Estudo de Arco Elétrico e Energia Incidente NBR 17227 (ATPV)

O que é ATPV?

O ATPV (Arc Thermal Performance Value) é uma medida da capacidade de um tecido de proteção para resistir ao calor gerado por um arco elétrico. É um valor numérico expresso em cal/cm² (calorias por centímetro quadrado) e indica a quantidade de energia térmica que o tecido pode suportar antes que ocorra uma queimadura de segundo grau.

A importância do ATPV

O ATPV desempenha um papel crucial na determinação do nível de proteção fornecido pelas roupas de proteção contra arcos elétricos. Por meio desse valor, é possível identificar o ponto em que ocorreria uma queimadura de segundo grau através do tecido, sendo uma medida essencial para avaliar a resistência das roupas diante da energia incidente. Ao conhecer o ATPV de uma determinada roupa, os trabalhadores podem fazer uma escolha consciente e selecionar o equipamento de proteção adequado às suas atividades específicas, assegurando sua segurança e bem-estar no ambiente de trabalho.

Como o ATPV é determinado?

O ATPV é determinado através de testes de laboratório de acordo com normas específicas, como a norma ASTM F1959. Durante o teste, os laboratoristas expõem uma amostra do tecido a um arco elétrico controlado e medem a quantidade de energia térmica transferida para o tecido. Com base nos resultados, eles determinam o valor do ATPV.

Selecionando as roupas de proteção adequadas

Ao escolher as roupas de proteção adequadas, é imprescindível levar em conta o ATPV para garantir a segurança dos trabalhadores em atividades que envolvem riscos elétricos. Quanto maior for o valor do ATPV, maior será a proteção oferecida pelo tecido. Dessa forma, os trabalhadores expostos a energias incidentes mais elevadas devem utilizar roupas com um ATPV que exceda o valor mínimo exigido para a sua atividade específica. Ao fazer essa seleção criteriosa, é possível assegurar uma camada adicional de segurança, reduzindo os riscos de lesões decorrentes de arcos elétricos.

Fatores que afetam o ATPV no estudo de energia incidente

Diversos fatores podem influenciar o ATPV de um tecido de proteção. Alguns dos principais incluem:

1. Espessura do tecido

A espessura do tecido desempenha um papel crucial na capacidade de resistir ao calor do arco elétrico. Tecidos mais espessos tendem a ter um ATPV mais alto, pois proporcionam uma barreira térmica mais eficaz.

2. Composição do tecido

A composição do tecido também é um fator determinante. Tecidos feitos de fibras resistentes ao fogo, como o algodão modificado, o nylon e a aramida, geralmente possuem um ATPV mais elevado.

3. Construção do tecido

A construção do tecido, incluindo o tipo de trama e acabamento, pode influenciar o ATPV. Tecidos com uma estrutura mais densa tendem a oferecer uma melhor proteção contra arcos elétricos.

Estudo de Arc Flash: compreendendo os riscos elétricos

Em relação à segurança elétrica, é extremamente importante que as pessoas tenham consciência dos riscos envolvidos tanto em ambientes de trabalho quanto residenciais. É fundamental compreender os perigos associados à eletricidade, especialmente o fenômeno conhecido como “arc flash” ou “arco elétrico”, que pode causar danos significativos a pessoas e equipamentos. A seguir, detalhamos o estudo do arc flash, sua natureza e as precauções necessárias para prevenir acidentes relacionados a esse fenômeno.

O que é Arc Flash?

O arc flash é um fenômeno elétrico que ocorre quando há um curto-circuito ou uma falha em um sistema elétrico. Esse curto-circuito causa uma descarga de energia extremamente intensa, o que resulta na formação de um arco elétrico de alta temperatura e pressão. Esse arco pode atingir temperaturas muito elevadas e produzir uma onda de pressão capaz de lançar destroços a distâncias consideráveis. Essas características tornam o arc flash um fenômeno extremamente perigoso, que requer medidas de segurança adequadas.

Riscos para a segurança pessoal

• Queimaduras graves devido à alta temperatura do arco elétrico;
• Lesões causadas por explosões e lançamento de objetos;
• Danos à audição devido ao barulho intenso gerado pelo arc flash;
• Risco de incêndio devido ao calor extremo.

Riscos para os equipamentos elétricos

• Danos irreparáveis aos equipamentos elétricos, como disjuntores, painéis de distribuição e cabos;
• Interrupção no fornecimento de energia, resultando em paralisação das atividades.

