risco de eletricidade
marli de jesus
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CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA–CNI Armando de Queiroz Monteiro Neto Presidente
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SEGUNDA EDIÇÃO riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:023
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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, 2007.
158 p. : il. ISBN: 85-7519-152-7
1. Eletricidade 2. Choque elétrico I. Título CDU: 331.483.1 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:024
Sumário
Apresentação 7
| Choque elétrico | 1 |
| Arco elétrico | 27 |
| Campos eletromagnéticos | 30 |
| Riscos adicionais | 32 |
| Acidentes de origem elétrica | 48 |
Riscos em instalações e serviços com eletricidade11
| Conceitos básicos | 56 |
| Principais técnicas para identificação dos riscos/perigos | 57 |
| Análise preliminar de riscos | 6 0 |
Técnicas de análise de riscos55
| Desenergização | 68 |
| Aterramento | 73 |
| Eqüipotencialização | 82 |
| Seccionamento automático da alimentação | 86 |
| Dispositivo de proteção a corrente diferencial-residual – DR | 89 |
| Proteção por extrabaixa tensão | 93 |
| Proteção por barreiras e invólucros | 95 |
| Proteção por obstáculos e anteparos | 95 |
| Proteção por isolamento das partes vivas | 96 |
| Proteção parcial por colocação fora de alcance | 98 |
| Proteção por separação elétrica | 104 |
Medidas de controle do risco elétrico67 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:025
Equipamentos de Proteção Coletiva107
| Exemplos de EPIs | 1 |
| Legislação específica | 126 |
Equipamentos de Proteção Individual111
| Normas ABNT | 129 |
| Regulamentações do MTE | 131 |
Normas Técnicas Brasileiras129
| Procedimentos de trabalho | 133 |
| Procedimento de desenergização | 137 |
| Procedimentos gerais | 138 |
| Liberação para serviços | 140 |
| Responsabilidades | 146 |
Rotinas de trabalho133
Documentação de instalações elétricas151
Projetos 153 Referências 155 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:026
Apresentação
Acidentes fatais ocorridos no Sistema Elétrico de Potência, segundo a Fundação COGE, 2005.
Eletricidade mata, conforme podemos visualizar no gráfico apresentado acima. Esta é uma forma bastante brusca, porém verdadeira, de iniciarmos o estudo sobre segurança em eletricidade. Sempre que trabalhar com equipamentos elétricos, 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. 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, mesmo 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 acionamento e proteção não estiverem adequadamente projetados e mantidos.
Todos nós estamos sujeitos aos riscos da eletricidade, mas se você trabalha diretamente com equipamentos e instalações elétricas ou próximo delas, tenha sempre cuidado ao lidar com ela.
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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 eletricidade 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. Tal quadro, entretanto, recebeu um forte estímulo para mudar a partir de dezembro de 2004, quando passou a vigorar a revisão da NR-10 de 1978. Como esta norma regulamentadora estabelece os requisitos e as condições mínimas para as medidas de controle e sistemas preventivos relacionados a instalações que operam em extrabaixa tensão, baixa tensão e alta tensão, a probabilidade de ocorrerem acidentes fica reduzida significativamente a partir da aplicação da norma em todo o território nacional.
Sob a ótica da NR-10, são instalações de alta tensão aquelas que operam com tensão superior a 1.0 volts em corrente alternada ou 1.500 volts em corrente contínua e, independente de qualquer outra classificação, como a classificação das normas técnicas brasileiras, acima dos valores estipulados, os critérios de segurança são, no mínimo, os definidos pela NR-10.
Em relação à baixa tensão, as normas do Ministério do Trabalho e Emprego (normas regulamentadoras) e as da Associação Brasileira de Normas Técnicas (normas técnicas) são idênticas e definem baixa tensão como tensão superior a 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua e igual ou inferior a 1.0 volts em corrente alternada ou 1.500 volts em corrente contínua. A extrabaixa tensão, por sua vez, são as tensões não superiores 50 volts em corrente alternada ou 120 volts em corrente contínua.
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.
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 78 acidentes fatais nesse setor, incluídos aqueles com empregados das empreiteiras. A esse número, entretanto, somamse 330 mortes que ocorreram nesse mesmo ano com membros da população 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 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:028 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.
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! riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:029 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0210 riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0210
Riscos em instalações e serviços com eletricidade
Há diferentes tipos de riscos devido aos efeitos da eletricidade no ser humano e no meio ambiente. Os principais são o choque elétrico, o arco elétrico, a exposição aos campos eletromagnéticos e o incêndio. Neste módulo você vai descobrir como a eletricidade pode causar tantos males.
Choque elétrico
Hoje, com o domínio da ciência da eletricidade, o ser humano usufrui de todos os seus benefícios. Construídas as primeiras redes de energia elétrica, tivemos vários benefícios, mas apareceram também vários problemas de ordem operacional, sendo o mais grave o choque elétrico.
O choque elétrico decorre da corrente elétrica que se caracteriza pelo fluxo de elétrons que circula quando existe um caminho, denominado circuito elétrico, estabelecido entre dois pontos com potenciais elétricos diferentes, como por exemplo um condutor energizado e a terra. Se você encostar em ambos simultaneamente formará o circuito elétrico e permitirá que a corrente circule por intermédio de seu corpo.
Atualmente os condutores energizados perfazem milhões de quilômetros, portanto, aleatoriamente o defeito (ruptura ou fissura da isolação) aparecerá em algum lugar, produzindo um potencial de risco ao choque elétrico. Como a população atual da Terra é enorme, sempre haverá alguém perto do defeito, e o acidente será inevitável.
Portanto, a compreensão do mecanismo do efeito da corrente elétrica no corpo humano é fundamental para a efetiva prevenção e combate aos riscos provenientes do choque elétrico. Em termos de riscos fatais, o choque elétrico, de um modo geral, pode ser analisado sob dois aspectos:
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Correntes de choques de baixa intensidade, provenientes de acidentes com baixa tensão, sendo o efeito mais grave a considerar as paradas cardíacas e respiratórias;
Correntes de choques de alta intensidade, provenientes de acidentes com alta tensão, sendo o efeito térmico o mais grave, isto é, queimaduras externas e internas no corpo humano.
Concluindo
O choque elétrico é a perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no organismo humano quando este é percorrido por uma correnteelétrica. Os efeitos do choque elétrico variam e dependem de:
percurso da corrente elétrica pelo corpo humano;
intensidade da corrente elétrica;
tempo de duração;
freqüência da corrente elétrica;
tensão elétrica;
condições da pele do indivíduo;
constituição física do indivíduo;
Tipos de choques elétricos
O corpo humano, mais precisamente a sua característica orgânica à passagem da corrente, é uma impedância elétrica composta por uma resistência elétrica, associada a um componente com comportamento levemente capacitivo.
O choque elétrico pode ser dividido em duas categorias:
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RISCOS ELÉTRICOS Choque estático
Ocorre devido à descarga eletrostática ou pela descarga de um capacitor.
Descarga eletrostática – 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 em partes condutoras próximas aos equipamentos e instalações, que ficaram energizadas acidentalmente por defeito, fissura ou rachadura na isolação.
