Estudo de Arco Elétrico e Energia Incidente

O que o estudo de arco elétrico calcula

• Energia incidente, em cal/cm², na distância de trabalho: quanto calor do arco chega ao rosto e ao tronco de quem está na frente do painel.
• Fronteira de arco: a distância em que a energia cai a 1,2 cal/cm² (5 J/cm²), limite associado à queimadura de segundo grau. A nova NR-10 chama essa distância de "distância segura" e manda defini-la por estudo de energia incidente.
• Corrente de arco, sempre menor que a de curto franco, calculada em dois valores (cheio e reduzido), porque a corrente menor pode fazer a proteção demorar mais.
• Vestimenta mínima: o ATPV ou EBT que cobre a energia calculada, e a categoria correspondente.

Quando o estudo é exigido

A nova redação da NR-10 (Portaria MTE 737/2026) entra em vigor em 1º de junho de 2027 e cria três pontos de contato com o estudo de energia incidente:

• Medidas coletivas contra arco (item 10.6.5). A operação a distância segura deve ser definida pelo estudo de energia incidente, pelo método de norma técnica nacional. A norma nacional é a ABNT NBR 17227:2025, que adota o modelo da IEEE 1584-2018.
• EPI fora do Anexo IV (item 10.11.2.3). A tabela de categorias só vale dentro das suas condições. Corrente maior, tempo maior, distância menor ou equipamento diferente exigem o estudo.
• Sinalização dos quadros (item 10.7.7.1). Todo painel passa a ter aviso de perigo de arco elétrico. Com o estudo, a etiqueta traz os números daquele painel.

Antes de 2027 o estudo já é pedido em contratos de indústria, mineração, óleo e gás e data center, e por seguradoras. Um resumo da norma está em o que muda na nova NR-10.

Exemplo: o tempo da proteção decide a vestimenta

A energia incidente cresce quase na proporção do tempo em que o arco fica aceso, e esse tempo é o da proteção que abre o circuito. Os dois exemplos abaixo foram calculados pelo modelo da IEEE 1584-2018, com a mesma corrente de curto e só o tempo variando.

Quadro geral de 380 V, 30 kA

Tempo de atuação	Energia incidente a 610 mm	Fronteira de arco
0,05 s	1,6 cal/cm²	0,72 m
0,10 s	3,1 cal/cm²	1,11 m
0,25 s	7,8 cal/cm²	1,97 m
0,50 s	15,6 cal/cm²	3,04 m

Configuração de eletrodos verticais em invólucro (VCB), espaçamento de 32 mm e invólucro de 508 mm, valores típicos de quadro de distribuição de baixa tensão. A corrente de arco fica entre 16,5 kA e 18,9 kA, bem abaixo dos 30 kA do curto franco. Se o disjuntor geral tiver o instantâneo ajustado acima disso, o arco é eliminado pela unidade de tempo curto, e a energia sai da faixa de 2 cal/cm² para a de 8 a 16 cal/cm².

Cubículo de média tensão, 13,8 kV, 12,5 kA

Tempo de atuação	Energia incidente a 910 mm	Fronteira de arco
0,10 s	1,4 cal/cm²	1,02 m
0,30 s	4,3 cal/cm²	2,06 m
0,60 s	8,7 cal/cm²	3,21 m

Espaçamento de 152 mm e invólucro de 1.143 x 762 x 762 mm. Na média tensão, o tempo vem do relé de sobrecorrente da cabine, e o ajuste que atende à coordenação com a concessionária é o mesmo que define a energia no cubículo. Quer testar outros valores? Use a calculadora de energia incidente, gratuita, com o mesmo modelo.

Como reduzir a energia antes de comprar vestimenta

A NR-10 põe o EPI como a última camada (item 10.5.4). O estudo mostra quanto cada medida coletiva reduz a energia em cada painel:

• Revisão de ajustes dos disjuntores e relés, sem perder a seletividade (estudo de seletividade).
• Ajuste de manutenção no disjuntor geral: um disparo rápido que o eletricista habilita antes de intervir e desliga ao terminar.
• Seletividade lógica entre o disjuntor geral e os de saída, para que o geral só atrase quando a falta estiver a jusante.
• Relé de proteção contra arco, que detecta a luz e a corrente do arco e manda abrir em poucos milissegundos.
• Fusíveis e disjuntores limitadores de corrente.
• Operação remota de disjuntores e extração de gavetas, com o operador fora da fronteira de arco.
• Painéis resistentes a arco, ensaiados conforme a IEC 62271-200 (média tensão) ou a IEC/TR 61641 (baixa tensão), que protegem com as portas fechadas.

