Curso de aterramento módulo 1 rev2
(Parte 1 de 5)
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| 1. AVALIAÇÃO DAS CORRENTES PERIGOSAS À VIDA HUMANA | 5 |
| INTRODUÇÃO | 5 |
| ACIDENTES DEVIDO A ELETRICIDADE | 7 |
| INFLUÊNCIA DA INTENSIDADE DE CORRENTE | 8 |
| INFLUÊNCIA DO TEMPO DE ATUAÇÃO DA CORRENTE | 1 |
| INFLUÊNCIA DO PERCURSO DA CORRENTE | 1 |
| INFLUÊNCIA DA FREQÜÊNCIA DA REDE | 12 |
| LIMITE DE CORRENTE PERMISSÍVEL NO CORPO | 12 |
| CIRCUITO DE TERRA ACIDENTAL | 13 |
SUMÁRIO CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CORRENTES ELÉTRICAS EM UM CORPO HUMANO SADIO...5
| ELÉTRICO | 20 |
| FUNCIONAMENTO MECÂNICO DO CORAÇÃO | 20 |
| FUNCIONAMENTO ELÉTRICO DO CORAÇÃO | 21 |
| FIBRILAÇÃO VENTRICULAR DO CORAÇÃO PELO CHOQUE | 2 |
| DESFIBRILADOR ELÉTRICO | 24 |
| INFLUÊNCIA DO VALOR DA CORRENTE ELÉTRICA | 24 |
| CURVA TEMPO X CORRENTE | 25 |
| LIMITE DE CORRENTE PARA NÃO CAUSAR FIBRILAÇÃO | 25 |
| POTENCIAIS DE CHOQUE | 27 |
| Potencial de Toque | 27 |
| Potencial de Passo | 28 |
| COLOCAÇÃO DE BRITA NA SUPERFÍCIE | 28 |
| 3. SISTEMAS DE ATERRAMENTO | 30 |
| INTRODUÇAO | 30 |
| CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE ATERRAMENTO | 30 |
| SISTEMA TN-S | 35 |
| SISTEMA TN-C | 37 |
| SISTEMA TN-C-S | 38 |
| SISTEMA T | 39 |
| SISTEMA IT | 42 |
| APLICAÇÃO DO CONDUTOR DE PROTEÇÃO | 43 |
| FERRAGEM ESTRUTURAL COMO CONDUTOR DE ATERRAMENTO | 4 |
| PRESCRIÇÕES GERAIS DO ATERRAMENTO | 4 |
| 4. APLICAÇÕES PRÁTICAS | 47 |
2. FIBRILAÇÃO VENTRICULAR DO CORAÇÃO PELO CHOQUE CORREÇÃO DO POTENCIAL DE PASSO E DE TOQUE MÁXIMO ADMISSÍVEL DEVIDO À 5. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 54
| corrente mão-tronco-mão: Intensidade em mA (eficaz) | 9 |
Quadro 1: Medidas da sensibilidade com corrente alternada de 50Hz. Percurso da
| tronco-mão: Intensidade em mA | 9 |
Quadro 2: Medidas da sensibilidade com corrente contínua. Percurso da corrente mão-
| corrente mão-tronco-mão: Intensidade em mA(eficaz) | 10 |
Quadro 3: Medidas da sensibilidade com corrente alternada de 50Hz. Percurso da
| corrente mão-tronco-mão: Intensidade em mA(eficaz) | 10 |
| Figura 1: Esquema de um eletrocardiograma humano | 6 |
| num choque de 3s | 13 |
| Figura 3: Circuito de tensão de passo | 15 |
| Figura 4: Circuito de tensão de toque | 16 |
| Figura 5: Coração humano | 21 |
| Figura 6: Esquema elétrico do coração | 21 |
| Figura 7: Circuito elétrico do coração | 2 |
| Figura 8 : Sinal do eletrocardiograma e pressão arterial | 23 |
| Figura 9: Desfiblilador Elétrico | 24 |
| Figura 10: Corrente da Descarga | 24 |
| Figura 1: Curva tempo x corrente | 25 |
| Figura 12: Potencial de Toque | 27 |
| Figura 13: Tensão de passo | 28 |
| Figura 14: Percurso da corrente de defeito num sistema TN | 32 |
| Figura 15: Percurso da corrente monopolar de curto-circuito | 35 |
| Figura 16: Sistema TN-S (sistema a 5 fios) | 36 |
| Figura 17: Sistema TN-C | 36 |
| Figura 18: Massa sob potencial de fase | 37 |
| Figura 19: Sistema TN-C | 37 |
| Figura 20: Sistema TN-C (sistema a 4 fios) | 38 |
| Figura 21: Sistema TN-C-S | 38 |
| Figura 2: Sistema T | 39 |