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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 corpo, os órgãos internos vão sofrendo conseqüências:
elevação da temperatura dos órgãos devido ao aquecimento produzido pela corrente de choque;
tetanização (rigidez) dos músculos;
superposição da corrente do choque com as correntes neurotransmissoras que comandam o organismo humano, ocasionando movimentos bruscos e involuntários;
comprometimento do coração, quanto ao ritmo de batimento cardíaco e à possibilidade de fibrilação ventricular;
prolapso, isto é, deslocamento dos músculos e órgãos internos da sua devida posição;
comprometimento de outros órgãos, como rins, cérebro, vasos, órgãos genitais e reprodutores.
Muitos órgãos aparentemente sadios só vão apresentar sintomas devido aos efeitos da corrente muitos dias ou meses depois de ocorrido o choque elétrico. As seqüelas, muitas vezes não são relacionadas ao choque em virtude do espaço de tempo decorrido desde o acidente.
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Os choques dinâmicos podem ser causados pela tensão de toque ou pela tensão de passo.
Tensão de toque
Tensão de toque é a tensão elétrica (diferença de potencial) existente entre os membros superiores e inferiores do indivíduo, devido à circulação de corrente no objeto tocado.
Por exemplo, um defeito de ruptura na cadeia de isoladores de uma torre de transmissão provoca a tensão de toque.
O cabo condutor ao tocar na parte metálica da torre produz um curto-circuito do tipo monofásico à terra. A corrente de curto-circuito passará pela torre, entrará na terra e percorrerá o solo até atingir a malha da subestação, retornando pelo cabo da linha de transmissão até o local do curto. A figura na página ao lado nos mostra a situação e o circuito elétrico equivalente.
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.
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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 0 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:
O aterramento no “pé” da torre só estará adequado se, no instante do curto-circuito monofásico à terra, a tensão de toque ficar abaixo do limite de tensão para não causar fibrilação ventricular. A tensão de toque é perigosa, porque o coração está no trajeto da corrente de choque, aumentando o risco de fibrilação ventricular.
Tensão de passo
A tensão de passo é a tensão elétrica (diferença de potencial) entre os dois pés no instante da operação ou defeito tipo curto-circuito monofásico à terra no equipamento. A figura a seguir nos mostra a situação e o circuito elétrico equivalente.
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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 quando o corpo é submetido a tensão de passo. 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.
Observe que as tensões geradas no solo pelo curto-circuito criam superfícies eqüipotenciais.
Se a pessoa estiver com os dois pés na mesma superfície de potencial, a tensão de passo será nula, não havendo choque elétrico, conforme podemos verificar na figura apresentada a seguir.
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A tensão de passo poderá assumir uma gama de valores, que vai de zero até a máxima diferença entre duas superfícies eqüipotenciais separadas de 1 metro.
Um agravante é que a corrente de choque devido à tensão de passo contrai os músculos da perna e coxa, fazendo a pessoa cair e, ao tocar no solo com as mãos, a tensão se transforma em tensão de toque no solo. Nesse caso, o risco é maior, porque o coração está contido no percurso da corrente de choque.
No gado, a tensão de passo se transforma em tensão entre patas. Essa tensão é maior que a tensão de passo do homem, com o agravamento de que no gado a corrente de choque passa pelo coração.
Fatores determinantes da gravidade do choque
Os principais fatores que determinam a gravidade do choque elétrico são:
Trajeto da corrente elétrica; Características da corrente elétrica;
Resistência elétrica do corpo humano.
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Efeitos dos choques elétricos em função do trajeto
O trajeto que a corrente faz pelo corpo influencia nas conseqüências do acidente por choque elétrico. 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.
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Características da corrente elétrica
Corrente contínua (C)
A fibrilação ventricular só ocorrerá se a corrente contínua for aplicada durante um instante curto específico e vulnerável do ciclo cardíaco.
Corrente alternada (CA)
Entre 20 e 100 Hz, são as que oferecem maior risco. Especificamente as de 60 Hz, normalmente usadas nos sistemas de fornecimento de energia elétrica, são as mais perigosas, uma vez que se situam próximo à freqüência na qual a possibilidade de ocorrência da fibrilação ventricular é maior. Para correntes alternadas de freqüências elevadas, acima de 2 0 Hz, as possibilidades de ocorrência de choque elétrico são pequenas, contudo, ocorrerão queimaduras, devido a corrente tender a circular pela parte externa do corpo, ao invés da interna.
Ocorrem também diferenças nos valores de intensidade de corrente para uma determinada sensação de choque elétrico, se a vítima for do sexo feminino ou masculino.
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 acidentes 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 circulação entre as extremidades do corpo em pessoas com 50 kg de peso.
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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 0 ohms e 600 0 ohms, quando a pele encontra-se seca e não apresenta cortes e a variação 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 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.
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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 0 ohms; quando úmida, uma resistência de apenas 15 0 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 0 ΩΩΩΩΩ=0,3 mA
Quando molhada: I=120 V÷15 0 ΩΩΩΩΩ=8 mA
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.
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Espraiamento de corrente do choque elétrico
Devido à diferença da resistência elétrica e de seções transversais das várias regiões do corpo humano, a corrente que provoca o choque elétrico sofre, dentro de um indivíduo, uma distribuição diferenciada, um espraiamento, como mostra a figura.
Portanto, o efeito da corrente do choque se dá de maneira diferenciada no corpo humano. Desse modo os efeitos térmicos são mais intensos nas regiões de alta densidade de corrente, podendo produzir queimaduras de alto risco. Já na área de baixa densidade de corrente o calor produzido é pequeno. Em virtude da área da região do tórax ser maior, a densidade de corrente é pequena, diminuindo os efeitos térmicos de contração e fibrilação no coração. Isso é positivo do ponto de vista da segurança humana.
O espraiamento pode ser na forma de macrochoque ou microchoque.
O macrochoque é definido quando a corrente do choque entra no corpo humano pelo lado externo.
A corrente entra pela pele, invade o corpo e sai novamente pela pele. Ou seja, o corpo humano está em toda a sua resistência no trajeto da resistência elétrica da pele humana.
O valor da corrente elétrica não depende somente do nível da diferença de potencial do choque. Para uma mesma tensão, a corrente vai depender do estado da pele.
O macrochoque é o choque comum, sentido pelas pessoas. Qualquer pessoa ao encostar num local energizado, ou num equipamento elétrico com defeito na sua isolação, ficará à mercê do macrochoque.
Microchoque é o choque elétrico que ocorre no interior do corpo humano. É o tipo de choque que ocorre por defeito em equipamento médico-hospitalar.
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Qualquer equipamento invasivo, usado para analisar, diagnosticar ou monitorar qualquer órgão humano, poderá produzir microchoque.
Este choque poderá ocorrer entre um condutor interno e a pele, ou entre dois condutores internos no corpo.
A resistência elétrica nestas condições é muito baixa, aumentando muito o perigo do choque.
Efeitos do choque no indivíduo
O choque elétrico provoca os efeitos relacionados a seguir.
Parada respiratória – inibição dos centros nervosos, inclusive dos que comandam a respiração.
Parada cardíaca – alteração no ritmo cardíaco, podendo produzir fibrilação e uma conseqüente parada.
Alteração no sangue – provocada por efeitos térmicos e eletrolíticos da corrente elétrica.