Método de cálculo

A IFELL calcula pela IEEE 1584-2018, o modelo adotado pela ABNT NBR 17227:2025, no módulo Arc Flash Evaluation do PTW. O modelo considera a tensão, a corrente de curto, a configuração dos eletrodos (VCB, VCBB, HCB, VOA ou HOA), o espaçamento entre condutores, as dimensões do invólucro e a distância de trabalho. A IFELL também mantém uma implementação própria do modelo, conferida contra os exemplos do Anexo D da IEEE 1584 e contra a planilha oficial do IEEE, que é a usada na calculadora do site.

A IEEE 1584-2018 vale de 208 V a 15 kV em corrente alternada. Acima de 15 kV, em pátios abertos, e em corrente contínua, como bancos de baterias e retificadores, o estudo usa os métodos próprios de cada faixa e diz no relatório qual usou.

ATPV, EBT e categorias de vestimenta

O ATPV (valor de desempenho térmico de arco) é a energia incidente, em cal/cm², em que o calor que atravessa o tecido tem 50 % de chance de chegar ao limiar de queimadura de segundo grau (curva de Stoll). O EBT é a energia em que o tecido tem 50 % de chance de se romper. Os dois são obtidos em ensaio, pela ASTM F1959 ou pela IEC 61482-1-1, e constam do Certificado de Aprovação da vestimenta. A regra é direta: o ATPV ou o EBT da vestimenta deve ser maior ou igual à energia incidente calculada no painel.

Categoria	ATPV ou EBT mínimo	Conjunto típico
1	4 cal/cm²	Camisa e calça ou macacão resistentes a arco, protetor facial ou capuz
2	8 cal/cm²	Camisa e calça ou macacão, capuz completo ou protetor facial com balaclava
3	25 cal/cm²	Traje completo resistente a arco e capuz completo
4	40 cal/cm²	Traje completo resistente a arco e capuz completo

São as categorias do Anexo IV da nova NR-10, adaptadas da NFPA 70E. Com o estudo, a empresa não precisa arredondar para a categoria seguinte por falta de dado: compra a vestimenta que cobre a energia calculada, área por área. Acima de 40 cal/cm², não existe categoria: o trabalho com o painel energizado não deve ser feito, e o caminho é desenergizar ou reduzir a energia com as medidas acima.

A etiqueta do painel

Cada painel estudado recebe uma etiqueta com a tensão nominal, a energia incidente na distância de trabalho, a fronteira de arco, os limites de aproximação contra choque da NR-10 e a vestimenta mínima, com a identificação do estudo e da revisão. A etiqueta só é impressa depois que os ajustes recomendados pelo estudo são aplicados, para não trocar todas as placas duas vezes.

O que o cliente recebe

• Energia incidente, fronteira de arco e vestimenta mínima de cada painel, nos cenários de operação normal e de manutenção.
• Medidas de redução da energia, com o resultado de cada uma.
• Etiquetas prontas para impressão.
• Especificação do EPI contra arco por área ou por tarefa.
• Estudos de curto-circuito e de coordenação que servem de base ao cálculo.
• Relatório em português e ART.

Casos

Petrobras, FSO PRA-1 (Bacia de Campos). Barras de 13,8 kV a 220 V com dois turbogeradores em paralelo: curto de 113,9 kA, energia incidente de 38,51 cal/cm² com atuação em 0,08 s e vestimenta de categoria 4 (mínimo de 40 cal/cm²) nas áreas mais críticas. Contratado por meio da Ideal Work.

SABESP, ETA ABV. Rede de 88 kV e 13,8 kV modelada para atender a uma notificação do Ministério do Trabalho. O estudo mapeou energia incidente de 113,9 cal/cm² e propôs relés ópticos ultrarrápidos.

LANXESS (Jarinu) e VETNIL (Louveira). Na LANXESS, 353,7 cal/cm² no primário do transformador T1. Na VETNIL, risco elevado no painel da bomba jockey, causado por um disjuntor-motor usado como proteção geral. Outros casos em obras e projetos.

Quem assina o estudo

Os estudos da IFELL são feitos e assinados pelo Eng. Raphael Olivati Modesto, engenheiro eletricista registrado no CREA-SP sob o nº 5069031027 e responsável técnico da empresa, com ART em todos os trabalhos. O modelo é montado no PTW, da SKM, com licença original em nome da IFELL, e o relatório é entregue em português.

Perguntas Frequentes