Importância do estudo do arc flash

O estudo do arc flash é fundamental para identificar e avaliar os riscos elétricos em um determinado ambiente. Por meio desse estudo, é possível determinar as medidas de proteção necessárias para prevenir acidentes relacionados ao arc flash. Além disso, o estudo permite que os profissionais conheçam as melhores práticas de segurança, como o uso de equipamentos de proteção individual (EPIs) adequados e a implementação de medidas preventivas.

Passos para um estudo de arc flash

Um estudo de arc flash geralmente envolve as seguintes etapas:

• Coleta de dados: levantamento detalhado do sistema elétrico, incluindo a configuração dos equipamentos, a classificação dos dispositivos de proteção, os dados de curto-circuito e as características dos condutores;
• Análise de curto-circuito: cálculo das correntes de curto-circuito em diferentes partes do sistema, ajudando a determinar a magnitude do arco elétrico em caso de falha;
• Análise de coordenação de proteção: garante que os dispositivos de proteção sejam selecionados e configurados corretamente, limitando os efeitos de um arco elétrico;
• Avaliação do arc flash: avaliação do arco quanto à sua intensidade, energia incidente e distâncias seguras, permitindo a definição de níveis de proteção adequados.

Estudo de Energia Incidente

No mundo industrial, a segurança dos trabalhadores é uma prioridade fundamental. Em certos ambientes de trabalho, como aqueles em que ocorre o manuseio de equipamentos elétricos ou em processos de soldagem, é de suma importância compreender a energia incidente em cal/cm², conceito essencial para garantir a proteção adequada dos profissionais envolvidos.

O que é energia incidente?

A energia incidente é uma medida da quantidade de energia térmica liberada durante a ocorrência de um arco elétrico. Essa medida expressa a quantidade de calor por unidade de área à qual um trabalhador pode estar exposto em caso de um arco elétrico, e é expressa em calorias por centímetro quadrado (cal/cm²). O estudo dessa energia é de extrema importância para determinar os equipamentos de proteção individual (EPIs) necessários, a fim de garantir a segurança dos trabalhadores.

Por que é importante o estudo de energia incidente?

Estudar a energia incidente é crucial para proteger os trabalhadores contra lesões graves ou mesmo fatais causadas por arcos elétricos. Compreender a energia envolvida em um arco elétrico possibilita a adoção de medidas preventivas adequadas e a seleção dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) corretos, tais como vestuário resistente ao fogo e protetores faciais. Dessa forma, é possível garantir a segurança dos profissionais e minimizar os riscos associados a esse tipo de exposição.

Cálculo da energia incidente

Para calcular a energia incidente, é necessário levar em consideração diversos fatores. A distância da fonte do arco elétrico é um elemento crucial a ser avaliado. A corrente elétrica envolvida desempenha um papel significativo na determinação desse valor. O tempo de exposição também deve ser levado em conta, juntamente com o tipo de material circundante, que pode influenciar a dissipação de energia.

Geralmente, para obter um valor preciso, são utilizadas equações e normas de segurança específicas, que fornecem diretrizes claras para o cálculo da energia incidente. Contar com profissionais qualificados e devidamente treinados é fundamental, pois eles possuem o conhecimento técnico necessário para realizar os cálculos com precisão e garantir resultados confiáveis.

Medidas preventivas para garantir a segurança

Para proteger os trabalhadores de arcos elétricos e da energia incidente, é fundamental adotar medidas preventivas eficazes. Alguns dos principais cuidados a serem tomados são:

• Avaliação de risco: identificar as áreas de perigo e estabelecer medidas de controle adequadas, analisando os equipamentos elétricos existentes e as condições de trabalho;
• Treinamento adequado: capacitar todos os trabalhadores envolvidos em atividades com risco de arco elétrico no uso correto de EPIs, técnicas de trabalho seguro e procedimentos de emergência;
• Utilização de EPIs adequados: selecionar e utilizar vestuário resistente ao fogo, óculos de proteção, capacetes e luvas isolantes conforme a energia incidente envolvida;
• Manutenção regular: realizar inspeções periódicas, reparos e substituição de componentes desgastados para evitar falhas que possam resultar em arcos elétricos;
• Atualização das normas de segurança: acompanhar as normas relacionadas à energia incidente para garantir a conformidade com os padrões mais recentes.