Perturbação do sistema nervoso.
Seqüelas em vários órgãos do corpo humano.
Observação
Se o choque elétrico for devido ao contato direto com a tensão da rede, todas as manifestações podem ocorrer.
Para os choques elétricos devido à tensão de toque e à de passo impostas pelo sistema de aterramento durante o defeito na rede elétrica, a manifestação mais importante a ser considerada é a fibrilação ventricular do coração, que ainda iremos abordar mais a seguir.
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Parada cardíaca é a falta total de funcionamento do coração. Quando ele está efetivamente parado, o sangue não é mais bombeado, a pressão cai a zero e a pessoa perde os sentidos. Nesse estado as fibras musculares estão inativas, interrompendo o batimento cardíaco.
Fibrilação ventricular no coração humano é um fenômeno diferente da parada cardíaca, mas com conseqüências idênticas. Na fibrilação ventricular as fibras musculares do coração ficam tremulando desordena damente, havendo, em conseqüência, uma total ineficiência no bombeamento do sangue.
Queimadura devido ao choque elétrico
Quando uma corrente elétrica passa através de uma resistência elétrica é liberada uma energia térmica. Este fenômeno é denominado Efeito Joule.
Onde:
R corpo humano⇒Resistência elétrica (S) do corpo humano.
Ou se for o caso, só a resistência de parte do corpo, do músculo ou órgão afetado.
I choque⇒Corrente elétrica do choque (A). t choque⇒Tempo do choque (s). E térmica⇒Energia em joules (J) liberada no corpo humano.
O calor liberado aumenta a temperatura da parte atingida do corpo humano, podendo produzir vários efeitos e sintomas, que podem ser:
»queimaduras de 1º, 2º ou 3º graus nos músculos do corpo; »aquecimento do sangue, com a sua conseqüente dilatação;
»aquecimento, podendo provocar o derretimento dos ossos e cartilagens;
»queima das terminações nervosas e sensoriais da região atingida;
»queima das camadas adiposas ao longo da derme, tornando-se gelatinosas.
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As condições citadas não acontecem isoladamente, mas sim associadas, advindo, em conseqüência, outras causas e efeitos nos demais órgãos.
O choque de alta tensão queima, danifica, fazendo buracos na pele nos pontos de entrada e saída da corrente pelo corpo humano. As vítimas do choque de alta-tensão morrem devido, principalmente, a queimaduras. E as que sobrevivem ficam com seqüelas, geralmente com:
»cicatrizes; etc.
Choques elétricos em baixa tensão têm pouco poder térmico. O problema maior é o tempo de duração, que, se persistir, pode levar à morte, geralmente por fibrilação ventricular do coração.
A queimadura também é provocada de modo indireto, isto é, devido ao mau contato ou a falhas internas no aparelho elétrico. Neste caso, a corrente provoca aquecimentos internos, elevando a temperatura a níveis perigosos.
Proteção contra efeitos térmicos
As pessoas, os componentes fixos de uma instalação elétrica, bem como os materiais fixos próximos devem ser protegidos contra os efeitos prejudiciais do calor ou irradiação térmica produzidos pelos equipamentos elétricos, particularmente quanto a:
»riscos de queimaduras; »prejuízos no funcionamento seguro de componentes da instalação;
»combustão ou deterioração de materiais.
Proteção contra queimaduras
As partes acessíveis de equipamentos elétricos situados na zona de alcance normal não devem atingir temperaturas que possam causar queimaduras em pessoas e devem riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0226 atender aos limites de temperaturas, ainda que por curtos períodos, determinados pela NBR 14039 e devem ser protegidas contra qualquer contato acidental.
Arco elétrico
Toda vez que ocorre a passagem de corrente elétrica pelo ar ou por outro meio isolante (óleo, por exemplo) está ocorrendo um arco elétrico, conforme nos mostra a figura ao lado.
O arco elétrico (ou arco voltaico) é uma ocorrência de curtíssima duração (menor que ½ segundo), e muitos são tão rápidos que o olho humano não chega a perceber.
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Os arcos elétricos são extremamente quentes. Próximo ao “laser”, eles são a mais intensa fonte de calor na Terra. Sua temperatura pode alcançar 20 000°C. Pessoas que estejam no raio de alguns metros de um arco podem sofrer severas queimaduras.
Os arcos elétricos são eventos de múltipla energia. Forte explosão e energia acústica acompanham a intensa energia térmica. Em determinadas situações, uma onda de pressão também pode se formar, sendo capaz de atingir quem estiver próximo ao local da ocorrência.
Conseqüências de arcos elétricos (queimaduras e quedas)
Se houver centelha ou arco, a temperatura deste é tão alta que destrói os tecidos do corpo.
Todo cuidado é pouco para evitar a abertura de arco através do operador. Também podem desprender-se partículas incandescentes que queimam ao atingir os olhos.
O arco pode ser causado por fatores relacionados a equipamentos, ao ambiente ou a pessoas. Podem ocorrer, por exemplo, quando trabalhadores movimentam-se de forma insegura ou manejam ferramentas, instrumentos ou materiais condutores próximos de instalações energizadas.
Outras causas podem estar relacionadas a equipamentos, e incluem falhas em partes condutoras que integram ou não os circuitos elétricos.
Causas relacionadas ao ambiente incluem a contaminação por sujeira ou água ou pela presença de insetos ou outros animais (gatos ou ratos que provocam curtos-circuitos em barramentos de painéis ou subestações).
A quantidade de energia liberada durante um arco depende da corrente de curto-circuito e do tempo de atuação dos dispositivos de proteção contra sobrecorrentes. Altas correntes de curto-circuito e tempos longos de atuação dos dispositivos de proteção aumentam o risco do arco elétrico.
A severidade da lesão para as pessoas na área onde ocorre a falha depende da energia liberada pelo arco, da distância que separa as pessoas do local e do tipo de roupa que utilizam. As mais sérias queimaduras por arco voltaico envolvem a queima da roupa da vítima pelo calor do arco elétrico. Tempos relativamente longos (30 a 60 segundos, por exemplo) de queima contínua de uma roupa comum aumentam tanto o grau da queimadura quanto a área total atingida no corpo. Isso afeta diretamente a gravidade da lesão e a própria sobrevivência da vítima.
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A proteção para evitar danos ocasionados pelo arco depende do cálculo da energia que pode ser liberada no caso de um curto-circuito. As vestimentas de proteção adequadas devem cobrir todas as áreas que possam estar expostas à ação das energias oriundas do arco elétrico.
Portanto, muitas vezes, além da cobertura completa do corpo, elas devem incluir capuzes. O que agora nos parece óbvio, nem sempre foi observado, isto é, se em determinadas situações uma análise de risco nos indica a necessidade de uma vestimenta de proteção contra o arco elétrico conforme demonstra a figura apresentada a seguir. Essa vestimenta deve incluir proteção para o rosto, pescoço, cabelos, enfim, as partes da cabeça que também possam sofrer danos se expostas a uma energia térmica muito intensa.
Além dos riscos de exposição aos efeitos térmicos do arco elétrico, também está presente o risco de ferimentos e quedas, decorrentes das ondas de pressão que podem se formar pela expansão do ar.
