A sugest˜ao de Amp`ere sobre a causa do magnetismo dos ´ım˜as naturais ´e interessante, mas precisamos imaginar que ”correntes el´etricas microsc´opicas e permanentes” seriam essas. Sabemos que os ´atomos, embora neutros, possuem cargas positivas e negativas, e portanto as correntes (se existirem) poderiam ter a´ı sua origem.
2.7. RESUMO 65 Seriam el´etrons girando ao redor do n´ucleo? Podemos imaginar que seja assim, embora hoje sabemos que os el´etrons n˜ao giram ao redor do n´ucleo! A resposta para a causa do magnetismo natural ´e dada pela Mecˆanica Quˆantica.
E quanto ao magnetismo da Terra? Haver´a correntes el´etricas no interior do planeta? Se houver, como foram iniciadas e como se mantˆem? Ou existir´a talvez um grande ´ım˜a permanente enterrado nas profundezas? Ser´a uma enorme pedra de magnetita ou um descomunal bloco de ferro? E como isso foi parar l´a?
Chapter 3
Riscos e seguran¸ca em eletricidade
A sa´ude ´e o que interessa, o resto n˜ao tem pressa. (Chico An´ısio)
A eletricidade ´e vital na vida moderna e ´e desnecess´ario ressaltar sua importˆancia, quer propiciando conforto aos nossos lares, quer atuando como insumo nos diversos segmentos da economia. Por outro lado o uso da eletricidade exige do consumidor a aplica¸c˜ao de algumas precau¸c˜oes em virtude do risco que a eletricidade representa. Muitos n˜ao sabem, desconhecem ou desconsideram este risco. Os acidentes ocor- ridos com eletricidade, no lar e no trabalho, s˜ao os que ocorrem com maior freq¨uˆencia e comprovadamente os que trazem as mais graves conseq¨uˆencias. As normas de seguran¸ca estabelecem que pessoas devem ser informadas sobre os riscos a que se exp˜oem, assim como conhecer os seus efeitos e as medidas de seguran¸ca aplic´aveis.
No dia a dia, seja no lar ou na ind´ustria a maior preocupa¸c˜ao sem d´uvida ´e com o choque el´etrico, visto que este ´e o tipo de acidente que ocorre com maior freq¨uˆencia . Incˆendios e explos˜oes causados pela eletricidade s˜ao sinistros que ocorrem com menor freq¨uˆencia. ´E importante alertar que os riscos do choque el´etrico e os seus efeitos est˜ao diretamente ligados aos valores das tens˜oes (Voltagens) da instala¸c˜ao, e ´e bom lembrar que apenas altas tens˜oes provocam grandes les˜oes. Mas por um outro lado existem mais pessoas expostas `a baixa tens˜ao do que `as altas tens˜oes e que leigos normalmente n˜ao se exp˜oem `as altas, proporcionalmente podemos considerar que as baixas tens˜oes s˜ao as mais perigosas. O maior risco no trabalho com a eletricidade ´e o contato direto, que pode ser definido como o ocorrido quando uma pessoa tem acesso a alguma parte energizada de uma instala¸c˜ao, provocando uma passagem de corrente atrav´es do corpo, uma vez que este ´e condutor e fecha um curto-circuito entre a massa e a terra. O que torna a eletricidade mais perigosa do que outros riscos f´ısicos como o calor, o frio e o ru´ıdo ´e que ela s´o ´e sentida pelo organismo quando o mesmo est´a sob sua a¸c˜ao. Para quantificar melhor os riscos e a gravidade do problema apresentamos alguns dados estat´ısticos :
- 43% dos acidentes ocorrem na residˆencia - 30% nas empresas
- 27% n˜ao foram especificados.
3.1
Componentes el´etricos
Para projetar ou executar instala¸c˜oes e equipamentos e´etricos com seguran¸ca, ´e fundamental conhecer os principais componentes el´etricos e eletrˆonicos.
Figure 3.1: Sistema de controle dos eletrificadores de cerca
3.1. COMPONENTES EL ´ETRICOS 69
3.1.1 Isolantes el´etricos
S˜ao materiais que oferecem elevada resistˆencia `a corrente el´etrica. Suas caracter´ısticas el´etricas (resistivi- dade, rigidez diel´etrica, resistˆencia superficial, estabilidade perante descargas e constante diel´etrica) devem estar de acordo com o emprego e com as normas t´ecnicas vigentes no pa´ıs.