| Figura 23: Sistema T (sistema a 4Fios) | 40 |
| Figura 24: Percurso da corrente num sistema T | 40 |
| Figura 25: Esquema elétrico simplificado referente à figura 23 | 41 |
| Figura 26: Sistema IT | 42 |
| Figura 27: Retorno da corrente de defeito pelas capacitâncias parasitas | 42 |
| Figura 28: Retorno da corrente de defeito: sistema IT de alta impedância | 43 |
| Figura 29: Utilização do condutor de proteção | 4 |
| Figura 30: Aterramento na barra de ferro de aterramento | 45 |
| Figura 31: Diagrama elétrico correspondente à figura 32 | 47 |
Quadro 4: Medidas da sensibilidade com corrente alternada de 50Hz. Percurso da ÍNDIÇE DE FIGURAS Figura 2: Corrente de fibrilação versus massa do corpo para vários animais baseado Figura 32: Percurso da corrente de defeito ....................................................................47
| Tabela 1: Influência da corrente | 26 |
| Tabela 2: Duração máxima da tensão de contato presumida | 31 |
| Tabela 3: Resistência e reatância dos condutores de PVC/70ºC(mΩ/m) | 49 |
| Gráfico 1: Função ()XF versus Xe coeficiente de reflexão k | 18 |
| Gráfico 2: Fator de redução sCcomo função de k e sh | 19 |
| Gráfico 3: Duração da tensão de contato presumida | 3 |
Gráfico 4: Curva de atuação do disjuntor 3VS84 - Siemens..........................................34
1. Avaliação das Correntes Perigosas à Vida Humana Introdução
A utilização cada vez mais ampla da eletricidade, faz com que também um número crescente de pessoas menos habilitada tenha contato com a mesma. O objetivo é aqui destacar quais as condições de perigo.
Considerações Sobre as Correntes Elétricas em um Corpo Humano Sadio
Para melhor compreensão da influência da corrente elétrica e respectivos efeitos sobre o corpo humano, em casos de acidentes devido à eletricidade, se tornam necessários esclarecimentos quanto a alguns processos fisiológicos, em especial processos de ordem elétrica, desenvolvidos no corpo humano.
Em estado de repouso, uma diferença de potencial da ordem de 40 a 80 mV pode ser detectada entre a superfície e o interior das fibras nervosas. As concentrações de ions (do líquido dos tecidos envolventes e do líquido interno) das fibras nervosas são diferentes, sendo esta a causa desta diferença de potencial. A polaridade da membrana da célula da fibra do nervo é invertida quando o nervo é excitado. Assim, o processo de excitação dos nervos está simultaneamente ligado a um transporte de ions pelas fibras nervosas.
Um processo elétrico acompanha cada movimento dos músculos. Normalmente as vias nervosas são responsáveis pela transmissão dos impulsos elétricos aos músculos. Em experiências, quando um músculo é posto sob tensão elétrica, de tal forma que a corrente circule em seu sentido longitudinal, verifica-se que tanto um nivel mínimo, assim como um acréscimo mínimo brusco de corrente, são necessários para excitar a contração muscular. Especial importância é dada ao acréscimo brusco da corrente (dtdi) já que experiências mostram que acréscimos lentos de corrente ocasionam acomodações, trazendo com isto ausência de contrações musculares.