Conclusão

O estudo da energia incidente desempenha um papel fundamental na proteção dos trabalhadores em ambientes industriais sujeitos a arcos elétricos. Ao compreender plenamente esse conceito, realizar cálculos precisos e implementar medidas preventivas adequadas, é possível minimizar significativamente os riscos de lesões decorrentes de arcos elétricos. Ao priorizar a segurança, as empresas garantem a integridade física de seus colaboradores e criam um ambiente de trabalho seguro e saudável. Para estudos e avaliações específicas, conte com uma empresa especializada em estudos elétricos.

O que é o estudo de arco elétrico

A análise do arco elétrico desempenha um papel crucial nos sistemas de energia. Trata-se de um fenômeno no qual uma descarga de corrente elétrica se desvia do caminho pretendido e atravessa o ar de um condutor para outro ou para o solo. Os resultados desse fenômeno são frequentemente violentos. Quando um indivíduo se encontra próximo do arco elétrico, podem ocorrer danos graves e até mesmo a morte. Muitas causas podem provocar o arco elétrico, incluindo: poeira, queda de ferramentas, toque acidental, condensação, falha de material, corrosão e instalação defeituosa.

Além disso, vários fatores contribuem para determinar a gravidade de uma falha de arco elétrico. A proximidade do trabalhador ao perigo, a temperatura, a corrente de curto-circuito e o tempo de interrupção do circuito são elementos essenciais nesse processo. O objetivo primordial de um estudo de arco elétrico é identificar e analisar áreas de alto risco de arco elétrico em um sistema de energia. Para isso, simulamos e avaliamos com flexibilidade diversos métodos de mitigação durante o estudo do arco elétrico.

A National Fire Protection Association (NFPA) desenvolveu limites de abordagem específicos para proteger os funcionários enquanto trabalham em ou perto de equipamentos energizados. Esses limites são:

• Limite de proteção contra arco (limite externo);
• Área Limitada;
• Área Restrita;
• Área Proibida (limite interno).

Os softwares utilizados para o estudo de arco elétrico são o ETAP e o DigSilent PowerFactory.

Por que estudar o arco elétrico?

• Para determinar a incidência máxima de energia em painéis de média e baixa tensão (MT e BT);
• Estabelecer o limite do arco elétrico com base na corrente de falha do arco e no tempo de eliminação da falha;
• Especificar a categoria de perigo/risco associada ao arco voltaico;
• Recomendar o EPI adequado para a segurança dos trabalhadores;
• Gerar etiquetas de perigo e advertências, alertando sobre os riscos relacionados ao arco voltaico.

Como estudar o arco elétrico (metodologia)

• Primeiramente, realizar a coleta de entradas, incluindo SLD e parâmetros do equipamento, como classificação de tensão (kV), classificação de potência (MVA), impedância, nível de falha do sistema, relação X/R e configurações de proteção;
• Em seguida, verificar a configuração do eletrodo do painel com base em normas como a IEEE 1584, considerando opções como VCB, VCBB, HCB, VOA e HOA;
• Posteriormente, realizar a modelagem em software de estudo, visando uma análise detalhada do sistema;
• Determinar a corrente de falta franca e conduzir estudos de curto-circuito em cada quadro para o pior cenário possível;
• Determinar a corrente de falha de arco e a duração da corrente de falta por arco com base nas configurações de proteção/coordenação do relé;
• Determinar a energia incidente para cada equipamento de manobra na distância de trabalho e recomendar o EPI adequado;
• Por fim, gerar os rótulos de perigo e advertência e enviar um relatório detalhado que inclua as etiquetas para garantir a segurança do pessoal envolvido.

Resultados do estudo de arco elétrico

• Elaboração de um relatório detalhado que explica os dados de entrada, a configuração do sistema, as observações feitas durante o estudo e as recomendações resultantes;
• Análise das correntes de falta em diversas barras e ramais do sistema, identificando pontos críticos e áreas de potencial risco;
• Cálculo da energia máxima incidente nos quadros de MT e BT, fornecendo uma compreensão abrangente dos níveis de energia envolvidos;
• Estabelecimento do limite do arco elétrico, auxiliando na definição de medidas preventivas e de segurança;
• Recomendações sobre o EPI adequado a utilizar, garantindo a proteção dos trabalhadores diante de possíveis eventos de arco elétrico;
• Geração das etiquetas de perigo e advertência, contendo informações importantes sobre segurança e medidas preventivas.