Na ocorrência de um arco elétrico, uma onda de pressão pode empurrar e derrubar o trabalhador que está próximo da origem do acidente. Essa queda pode resultar em lesões mais graves se o trabalho estiver sendo realizado em uma altura superior a dois metros, o que pode ser muito comum em diversos tipos de instalações.
Proteção contra perigos resultantes de faltas por arco
Os dispositivos e equipamentos que podem gerar arcos durante a sua operação devem ser selecionados e instalados de forma a garantir a segurança das pessoas que trabalham nas instalações.
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Temos relacionadas algumas medidas para garantir a proteção contra os perigos resultantes de faltas por arco:
Utilização de um ou mais dos seguintes meios: »dispositivos de abertura sob carga;
»chave de aterramento resistente ao curto-circuito presumido;
»sistemas de intertravamento;
»fechaduras com chave não intercambiáveis.
Corredores operacionais tão curtos, altos e largos quanto possível; Coberturas sólidas ou barreiras ao invés de coberturas ou telas;
Equipamentos ensaiados para resistir aos arcos internos;
Emprego de dispositivos limitadores de corrente;
Seleção de tempos de interrupção muito curtos, o que pode ser obtido através de relés instantâneos ou através de dispositivos sensíveis a pressão, luz ou calor, atuando em dispositivos de interrupção rápidos;
Campos eletromagnéticos
O termo campo indica que em um determinado espaço existe uma força que pode ser responsável pelo movimento de corpos nele inseridos. O campo gravitacional da lua, que determina a subida da maré, é um exemplo do conceito de campo. Além do campo gravitacional, temos o campo elétrico, o magnético e eletromagnético.
O campo elétrico se caracteriza pela presença de corpos eletrizados, ou seja, ao redor de corpos eletrizados existe uma região que irá exercer força elétrica em outros corpos inseridos na mesma região. O valor do campo depende da distância em relação ao corpo eletrizado é e medido em Volts/metro.
O campo magnético se caracteriza pela presença de um fluxo magnético, provocado por imãs ou eletroímãs, em uma determina região. O fluxo magnético consegue magnetizar corpos metálicos nele inseridos determinando o aparecimento de forças de origem magnética. O fluxo magnético ou campo magnético é medido em Tesla ou em Gauss.
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Um fenômeno importante da eletricidade está associado a campos magnéticos variáveis, eles criam campos elétricos variáveis e o inverso também ocorre dando origem aos campos eletromagnéticos. A figura apresentada a seguir demonstra como representamos os campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos.
A queda de um raio é um bom exemplo de formação de campos eletromagnéticos na atmosfera. Como a corrente do raio sofre variação no tempo, ela cria campos elétricos e magnéticos no espaço ao redor do canal de corrente entre a nuvem e o solo.
As manifestações dos dois campos são sentidas nas linhas elétricas ou de telecomunicações próximas, evidenciando que o campo se propaga no ar. Nas linhas aparecem sobretensões (tensões induzidas) como conseqüência dos campos eletromagnéticos causados pelos raios.
Dois efeitos ocorrem nos seres humanos a partir dos campos eletromagnéticos: o campo elétrico provoca a formação de uma carga sobre a superfície da pele e o magnético causa fluxo de correntes circulando em todo corpo. Normalmente estes efeitos não são prejudiciais ao seres humanos, mas, quando muito intensos, decorrentes de campos muito intensos, podem ocorrer disfunções em implantes eletrônicos (marca passo e dosadores de insulina) e a circulação de correntes em próteses metálicas, a ponto de provocar aquecimento intenso, o que acarreta lesões internas.
Uma outra preocupação é com a indução elétrica. Esse fenômeno pode ser particularmente importante quando há diferentes circuitos próximos uns dos outros.
Quadro da linha de força do campo e das superfícies equipotenciais em torno de uma esfera carregada de eletricidade.
Representação gráfica plana do campo de uma linha fibilar de alta tensão.
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A passagem da corrente elétrica em condutores gera um campo eletromagnético que, por sua vez, induz uma corrente elétrica em condutores próximos. Assim, pode ocorrer a passagem de corrente elétrica em um circuito desenergizado se ele estiver próximo a outro circuito energizado.
Por isso é fundamental que você, além de desligar o circuito no qual vai trabalhar, confira, com equipamentos apropriados (voltímetros ou detectores de tensão), se o circuito está efetivamente sem tensão.
Riscos adicionais
São considerados como riscos adicionais aqueles que, além dos elétricos, são específicos de cada ambiente ou processo de trabalho e que, direta ou indiretamente, possam afetar a segurança e a saúde dos que trabalham com eletricidade.
Classificação dos riscos adicionais Altura
Em trabalhos com energia elétrica feitos em alturas, devemos seguir as instruções relativas a segurança descritas abaixo:
É obrigatório o uso do cinto de segurança e do capacete com jugular.
Os equipamentos acima devem ser inspecionados pelo trabalhador antes do seu uso, no que concerne a defeito nas costuras, rebites, argolas, mosquetões, molas e travas, bem como quanto à integridade da carneira e da jugular.
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Ferramentas, peças e equipamentos devem ser levados para o alto apenas em bolsas especiais, evitando o seu arremesso.
Quando for imprescindível o uso de andaimes tubulares em locais próximos à rede elétrica, eles deverão:
Respeitar as distâncias de segurança, principalmente durante as operações de montagem e desmontagem;
Ter as tábuas da(s) plataforma(s) com, no mínimo, uma polegada de espessura, travadas e que nunca ultrapassem o andaime;
Ter guarda-corpo de noventa centímetros de altura em todo o perímetro com vãos máximos de trinta centímetros;
Ter cinturão de segurança tipo pára-quedista para alturas iguais ou superiores a 2 metros;
Ter estais a partir de 3 metros e a cada 5 metros de altura.
Manuseio de escada simples e de extensão:
Inspecione visualmente antes de usar a escada, a fim de verificar se apresenta racha– duras, degraus com jogo ou soltos, corda desajustada, montantes descolados, etc.
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Se houver qualquer irregularidade, deve ser entregue ao superior imediato para reparo ou troca.
Deve ser manuseada sempre com luvas.
Limpe sempre a sola do calçado antes de subi-la.
Ao transportar em veículos, coloque-a com cuidado nas gavetas ou nos ganchossuportes, devidamente amarrada.
Ao subir ou descer, conserve-se de frente para ela, segurando firmemente os montantes.
Trabalhe somente depois dela estar firmemente amarrada, utilizando o cinto de segurança e com os pés apoiados sobre os seus degraus.
Deve ser conservada com verniz ou óleo de linhaça.
Cuidado ao atravessar as vias públicas, observando que ela deverá ser conduzida paralelamente ao meio-fio.
Ao instalar a escada, observe que a distância entre o suporte e o pé da escada seja de aproximadamente ¼ do seu comprimento.
Antes de subir ou descer, exija um companheiro ao pé da escada para segurá-la. Somente o dispense depois de amarrar a escada.
Instalar a escada usando o pé direto para o apoio e a mão fechando por cima do degrau, verificando o travamento da extensão.
Não podendo amarrar a escada (fachada de prédio), mantenha o companheiro no pé dela, segurando-a.