A regra mencionada, válida para todos os músculos em seres vivos, é também exata para músculos do coração. O coração exerce a função de uma bomba de duplo circuito. Um circuito está em ligação com o pulmão, através do qual o sangue é enriquecido com oxigênio, e o segundo circuito está ligado ao sistema vascular do corpo, por meio do qual este é alimentado de sangue, rico em oxigênio. O coração possui, em cada um dos circuitos de bombagem, duas câmaras; que são designadas por auricular e ventricular. As duas câmaras, ligadas em série, trabalham alternadamente, isto é, quando da contração (sístole) das aurículas, os ventrículos enchem-se através de órgãos atuando como válvulas (dístole ventricular) e seguidamente o sangue sob pressão‚ bombeado por contração (sístole ventricular), para os circuitos que estão ligados ao coração. Simultaneamente, as aurículas dilatam-se (diástole auricular) e recebem o refluxo do sangue; na pulsação seguinte, impelem-no de novo para dentro dos ventrículos.
A diferença essencial do coração em relação a todos os outros músculos, está no fato de que neste a tensão elétrica, necessária para o seu trabalho, ser gerada por ele próprio, comandada através de centros próprios, designados por nódulos sinusais e nódulos trioventriculares, e conduzida através de um sistema próprio de propagação de estímulos de modo que, no coração sadio, os movimentos das diferentes zonas do coração decorrem segundo a seqüência certa. O coração representa um bipolo elétrico, cuja tensão tem como conseqüência um campo de fluxo elétrico no corpo. Fora das superfícies equipotenciais, pode, por isso, ser verificada, em dois pontos do corpo humano, uma diferença de tensão, cuja forma depende da posição dos pontos escolhido, assim como sua grandeza.
O registro oscilográfico desta diferença de tensão, na maioria dos casos para fins de diagnósticos, entre a mão direita e o pé esquerdo, em função do tempo, é idêntico ao conhecido eletrocardiograma. Um exemplo típico de eletrocardiograma está representado na Figura 1. A grandeza absoluta da tensão registrada no eletrocardiograma, situa-se aproximadamente de l até 1,6 mV, a sua freqüência entre cerca de 1,1 e 1,3 Hz.
A tensão cardíaca, que origina o campo de fluxo elétrico no corpo, e cujo vetor de intensidade de campo se modifica no tempo, tanto seu valor como em sua posição no espaço, é por natureza muito maior e excede-o em alguns voltes. É portanto compreensível que as tensões estranhas, que se sobrepõem em caso de acidente, e que não são de mesma grandeza, ou têm apenas uma parte considerável desta, exerçam influência sobre o sistema de comando do coração ou o perturbem.
Figura 1: Esquema de um eletrocardiograma humano
onde:
aurículas. dos sístoles e Pausa condução, de Tempo distensor Período auricular complexo descida, de Tempo ascensão de Tempo cardíaco Período TH t t t
Devido as consideráveis diferenças existentes entre os diversos indivíduos, em caso algum se podem indicar valores numéricos exatos, de validade geral, para a intensidade de corrente ligada a determinada sensação, mas sim, no melhor dos casos, valores médios, com a indicação da dispersão aproximada. Com base em medidas de sensações realizadas, pode indicar-se a extensão considerável dos valores de dispersão.
Um grupo de 50 indivíduos saudáveis do sexo masculino, entre os 19 e 39 anos de idade, foram examinados um a um quanto às suas sensações com a passagem de corrente através do corpo.
Nas experiências, segundo os Quadros 1 e 2, serviram de eletrodos dois êmbolos cilíndricos de latão de 90 cm² de superfície cada, que foram seguros um em cada mão pelos indivíduos submetidos à experiência. Nas experiências, segundo o Quadro 3, foi utilizado, como eletrodo de pé , uma placa de cobre, sobre a qual a pessoa se encontrava descalça. No Quadro 1 indicam-se os resultados da medida de sensações com corrente alternada 50 Hz, no caso de um percurso de corrente mão-tronco-mão.
Os valores dos quadros indicam as intensidades de corrente eficazes, em miliamperes, que provocam, em 5, 50 e 95% das pessoas sujeitas à experiência.
Pela leitura da coluna 1 do Quadro 1, por exemplo, verifica-se que 5% dos indivíduos classificam 0,7 mA como apenas perceptível, ao passo que os outros 95%, ainda não tinham qualquer sensação com um valor 2,5 vezes superior (1,7 mA).