Etapas para realizar um estudo de arco elétrico

Um estudo de arco elétrico é uma análise abrangente do sistema elétrico para identificar perigos potenciais associados aos arcos elétricos e recomendar medidas de segurança para mitigar esses riscos. As seguintes etapas estão comumente envolvidas na realização desse estudo:

1. Coleta de dados

Primeiramente, deve-se coletar informações sobre o sistema elétrico, como diagramas unifilares, classificações de equipamentos e configurações de corrente e proteção de falta. Usamos essas informações para criar um modelo detalhado do sistema elétrico.

2. Modelagem do sistema elétrico

Utilizando o software de simulação de sistema de potência (ETAP), modelamos detalhadamente o sistema elétrico, incluindo todos os componentes elétricos, dispositivos de proteção e cabos. Essa modelagem é essencial para calcular a magnitude das correntes de falta que podem fluir através do sistema em diferentes cenários de falha.

3. Identificação de riscos potenciais de arco elétrico

Com base nos cálculos da corrente de falha, identificamos os riscos potenciais de arco elétrico. Isso inclui o limite do arco elétrico, a energia incidente e os requisitos de equipamento de proteção individual (EPI).

4. Recomendação de medidas de mitigação

Com base na análise de perigos, a equipe de estudo pode recomendar várias medidas de mitigação, tais como ajustes detalhados de relés de proteção, atualizações de equipamentos, comutadores resistentes a arco e requisitos de rotulagem. O objetivo é reduzir a probabilidade de um evento de arco elétrico e minimizar a gravidade do evento, caso ocorra.

5. Documentação dos resultados

A equipe de estudo normalmente prepara um relatório abrangente documentando os resultados do estudo do arco elétrico. O relatório inclui recomendações para medidas de mitigação, rótulos de risco de arco elétrico e requisitos de EPI.

6. Manutenção contínua

Após concluir o estudo, é importante manter o sistema elétrico e atualizar o estudo conforme se realizam alterações no sistema, como adicionar ou remover equipamentos ou modificar as configurações dos dispositivos de proteção. Isso garante que o estudo permaneça preciso e atualizado.

É importante manter-se atualizado com os padrões e diretrizes mais recentes do setor, como a IEEE 1584-2018, que fornece métodos atualizados para calcular riscos de arco elétrico em sistemas CA e CC.

ABNT NBR 17227: a norma brasileira de arco elétrico

Até recentemente, o estudo de arco elétrico no Brasil era conduzido com base em referências estrangeiras — principalmente o IEEE 1584, para o cálculo da energia incidente, e a NFPA 70E, para a seleção de vestimentas. Com a publicação da ABNT NBR 17227 — Arco elétrico: gerenciamento de risco de energia incidente, precauções e métodos de cálculo, o país passou a ter norma própria sobre o tema.

A norma foi elaborada pelo Grupo de Trabalho de Energia Incidente da comissão CE-003:064.012 do Cobei/ABNT e estabelece diretrizes para análise e mitigação do risco de arco elétrico em equipamentos de alta, média e baixa tensão, abrangendo geração, transmissão, distribuição e uso final de energia.

O que a NBR 17227 define

• Metodologia de análise de risco — do cálculo da energia incidente à definição das medidas de proteção aplicáveis.
• Precauções e mitigação — providências para reduzir os efeitos danosos do arco antes de recorrer ao EPI.
• Seleção de vestimentas de proteção térmica e demais equipamentos de proteção, a partir do resultado do estudo.

Relação com IEEE 1584 e NFPA 70E

A NBR 17227 não substitui nem contradiz as referências internacionais: ela se alinha às práticas da IEC e da NFPA 70E e incorpora o cálculo de energia incidente do IEEE 1584:2018. A diferença está na abrangência da base técnica adotada, que contempla configurações de arco tanto abertas quanto confinadas, inclusive em corrente contínua.

Na prática, isso significa que o estudo de arco elétrico executado no Brasil passa a ter respaldo normativo nacional, o que importa diretamente para a defesa técnica do laudo perante fiscalização, seguradora e Justiça do Trabalho. Os estudos da IFELL são conduzidos considerando a NBR 17227 em conjunto com o IEEE 1584 e a NR-10.