Ambientes confinados
Locais com acesso e movimentação de pessoas enormemente dificultados; reduzida ou nenhuma ventilação/iluminação e, em alguns casos, com a presença de vapores que podem causar intoxicação.
Nas atividades que exponham os trabalhadores a riscos de asfixia, explosão, intoxicação e doenças do trabalho devem ser adotadas medidas especiais de proteção, a saber:
a)treinamento e orientação para os trabalhadores quanto aos riscos a que estão submeti– dos, a forma de preveni-los e o procedimento a ser adotado em situação de risco; b)nos serviços em que se utilizem produtos químicos, os trabalhadores não poderão realizar suas atividades sem um programa de proteção respiratória; riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0234 c)a realização de trabalho em recintos confinados deve ser precedida de inspeção prévia e elaboração de ordem de serviço com os procedimentos a serem adotados; d)monitoramento permanente de substância que cause asfixia, explosão e intoxicação no interior de locais confinados realizado por trabalhador qualificado sob supervisão de responsável técnico; e)proibição de uso de oxigênio para ventilação de local confinado; f )ventilação local exaustora eficaz que faça a extração dos contaminantes e ventilação geral que execute a insuflação de ar para o interior do ambiente, garantindo de forma permanente a renovação contínua do ar; g)sinalização com informação clara e permanente durante a realização de trabalhos no interior de espaços confinados; h)uso de cordas ou cabos de segurança e pontos fixos para amarração que possibilitem meios seguros de resgates; i)acondicionamento adequado de substâncias tóxicas ou inflamáveis utilizadas na aplicação de laminados, pisos, papéis de parede ou similares; j)a cada grupo de 20 (vinte) trabalhadores, pelo menos 2 (dois) devem ser treinados para resgate; k)manter ao alcance dos trabalhadores ar mandado e/ou equipamento autônomo para resgate; l)no caso de manutenção de tanque, providenciar desgaseificação prévia antes da execução do trabalho.
Áreas classificadas
Áreas sujeitas à formação (ou existência) de uma atmosfera explosiva pela presença normal ou eventual de gases/vapores inflamáveis ou poeiras/fibras combustíveis.
São consideradas áreas de alto risco aquelas nas quais existe a possibilidade de vazamento de gases inflamáveis em situação de funcionamento normal devido a razões diversas, como, por exemplo, desgaste ou deterioração de equipamentos.
Tais áreas, também chamadas de ambientes explosivos, são classificadas conforme nor- mas internacionais, e de acordo com a classificação exigem a instalação de equipamentos e/ou interfaces que atendam às exigências prescritas nas mesmas.
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As áreas classificadas normalmente cobrem uma zona cujo limite é onde o gás ou gases inflamáveis estarão tão diluídos ou dispersos que não poderão apresentar perigo de explosão ou combustão.
Segundo as recomendações da IEC 79-10, as áreas são classificadas em:
Zona0área na qual uma mistura de gás/ar, potencialmente explosiva, está presente continuamente ou por grandes períodos de tempo;
Zona1área na qual a mistura gás/ar, potencialmente explosiva, pode estar presente durante o funcionamento normal do processo;
Zona2área na qual uma mistura de gás/ar, potencialmente explosiva, não está normalmente presente. Caso esteja, será por curtos períodos.
É evidente que um equipamento instalado dentro de uma área classificada também deve ser classificado, e esta é baseada na temperatura superficial máxima que o mesmo possa alcançar em funcionamento normal ou em caso de falha. A EN 50.014 especifica a temperatura superficial máxima em 6 níveis, assumindo como temperatura ambiente de referência 40ºC. Assim temos:
Para exemplificar: um equipamento classificado como T3 pode ser utilizado em ambientes cujos gases possuem temperatura de combustão superior a 200ºC. Para diminuirmos o risco de uma explosão, podemos adotar diversos métodos. Um deles é eliminarmos um dos elementos do triângulo do fogo: temperatura, oxigênio e combustível. E um outro é através de uma das três alternativas a seguir:
a)Contenção da explosão: na verdade, este é o único método que permite que haja a explosão, porque esta fica confinada em um ambiente bem definido e não pode propagar-se para a atmosfera do entorno.
riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0236 b)Segregação: é o método que permite separar ou isolar fisicamente as partes elétricas ou as superfícies quentes da mistura explosiva.
c)Prevenção: através deste método limita-se a energia, seja térmica ou elétrica, a níveis não perigosos. A técnica de segurança intrínseca é a mais empregada deste método de proteção e também a mais efetiva. O que se faz é limitar a energia armazenada em circuitos elétricos de modo a torná-los totalmente incapazes, tanto em condições normais de operação quanto em situações de falha, de produzir faíscas elétricas ou de gerar arcos voltaicos que possam causar a explosão.
As indústrias que processam produtos que em alguma de suas fases se apresentem na forma de pó, são indústrias de alto potencial de risco quanto a incêndios e explosões, e devem, antes de sua implantação, efetuar uma análise acurada dos riscos e tomar as precauções cabíveis, pois na fase de projeto as soluções são mais simples e econômicas.
Porém, as indústrias já implantadas poderão equacionar razoavelmente bem os problemas, minorando os riscos inerentes com o auxílio de um profissional competente.
A seguir, citamos alguns tipos de indústrias reconhecidamente perigosas quanto aos riscos de incêndios e explosões:
»indústrias de beneficiamento de produtos agrícolas; »indústrias fabricantes de rações animais;
» indústrias alimentícias;
» indústrias metalúrgicas;
» indústrias farmacêuticas;
» indústrias plásticas;
»indústrias de beneficiamento de madeira;
»indústrias do carvão.
Instalações elétricas em ambientes explosivos
As instalações e serviços de eletricidade devem ser projetados, executados, operados, mantidos, reformados e ampliados de forma que permitam a adequada distribuição de energia e isolamento, correta proteção contra fugas de corrente, curtos-circuitos, choques elétricos, entre outros riscos.
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Os cabos e condutores de alimentação elétrica utilizados devem ser certificados por um organismo de certificação, credenciado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial – INMETRO.
Os locais de instalação de transformadores e capacitores, seus painéis e respectivos dispositivos de operação devem atender aos seguintes requisitos:
a)ser ventilados e iluminados ou projetados e construídos com tecnologia adequada para operação em ambientes confinados; b)ser construídos e ancorados de forma segura; c)ser devidamente protegidos e sinalizados, indicando zona de perigo, de forma a alertar que o acesso é proibido a pessoas não autorizadas; d)não ser usados para outras finalidades diferentes daquelas do projeto elétrico; e e)possuir extintores portáteis de incêndio, adequados à classe de risco, localizados na entrada ou nas proximidades e, em subsolo, a montante do fluxo de ventilação.
Os cabos, instalação e equipamentos elétricos devem ser protegidos contra impactos, água e influência de agentes químicos, observando-se suas aplicações, de acordo com as especificações técnicas.
Os serviços de manutenção ou reparo de sistemas elétricos só podem ser executados com o equipamento desligado, etiquetado, bloqueado e aterrado, exceto se forem:
a)utilizadas técnicas adequadas para circuitos energizados; b)utilizados ferramentas e equipamentos adequados à classe de tensão; e c)tomadas precauções necessárias para a segurança dos trabalhadores.
