regulamentadoras. Assim, geralmente é feito um estudo da situação elétrica do edifício como um todo: instalações/infraestrutura, quadros de distribuição, sistema de iluminação, , arcondicionado etc. Após esse estudo, por meio de um levantamento da demanda total da edificação, é calculado o custo-benefício da nova instalação conforme solicitação do consumidor. Em seguida, é criado o projeto onde constarão todas as



















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construção das fundações da obra. A vantagem na elaboração do projeto elétrico está ligada ao aspecto de segurança (da instalação e dos usuários), precisão (racionalidade) na execução da instalação, bem como a sua funcionalidade. Além disso, você fica sabendo como será a instalação elétrica, que pode auxiliá-lo, no futuro, em possíveis ampliações, modificações e até mesmo em caso de manutenção, e ainda o custo, a quantidade e a especificação do material a ser empregado (Cavalin e Cervelin, 2006).

A norma para instalações elétricas de baixa tensão é a NBR 5410. A importância de proceder de acordo com as normas na elaboração de um projeto elétrico residencial é explicada a seguir. Abordando os conceitos básicos da norma passo a passo, baseados na planta baixa de uma residência localizada no bairro Morada dos Hibiscos. Através desses conceitos é possível identificar problemas na instalação e propor soluções adequadas, visando à melhoria da segurança e da conformidade de seus moradores. O levantamento das potências é feito mediante uma previsão das potências





















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OBS: A NBR 5410:2004 não estabelece critérios para iluminação de áreas externas em residências, ficando a decisão por conta do projetista e do cliente.

2.3 Recomendações da NBR 5410:2004 para o levantamento da carga de tomadas A quantidade mínima de pontos de tomadas deve atender as condições abaixo. 

Cômodos ou dependências dependências com área igual ou inferior inferior a 6m²: no mínimo um um ponto de tomada;



Salas e dormitórios independente independente da área e cômodos ou dependências dependências com





















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Potência mínima de pontos de tomadas de uso geral. 

Banheiros, cozinhas, cozinhas, copas, copas-cozinhas, copas-cozinhas, área de serviço, serviço, lavanderias e locais semelhantes: atribuir, no mínimo, 600VA por ponto de tomada, até 3 tomadas e atribuir 100VA para os excedentes;



Demais cômodos ou dependências: atribuir atribuir no mínimo, 100VA por ponto de tomada.

Potência de pontos de tomadas de uso especifico. 

Atribuir a potência potência nominal nominal do equipamento a ser alimentado.



Quando não for conhecida a potência nominal do equipamento a ser alimentado, deve-se atribuir a tomada de corrente uma potência igual a potencia nominal do equipamento mais potente com possibilidade de ser





















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2.5 Dimensionamento dos condutores e dos disjuntores dos circuitos Dimensionar a fiação de um circuito é determinara seção padronizada (bitola) dos condutores deste circuito, de forma a garantir que a corrente calculada para ele possa circular pelos cabos por um tempo ilimitado, sem que ocorra superaquecimento. A identificação por cores dos condutores, em uma instalação elétrica tem como facilitar a execução de conexões, emendas e intervenções em geral para manutenção, além disso, a identificação correta dos condutores aumenta a segurança de quem executa os trabalhos. A NBR5410 faz recomendações claras sobre como identificar corretamente os componentes em geral, em particular os





















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De acordo com o calculo da corrente nominal do circuito deve-se adotar o condutor de maior seção. O disjuntor é um dispositivo de seccionamento utilizado para dividir os circuitos. Além disso, ele tem t em a finalidade de proteger os condutores e equipamentos dos respectivos circuitos contra sobrecargas e correntes de curtos-circuitos. Os disjuntores termomagnéticos fazem proteção de uma instalação contra curto-circuito e contra sobrecargas. Curto-Circuito: é um circuito elétrico com resistência elétrica próxima de zero ohm, fazendo com que a corrente atinja valores muito elevados. Sobrecarga: Quando se instala/aplica em um circuito uma carga superior a





















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Sendo assim, como podemos fazer para evitar os choques elétricos? O conceito básico da proteção contra choques é o de que os elétrons devem ser ‘’desviados’’ da pessoa. Sabendo-se que um condutor de cobre é um milhão de vezes melhor condutor que o corpo humano, fica evidente que, se oferecermos ao elétron dois caminhos para eles circularem, sendo um o corpo e o outro um condutor, a enorme maioria deles irá circular pelo ultimo, minimizando os efeitos do choque na pessoa. Esse condutor pelo qual irão circular os elétrons que escapam dos aparelhos é chamado condutor terra. Como a função do condutor terra é ‘’recolher’’ elétrons ‘’fugitivos’’, nada tendo a ver com o funcionamento propriamente dito do aparelho, muitas vezes as pessoas























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3. NOVAS TECNOLOGIAS Em função das necessidades atuais, empresas fabricantes de materiais elétricos estão desenvolvendo produtos cada vez mais eficientes e fazendo uso de novas tecnologias. Com foco em proteção, existem disjuntores mais compactos (para otimizar o espaço) e com melhor qualidade (mais sensíveis e seguros). Hoje, já é























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Cabos flexíveis são outra alternativa para estas instalações. É comum os interruptores serem instalados em uma mesma caixa 4x2 ou 4x4. Nesse caso, a utilização de fios rígidos dificulta ou até impede a instalação de forma segura, haja vista falhas de conexão ou danos à isolação dos fios. Situação análoga ocorre nos quadros de distribuição com a necessidade de diversos disjuntores para proteger diferentes circuitos.























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Outro recurso importante para otimizar o consumo de energia após ter o projeto bem dimensionado com equipamentos eficientes é a utilização de sistemas de controle de iluminação. O controle, seja manual ou automático, é fundamental para que o usuário ou o administrador da edificação possa atuar sobre os horários de não ocupação ou quando existirem condições satisfatórias de iluminação natural, possibilitando economizar energia elétrica. Sensores de presença, de luminosidade























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Os sistemas de controle da iluminação podem se integrar também a outros sistemas de controle, sendo gerenciados pela automação predial. Esta é outra tendência do segmento: possibilitar acesso remoto pela internet por computadores ou smart phones, integrando-se a sistemas de segurança e horários de ocupação das edificações. Para isso podem ser usados diversos protocolos de controle de iluminação, tais como DALI, 0-10V, DMX, ZigBee, entre outros.























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Figura 3 – 3 – Variação Variação da temperatura de cor da luz no mesmo ambiente

























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TCC Otimização de Instalação Elétrica

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