Segundo sua origem destacam-se isolantes naturais e artificiais. Do grande n´umero destes destacam-se: Isolantes naturais
Destacam-se: ar (quando seco), ´oleo mineral (livre de ´agua e de ´acidos), algod˜ao, cera, papel, mica (s´olido de escamas), amianto (pedra fibrosa), quartzo, asfalto, vidro, fibra de vidro e produtos cerˆamicos (porcelana, argila refrat´aria, ...)
Isolantes artificiais
S˜ao constitu´ıdos sobretudo de carv˜ao (carbono), ´agua, ar e c´alcio por polimeriza¸c˜ao ou policondensa¸c˜ao qu´ımica. Nestas transforma¸c˜oes, determinadas propriedades adquirem caracter´ısticas especiais.
Pl´asticos policondensados
S˜ao resinas sint´eticas que, pela separa¸c˜ao da ´agua, resultam sobretudo das liga¸c˜oes de cres´ois, fen´ois e ur´eias com formalde´ıdeos. Quando se emprega como base de uma camada de papel ou de tecido em combina¸c˜ao com a resina sint´etica, resultam denominadas fibras laminadas ou tecidos laminados, que s˜ao r´ıgidos. Pl´asticos polimerizados
S˜ao resultantes normalmente de acetilenos e etilenos e se formam pela interliga¸c˜ao de mol´eculas e de cadeias de carbonatos. Os principais pl´aticos polimerizados s˜ao: cloreto de polivinila (PVC). Sua forma inicial ´e r´ıgida. Quando triturado, se transforma em p´o branco, o qual ´e posteriormente misturado com l´ıquidos oleosos, para amolecˆe-lo. Acrescentam-se ainda corantes. Em seguida, esta mistura sofre a a¸c˜ao do calor (cerca de 80 graus celsius) e de determinada press˜ao, quando ent˜ao se obt´em um produto com caracter´ısticas flex´ıveis, como a borracha; Polistirol ´e um isolante aplicado sob press˜ao em moldes e em fitas el´asticas; Polietileno, como isolante e recobridor de condutores; Poliester em blindagem de chaves; Policloropren para condutores `a prova de ´oleo, ozona e intemp´eries.
No site da Pirelli do Brasil encontra-se um exemplo comparando cabos isolados em PVC com EPR- /XLPE.
A passagem de corrente causa um aquecimento (efeito Joule) que pode danificar o isolante (lenta ou rapidamente), debilitar o cobre ou causar um incˆendio diretamente.
3.1.2 Vida da isola¸c˜ao
A func¸c˜ao fundamental da isola¸c˜ao ´e suportar stress de tens˜ao. Assim, quanto mais baixa a temperatura, menor o stress e a taxa de deteriora¸c˜ao.
Mudan¸cas significativas, irrevers´ıveis, progressivas e cumulativas ocorrem nas propriedades mecˆanicas e el´etricas dos materiais isolantes, como resultado de exposi¸c˜ao prolongada a alta temperatura.
A expectativa de vida ´util desejada de um determinado equipamento el´etrico depende do investimento inicial, caracter´ısticas de projeto e constru¸c˜ao, qualidade da manuten¸c˜ao, confiabilidade necess´aria, obso- lescˆencia das instala¸c˜oes, condi¸c˜oes operacionais, entre outros fatores.
N˜ao h´a um valor espec´ıfico de temperatura acima do qual um dado isolamento n˜ao deva operar. Por exemplo, um condutor que trabalhe uma hora por dia, com picos de corrente e temperatura muito maiores
que outro que opere com menor corrente e temperatura durante 24 horas do dia, e ainda ter a mesma expectativa de vida, em anos.
A forte influˆencia da temperatura e da sobretemperatura dos condutores na expectativa de vida ´util da isola¸c˜ao ´e expressa pela regra de Arrhenius, segundo a qual, para cada classe de temperatura, cada 8
oC ou 10 oC corresponde uma expectativa de dobrar ou reduzir pela metade a vida do sistema isolante.