O bloqueio durante as operações de manutenção e reparo de instalações elétricas deve ser realizado utilizando-se cadeado e etiquetas sinalizadoras fixadas em local visível contendo, no mínimo, as seguintes indicações:
a)horário e data do bloqueio; b)motivo da manutenção; e c)nome do responsável pela operação.
Os equipamentos e máquinas de emergência, destinados a manter a continuidade do fornecimento de energia elétrica e as condições de funcionamento, devem estar disponíveis em perfeito estado de funcionamento.
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Redes elétricas, transformadores, motores, máquinas e circuitos elétricos devem estar equipados com dispositivos de proteção automáticos, para os casos de curto-circuito, sobrecarga, queda de fase e fugas de corrente.
Os fios condutores de energia elétrica instalados no teto de galerias para alimentação de equipamentos devem ser protegidos contra contatos acidentais.
Os sistemas de recolhimento automático de cabos alimentadores de equipamentos elétricos móveis devem ser eletricamente solidários à carcaça do equipamento principal.
Os equipamentos elétricos móveis devem ter aterramento adequadamente dimensionado.
Em locais com ocorrência de gases inflamáveis e explosivos, as tarefas de manutenção elétrica devem ser realizadas sob o controle de um supervisor, com a rede de energia desligada e a chave de acionamento bloqueada, monitorando-se a concentração dos gases.
Os terminais energizados dos transformadores devem ser isolados fisicamente por barreiras ou outros meios físicos, a fim de evitar contatos acidentais.
Toda instalação, carcaça, invólucro, blindagem ou peça condutora que possam armazenar energia estática com possibilidade de gerar fagulhas ou centelhas devem ser aterrados.
As malhas, os pontos de aterramento e os pára-raios devem ser revisados periodicamente e os resultados registrados.
A implantação, operação e manutenção de instalações elétricas devem ser executadas somente por pessoa qualificada, que deve receber treinamento continuado em manuseio e operação de equipamentos de combate a incêndios e explosões, bem como na prestação de primeiros socorros a acidentados.
Trabalhos em condições de risco acentuado deverão ser executados por duas pessoas qualificadas, salvo critério do responsável técnico.
Durante a manutenção de máquinas ou instalações elétricas, os ajustes e as características dos dispositivos de segurança não devem ser alterados, prejudicando sua eficácia.
Trabalhos em redes elétricas entre dois ou mais pontos sem possibilidade de contato visual entre os operadores somente podem ser realizados com comunicação por meio de rádio ou outro sistema de comunicação que impeça a energização acidental.
As instalações elétricas com possibilidade de contato com água devem ser projetadas, executadas e mantidas com especial cuidado quanto à blindagem, estanqueidade, isolamento, aterramento e proteção contra falhas elétricas.
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Os trechos e pontos de tomada de força de rede elétrica em desuso devem ser desenergizados, marcados e isolados, ou retirados quando não forem mais utilizados.
Em locais sujeitos a emanações de gases explosivos e inflamáveis, as instalações elétricas serão à prova de explosão.
Condições atmosféricas
Umidade
Deve-se considerar que todo trabalho em equipamentos energizados só deve ser iniciado com boas condições meteorológicas, não sendo assim permitidos trabalhos sob chuva, neblina densa ou ventos.
Podemos determinar a condição de umidade favorável ou não com a utilização do termo-higrômetro ou umedecendo levemente com um pano úmido a superfície de um bastão de manobra e aguardar durante aproximadamente 5 minutos. Desaparecendo a película de umidade, há condições seguras para execução dos serviços.
Como visto em estudos anteriormente, sabemos que a existência de umidade no ar propicia a diminuição da capacidade disruptiva do ar, aumentando assim o risco de acidentes elétricos.
Devemos levar em consideração, também, que os equipamentos isolados a óleo não devem ser abertos em condições de umidade elevada, pois o óleo isolante pode absorver a umidade do ar, comprometendo, assim, suas características isolantes.
Descargas atmosféricas (raios) Mecanismo
Devido a longos períodos de estiagem, as chuvas que começam a cair são normalmente acompanhadas de tempestades, sendo estas originadas do encontro de uma massa de ar frio com uma massa de ar quente ou a partir do aquecimento do solo pelos raios solares e conseqüente subida do ar quente carregado de partículas de vapor de água.
O raio é um fenômeno de natureza elétrica, sendo produzido por nuvens do tipo cumulus nimbus, que tem formato parecido com uma bigorna e chega a ter 12 quilômetros de riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0240 altura e vários quilômetros de diâmetro. As tempestades com trovoadas se verificam quando certas condições particulares (temperatura, pressão, umidade do ar, velocidade do vento, etc.) fazem com que determinado tipo de nuvem se torne eletricamente carregada devido à fricção entre as partículas de água decorrentes da condensação do vapor de água. O mecanismo de autoprodução de cargas elétricas vai aumentando de tal modo que dá origem a uma descarga elétrica (raio), que partirá da base da nuvem em direção ao solo, definindo uma trajetória ramificada e aleatória. Esta primeira descarga é denominada “líder”, que define sua posição de queda entre 20 a 100 metros do solo. A partir deste estágio, o raio deixou um canal ionizado entre a nuvem e o solo, que dessa forma permitirá a passagem de uma avalanche de cargas com corrente de pico em torno de 20 0 ampères passando pelo ar, e o aquecimento deste meio, até 30 000°C, provocando assim a expansão do ar (trovão). As descargas atmosféricas podem ser ascendentes (da terra para a nuvem) ou descendentes (da nuvem para a terra), ou ainda entre nuvens.
O raio ao cair na terra pode provocar grande destruição, devido ao alto valor de sua corrente elétrica, que gera intensos campos eletromagnéticos e calor.
Além dos danos causados diretamente pela corrente elétrica e pelo intenso calor, o raio pode provocar sobretensões em redes de energia elétrica, em redes de telecomunicações, de TV a cabo, antenas parabólicas, redes de transmissão de dados, etc. Com o intuito de evitar falsas expectativas ao sistema de proteção contra descargas atmosféricas, devemos fazer os seguintes esclarecimentos:
O raio é um fenômeno da natureza absolutamente imprevisível tanto em relação às suas características elétricas como em relação aos efeitos destruidores decorrentes de sua incidência sobre as edificações, as pessoas ou animais.
Nada em termos práticos pode ser feito para impedir a “queda” de uma descarga em uma determinada região. Assim sendo, as soluções aplicadas buscam tão-somente minimizar os efeitos destruidores a partir de instalações adequadas de captação e de condução segura da descarga para a terra.
A incidência de raios é maior em solos maus condutores do que em solos condutores de eletricidade, pois nos solos maus condutores, na existência de nuvens carregadas sobre o mesmo, criam-se por indução no terreno cargas positivas, em que temos a nuvem funcionando como placa negativa e o solo com placa positiva e o ar, naturalmente úmido e às vezes ionizado, servindo como um isolante de baixo poder dielétrico, propiciando assim a existência de raios, conforme podemos visualizar na figura apresentada a seguir.
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Sobretensões transitórias
Sempre que a tensão elétrica em um circuito elétrico sofre um aumento por um determinado período, fica caracterizada uma sobretensão transitória. Partidas de motores de potência alta, manobras de cargas de potência elevada, curtos-circuitos e descargas elétricas atmosféricas (raios ou relâmpagos) podem provocar sobretensões transitórias.