Os valores indicados no Quadro 3 são igualmente válidos para corrente alternada a 50 Hz, contudo, para o percurso de corrente mão-tronco-pés. Os valores do Quadro 3 são quase todos superiores aos do Quadro 1. Dado o fato da corrente ser escoada através dos dois pés, a densidade de corrente nessas extremidades é menor que na mão provocando, por conseguinte, menores sensações.
Poderia aqui levantar-se o reparo, e com razão, de que, tanto nas medidas segundo o Quadro 1 como também nas referentes ao Quadro 3, a totalidade da corrente tem que passar através da mão e que, portanto, as sensações têm que ser iguais em ambos os casos, nas intensidades de corrente diferentes. O fato das diferenças dos valores, tem explicação pelas dispersões estatísticas. Nas diferentes pessoas, a sensibilidade em cada extremidade, é, com certeza diferente, assim, uma vez mais sensível a mão esquerda, outra a direita.
Nas experiências segundo o Quadro 1, a corrente passa através de ambas as mãos; a mão mais sensível, é a que determina o resultado. Nas experiências segundo o Quadro 3. a corrente passa apenas por uma das mãos. Naquelas, dentre as pessoas submetidas à experiências, em que a mão não percorrida pela corrente é a mais sensível, será elevada a intensidade de corrente que provoca as diversas manifestações.
No Quadro 2 estão indicadas as medidas das sensações com corrente contínua, no caso de um percurso da corrente mão-tronco-mão. Comparando-se estas medidas com as do Quadro 1, torna-se evidente a considerável influência do tipo de corrente sobre as sensações. Ao passo que as medidas das sensações mostram, no caso da corrente alternada a 50 Hz, um limite inferior a l,0 mA, no qual a corrente perceptível em 5% do grupo experimental, com ligeiras picadas nas mãos, o mesmo efeito verificase igualmente em 5% dos indivíduos sujeitos à experiência só com uma corrente contínua de 6,0 mA e portanto, de 6 vezes aquele valor. Os valores limites-superiores, apresentará nos 2 Quadros, a relação aproximada de 1,3. No caso das mulheres, os valores são em geral cerca de 30% mais baixos que nos homens.
Estas e muitas outras pesquisas experimentais demonstraram que, no caso do efeito de correntes elétricas sobre o organismo vivo, são de importância decisiva os seguintes parâmetros: • Intensidade de corrente
• Freqüência e elevação brusca da corrente Os diferentes parâmetros serão tratados nos seus pormenores, em ligação com os acidentes devido à eletricidade.
Acidentes Devido a Eletricidade
O exame dos acidentes devido à eletricidade, no respeitante aos seus efeitos, mostra uma extraordinária variedade de manifestações, desde o "choque elétrico", passando por ferimentos ligeiros e graves, até à morte. Do ponto de vista da prevenção de acidentes, devem ser especialmente considerados os acidentes com desfecho mortal. Também aqui há que considerar diversas possibilidades. Em primeiro lugar, no caso de determinadas intensidades máximas de corrente, e de tempo mínimo de duração do efeito sobre o coração, àquelas subordinado, o sistema de comando e de transmissão dos estímulos, pode ser afetado a tal ponto que o funcionamento ordenado do coração seja interrompido, ocorrendo, em vez da contração vigorosa dos ventrículos, fibrilação ventricular devido à corrente elétrica. Como conseqüência, o fornecimento regular do sangue às células do corpo, cessa, e as mais sensíveis dentre elas, começam a morrer no espaço de alguns minutos.
A fibrilação ventricular na pessoa humana era tida, até ainda há poucos anos como irreversível. Entretanto, tornaram-se conhecidos processos de tratamento clínico, como, por exemplo, as massagens diretas no coração com o tórax aberto e o desfibrilador, com os quais, em alguns casos - mas não em muitos - se pode eliminar a fibrilação ventricular.
Em segundo lugar, pode ocorrer em, determinadas gamas de intensidade de corrente e, enquanto perdura a ação desta, uma contração da musculatura do tórax, que impede os movimentos respiratórios da caixa torácica, o que conduz, em caso de suficiente duração, à morte por sufocação.
Por último, ainda existe a possibilidade, principalmente nos acidentes com alta tensão, de que, tanto devido ao calor de arcos voltaicos, como também devido à passagem de corrente em si, se produzam queimaduras, que tenham como conseqüência a morte imediata ou posterior. .