As sobretensões transitórias podem chegar até as instalações elétricas internas ou de telefonia, de TV a cabo ou de qualquer unidade consumidora. Os seus efeitos, além de poderem causar danos a pessoas e animais, podem:
Provocar a queima total ou parcial de equipamentos elétricos ou danos à própria instalação elétrica interna e telefônica, entre outras;
As sobrecorrentes transitórias originadas de descargas atmosféricas podem ocorrer de dois modos:
Descarga Direta: o raio atinge diretamente uma rede elétrica ou telefônica. Nesse caso, o raio tem um efeito devastador, gerando elevados valores de sobretensões sobre os diversos circuitos.
Descarga Indireta: o raio cai a uma distância de até 1 quilômetro de uma rede elétrica.
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A sobretensão gerada é de menor intensidade do que a provocada pela descarga direta, mas pode causar sérios danos. Essa sobretensão induzida acontece quando uma parte da energia do raio é transferida através de um acoplamento eletromagnético com uma rede elétrica.
A grande maioria das sobretensões transitórias de origem atmosférica, que causam danos a equipamentos provoca a ruptura das isolações e arcos elétricos.
Medidas Preventivas
Evitar a execução de serviços em equipamentos e instalações elétricas internas e externas.
Nunca procurar abrigo sob árvores ou construções isoladas sem sistemas de proteção atmosférica adequados.
Caso não encontre abrigo, procurar não se movimentar, e se possível ficar agachado, evitando assim o efeito das pontas.
Evitar tocar em qualquer equipamento elétrico ligado à rede elétrica.
Evitar locais extremamente perigosos, como topos de morros, topos de prédios, proximidade de cercas de arame, torres, linhas telefônicas,linhas aéreas.
Sistemas de Proteção contra Descargas Atmosféricas
Toda empresa deve possuir um sistema de proteção contra descarga atmosférica que leve em consideração o especificado na NBR 5419 (Proteção de estruturas contra descargas atmosféricas), mas que esteja definido em um projeto assinado por profissional habilitado.
O projeto de SPDA, nas empresas, faz parte do Programa de Prevenção e Combate a Incêndios (PPCI) e deve ser executado e mantido nas condições de projeto, uma vez que ele é considerado uma proteção coletiva.
O projetista de SPDAs deve verificar as possíveis interferências do subsistema de aterramento do SPDA nos demais sistemas de aterramento existentes em uma empresa como, por exemplo, os sistemas de aterramento funcionais e de proteção.
riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0243
Como regra geral, ou recomendação, os eletrodos de aterramento dos diversos sistemas elétricos devem estar interligados, mas sempre com base em estudo de engenharia, uma vez que o aterramento é uma proteção coletiva.
Uma opção muito aceita tecnicamente é o uso das estruturas metálicas das estacas das fundações como eletrodos de aterramento e os diversos terras dos sistemas elétricos conectados a uma barra de aterramento que está ligada aos eletrodos de aterramento da fundação por um único ponto, conforme demonstra a figura a seguir.
A NBR 5419:2005 estipula que o valor da resistência de aterramento deve ser inferior a 10 ? (ohms), pois as medidas utilizadas para minimizar as conseqüências das descargas atmosféricas têm como princípio a criação de caminhos de baixa resistência à terra, escoando nesta as correntes elétricas dos raios.
Temos como principais componentes de um sistema de proteção contra descargas atmosféricas:
Terminais Aéreos–Conhecidos como pára-raios, eles são hastes montadas em bases instaladas acima do ponto mais alto das edificações com o objetivo de propiciar um caminho mais fácil para os raios que venham a incidir na edificação, sendo geralmente interligados através de condutores horizontais.
riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0244
Condutores de Descida–Cabos que conectam os terminais aéreos aos terminais de aterramento.
Terminais de Aterramento–Condutores que servem para conectar os cabos de descida ao solo. Sendo os mesmos constituídos usualmente de cabos e hastes enterradas no solo, propiciando uma baixa resistência a terra, sendo a mesma dependente das características do solo.
Condutores de Ligação Eqüipotencial–Visam à interligação do sistema de aterramento com os outros sistemas de aterramento da edificação, impedindo assim a existência de diferenças de potenciais entre os elementos interligados. Como visto no capítulo sobre eqüipotencialização, todas as partes metálicas da edificação, os aterramentos de equipamentos, as estruturas, o sistema de proteção atmosférica, etc. devem ser interligados a um mesmo referencial de terra.
Supressores de Surto, Varistores, Pára-Raios de Linha, Centelhados–São instalados em pontos de entrada de energia, cabos telefônicos e de dados, instrumentação industrial, etc., com o intuito de proteger as instalações e equipamentos contra sobrecorrentes transitórias (sobretensões) provocadas por descargas direta, indireta e manobras de equipamentos do sistema de alimentação elétrica.
A figura a seguir nos mostra um SPDA.
Detalhe do aterramento.
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Descargas atmosféricas
As descargas atmosféricas causam sérias perturbações nas redes aéreas de transmissão e distribuição de energia elétrica, além de provocarem danos materiais nas construções atingidas por elas, sem contar os riscos de vida a que as pessoas e animais ficam submetidos.
As descargas atmosféricas induzem surtos de tensão que chegam a centenas de quilovolts. A fricção entre as partículas de água que formam as nuvens, provocada pelos ventos ascendentes de forte intensidade, dá origem a uma grande quantidade de cargas elétricas. Verifica-se experimentalmente que as cargas elétricas positivas ocupam a parte superior da nuvem, enquanto as cargas elétricas negativas se posicionam na parte inferior, acarretando conseqüentemente uma intensa migração de cargas positivas na superfície da terra para a área correspondente à localização da nuvem, dando dessa forma uma característica bipolar às nuvens. A concentração de cargas elétricas positivas e negativas numa determinada região faz surgir uma diferença de potencial entre a terra e a nuvem. No entanto, o ar apresenta uma determinada rigidez dielétrica, normalmente elevada, que depende de certas condições ambientais.
O aumento dessa diferença de potencial, que se denomina gradiente de tensão, poderá atingir um valor que supere a rigidez dielétrica do ar interposto entre a nuvem e a terra, fazendo com que as cargas elétricas migrem na direção da terra, num trajeto tortuoso e normalmente cheio de ramificações, cujo fenômeno é conhecido como descarga piloto. É de aproximadamente 1 kV/m o valor do gradiente de tensão para o qual a rigidez dielétrica do ar é rompida.
Polarização do dielétrico
riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0246
Os condutores possuem elétrons livres e, portanto, podem ser eletrizados por indução. Os isoladores, conhecidos também por dielétricos, praticamente não possuem elétrons livres. Será que eles podem ser eletrizados por indução, isto é, aproximando um corpo eletrizado, sem contudo tocá-los?
Normalmente, os centros de gravidade das massas dos elétrons e prótons de um átomo coincidem-se e localizam-se no seu centro. Quando um corpo carregado se aproxima desses átomos, há um deslocamento muito pequeno dos seus elétrons e prótons, de modo que os centros de gravidade destes não mais se coincidem, formando assim um dipolo elétrico.
Um dielétrico que possui átomos assim deformados (achatados) está eletricamente Polarizado, e quanto maior for a polarização, maior a probabilidade da ruptura da isolação.
Tensões induzidas em linhas de transmissões de alta tensão
Devido ao atrito com o vento e com a poeira, e em condições secas (baixa umidade), as linhas sofrem fenômenos eletrostáticos que induzem tensões que se somam às demais tensões presentes. As tensões estáticas crescem continuamente, e após um longo período de tempo podem ser relativamente elevadas.
Temos também tensões induzidas na linha por causa do acoplamento capacitivo e eletromagnético devido à proximidade de outras linhas elétricas.
Se dois condutores, ou um condutor e o potencial de terra, estiverem separados por um dielétrico e em potenciais diferentes, surgirá entre ambos o efeito capacitivo.
Ao aterrarmos uma linha, as correntes, devido às tensões induzidas capacitivas e às tensões estáticas ao referencial de terra, são drenadas imediatamente. Todavia, existirão tensões de acoplamento capacitivo e eletromagnético induzidas pelos condutores energizados próximos à linha.
Essas tensões são induzidas por linha ou linhas energizadas que cruzam ou são paralelas à linha ou equipamento desenergizado no qual se trabalha. Elas dependem da distância entre linhas, da corrente de carga das linhas energizadas, do comprimento do trecho onde há paralelismo ou cruzamento e da existência ou não de transposição nas linhas.
No caso de uma linha aterrada em apenas uma das extremidades, a tensão induzida eletromagneticamente terá seu maior vulto na extremidade não aterrada; e se ambas as extremidades estiverem aterradas, existirá uma corrente fluindo num circuito fechado com a terra.
riscos_eletricos_se.p65 30/3/2007, 14:0247
Ao se instalar o aterramento provisório, uma corrente fluirá por seu intermédio, diminuindo a diferença de potencial existente e ao mesmo tempo jampeando a área de trabalho, o que possibilita neste ponto uma maior segurança para o homem de manutenção.
Em linhas de transmissão alta-extra ou ultra-alta tensão, portanto com indução elevada, é recomendável a adoção de critérios que levem em conta o nível de tensão dos circuitos e a distância entre eles, o que poderá determinar se as outras medidas de segurança ainda deverão ser adotadas ou até mesmo se o trabalho deverá ser feito como em linha energizada.
Acidentes de origem elétrica
A segurança no trabalho é essencial para garantir a saúde e evitar acidentes nos locais de trabalho, sendo um item obrigatório em todos os tipos de trabalho.
Podemos classificar os acidentes de trabalho relacionando-os com fatores humano (atos inseguros) e com o ambiente (condições inseguras). Essas causas são apontadas como responsáveis pela maioria dos acidentes. No entanto, deve-se levar em conta que, às vezes, os acidentes são provocados pela presença de condições inseguras e atos inseguros ao mesmo tempo.
Atos inseguros
Os atos inseguros são, geralmente, definidos como causas de acidentes do trabalho que residem exclusivamente no fator humano, isto é, aqueles que decorrem da execução das tarefas de forma contrária às normas de segurança. É a maneira como os trabalhadores se expõem (consciente ou inconscientemente) aos riscos de acidentes.
É falsa a idéia de que não se pode predizer nem controlar o comportamento humano. Na verdade, é possível analisar os fatores relacionados com a ocorrência dos atos inseguros e controlá-los. Seguem-se alguns fatores que podem levar os trabalhadores a praticarem atos inseguros:
Inadaptação entre homem e função por fatores constitucionais.
Ex.:sexo, idade, tempo de reação aos estímulos, coordenação motora, agressividade, impulsividade, nível de inteligência, grau de atenção.
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Fatores circunstanciais: fatores que influenciam o desempenho do indivíduo no momento. Ex.:problemas familiares, abalos emocionais, discussão com colegas, alcoolismo, estado de fadiga, doença, etc.
Desconhecimento dos riscos da função e/ou da forma de evitá-los. Estes fatores são na maioria das vezes causados por: seleção ineficaz, falhas de treinamento, falta de treinamento que caracterizam condição insegura. Ex.: manutenção sendo realizada por operador de máquina segundo a aplicação de técnicas intuitivas.
Desajustamento: este fator é relacionado com certas condições específicas do trabalho. Ex.:problema com a chefia, problemas com os colegas, políticas salariais impróprias, política promocional imprópria, clima de insegurança.
Personalidade: fatores que fazem parte das características da personalidade do trabalhador e que se manifestam por comportamentos impróprios. Ex.:o desleixado, o machão, o exibicionista, o desatento, o brincalhão.
Condições inseguras
São aquelas que, presentes no ambiente de trabalho, põem em risco a integridade física e/ou mental do trabalhador, devido à possibilidade deste acidentar-se. Tais condições manifestam-se como deficiências técnicas, podendo apresentar-se:
Na construção e instalações em que se localiza a empresa: áreas insuficientes, pisos fracos e irregulares, excesso de ruído e trepidações, falta de ordem e limpeza, instalações elétricas impróprias ou com defeitos, falta de sinalização.
Na maquinaria: localização imprópria das máquinas, falta de proteção em partes móveis, pontos de agarramento e elementos energizados, máquinas apresentando defeitos.
a proteção do trabalhador: proteção insuficiente ou totalmente ausente, roupa e calçados impróprios, equipamentos de proteção com defeito (EPIs, EPCs), ferramental defeituoso ou inadequado.
No conhecimento e habilidades do trabalhador motivado por falhas no treinamento ou falta de treinamento.
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Causas diretas de acidentes com eletricidade
Podemos classificar como causas diretas de acidentes elétricos as propiciadas pelo contato direto por falha de isolamento, podendo estas ainda serem classificadas quanto ao tipo de contato físico:
Contatos diretos–consistem no contato com partes metálicas normalmente sob tensão (partes vivas).
Contatos indiretos–consistem no contato com partes metálicas normalmente não energizadas (massas), mas que podem ficar energizadas devido a uma falha de isolamento. O acidente mais comum a que estão submetidas as pessoas, principalmente aquelas que trabalham em processos industriais ou desempenham tarefas de manutenção e operação de sistemas industriais, é o toque acidental em partes metálicas energizadas, ficando o corpo ligado eletricamente sob tensão entre fase e terra.
Causas indiretas de acidentes elétricos
Podemos classificar como causas indiretas de acidentes elétricos as originadas por descargas atmosféricas, tensões induzidas eletromagnéticas e tensões estáticas.
Acidentes com eletricidade (exemplos)
As declarações pessoais dos treinandos do Curso Básico previsto na NR-10 e ministrado pelo SENAI corroboram que a prevenção, conforme prescrito na norma, é fundamental para garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores.
Inúmeros casos estão sendo relatados, e muitos, como os citados a seguir, devem servir de justificativa para as empresas, profissionais e trabalhadores adotarem ações preventivas.
Queimaduras por arco elétrico decorrentes de curtos-circuitos provocados por queda de ferramentas de trabalho durante serviços com circuitos energizados.
Quedas, pela ausência do cinto de segurança, depois de choques elétricos.
Energizações acidentais com trabalhadores que realizam trabalhos nas redes elétricas.
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