Influência da intensidade de Corrente
Foram examinadas e analisadas nos últimos anos, acima de 1000 acidentes devidos à eletricidade. Os resultados foram completados por grande número de experiências em animais, de preferência em cães, depois de pormenorizadas pesquisas terem demonstrado que os resultados de experiências, obtidos em animais anestesiados, são aplicáveis aos seres humanos. As reações fisiológicas, que foram observadas com intensidades da corrente entre alguns miliamperes e vários ampéres, foram divididos em quatro grupos, classificados em gamas de intensidade de corrente.
No Quadro 4, apresentam-se as gamas de intensidade de corrente, em corrente alternada a 50 Hz e o percurso mão-tronco-pés, atuando durante o período de aproximadamente 1 segundo.
É de notar, que a perigosa fibrilação ventricular é limitada na gama de intensidade I e não pôde ser regularmente observada na gama de intensidade IV. Tomando como base, numa primeira aproximação, uma resistência do corpo humano de cerca de l.0 ohms, tem-se, na usual tensão de 220 V, uma corrente no corpo de 220 mA, que se situa na gama de intensidade de corrente I e que provoca o perigo da mortal fibrilação ventricular. No caso de um acidente com alta tensão, no qual atua-se uma tensão de 6 KV, resultaria no corpo uma corrente de 6 A, que se situa na gama de intensidade de corrente IV. Abstraindo de outros danos, as hipóteses de sobrevivência, podem, neste caso, ser consideradas maiores que no precedente, dada a possibilidade da parada do coração ser reversível.
Quadro 1: Medidas da sensibilidade com corrente alternada de 50Hz. Percurso da corrente mão-tronco-mão: Intensidade em mA (eficaz)
Porcentagem de pessoas analisadas
5% 50% 95% SENSAÇÕES
(mA)
Corrente perceptível apenas nas palmas das mãos 0,7 1,2 1,7
Ligeiro formigamento nas palmas das mãos, como se as mesmas estivessem dormentes 1,0 2,0 3,0
Formigamento também perceptível nos pulsos 1,5 2,5 3,5 Leve vibração das mãos, pressão nos pulsos 2,0 3,2 4,4
Ligeira cãibra nos antebraços, como se fossem comprimidos com algemas 2,5 4,0 5,5
Ligeira cãibra nos braços 3,2 5,2 7,2
As mãos tornam-se rígidas e contraídas, o largar ainda é possível; sensação de dor 4,2 6,2 8,2
Cãibra nos braços, as mãos tornam-se pesadas e insensíveis, picadas em toda a superfície dos braços 4,3 6,6 8,9
Cãibra geral dos braços, chegando até as axilas, o largar é ainda possível (let-go-current) 7,0 1,0 15,0
Quadro 2: Medidas da sensibilidade com corrente contínua. Percurso da corrente mão-tronco-mão: Intensidade em mA.
Porcentagem de pessoas analisadas
5% 50% 95% SENSAÇÕES
(mA)
Ligeiro formigamento nas palmas das mãos e nas pontas dos dedos 6 7 8
Sensação de calor e formigamento mais forte nas palmas das mãos, ligeira pressão nos pulsos 10 12 15
Forte pressão, até picadas nos pulsos e palmas das mãos 18 21 25 Formigamento nos antebraços sensação mais forte de calor 25 27 30
Dor com pressão mais forte nos pulsos, formigamento chegando aos cotovelos 30 32 35
Forte dores e pressão nos pulsos e dores agudas nas mãos 30 35 40
Quadro 3: Medidas da sensibilidade com corrente alternada de 50Hz. Percurso da corrente mão-tronco-pés: Intensidade em mA(eficaz)
Porcentagem de pessoas analisadas
5% 50% 95% SENSAÇÕES
(mA)
Corrente perceptível apenas na palma da mão 0,9 2,2 3,5 Formigamento em toda a mão, como se estivesse dormente 1,8 3,4 5,0 Ligeira pressão no pulso, formigamento mais intenso 2,0 4,8 6,7 Pressão também sensível no antebraço 4,0 6,0 8,0
Primeira sensação nas solas dos pés (ligeiro formigamento) pressão no antebraço 5,3 7,6 10,0
(Parte 1 de 5)