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UC UC02864 · T. Mecatrónica

Ficha 02 · Diferenciais, terras, arco eléctrico

Cálculos, instalação, arco, casos práticos
Versão · Aluno
Tempo · 60 minutos
Cotação · 100 pontos
Aluno(a)
Turma
Data
Objectivos da ficha

Parte I · Selecção de protecções

Exercício 1 · Diferencial certo (10 pts)

Para cada circuito, escolhe sensibilidade do diferencial (10 mA, 30 mA, 300 mA):

a) Tomadas de uma sala de jantar. b) Iluminação geral de um corredor. c) Equipamento médico de medição. d) Quadro geral da instalação.

a) 30 mA — obrigatório por norma para tomadas em habitação (RTIEBT). Protecção de pessoas. b) 30 mA também recomendado para iluminação acessível; 300 mA mínimo para iluminação geral em quadro. c) 10 mA — equipamento médico exige sensibilidade máxima; norma médica IEC 60601. d) 300 mA — quadro geral; protege contra incêndio por fugas de isolamento; selectividade com os 30 mA secundários (estes disparam primeiro em fuga de pessoa).

Exercício 2 · Disjuntor certo (10 pts)

Tens estes circuitos. Escolhe o calibre do disjuntor:

a) Circuito de tomadas com cabos de 2,5 mm² (capacidade 21 A em ar). b) Circuito do forno eléctrico (3,5 kW a 230 V). c) Iluminação LED de corredor (200 W). d) Quadro de motor 3 kW 3F 400 V.

a) 16 A — cabo 2,5 mm² aguenta 21 A; disjuntor 16 A protege; deixa margem.

b) Forno 3500 W / 230 V = 15,2 A → 16 A (próximo acima padrão).

c) 200 W / 230 V = 0,87 A → 10 A (mínimo padrão), com cabo 1,5 mm².

d) P = √3·V·I·cos φ → I = 3000 / (√3 × 400 × 0,85) ≈ 5,1 A (cos φ típico motor 0,85). Com factor de arranque 5-7×: pico 25-35 A. Disjuntor 10 A curva D (suporta picos de arranque sem disparar; protege em sobrecarga estabilizada).

Parte II · Terra

Exercício 3 · Resistência (10 pts)

Mediste a resistência de terra de uma instalação com terrómetro e obtiveste 85 Ω.

a) Está dentro do limite legal? b) Que melhoria propões se necessário?

a) Limite legal RTIEBT português: < 100 Ω. Com 85 Ω, está marginalmente dentro do limite, mas próximo. Idealmente < 30 Ω.

b) Melhoria: 1. Adicionar varetas de terra em paralelo (3-5 varetas distribuídas). 2. Tratamento do solo com sal ou bentonite para baixar resistividade (em solo seco). 3. Vareta mais profunda (a água subterrânea baixa resistividade). 4. Malha de terra enterrada (em vez de varetas isoladas). 5. Verificar conexões — má conexão da vareta ao cabo aumenta R aparente.

Re-medir após cada intervenção; objectivo < 30 Ω para folga em variações sazonais (solo seco no Verão sobe muito).

Exercício 4 · Equipotencial (10 pts)

O que é a ligação equipotencial principal numa habitação e por que é importante?

Ligação equipotencial principal = condutor que liga todas as massas metálicas acessíveis da instalação ao eléctrodo de terra, garantindo que estão ao mesmo potencial.

Liga: - Quadro eléctrico (terra). - Tubagens de água (cobre, ferro). - Tubagens de gás. - Tubagem de aquecimento central. - Estruturas metálicas (vigamento, escadas metálicas).

Por que importante: - Se uma destas massas ficar em tensão por defeito (cabo eléctrico em contacto com tubo), todas as massas ficam ao mesmo potencial simultaneamente. - Sem equipotencial: pessoa tocaria em duas massas a potenciais diferentes (ex.: torneira da cozinha e fogão) → corrente atravessa o corpo → choque. - Com equipotencial: tocar em duas massas dá zero diferença → nada acontece. - Adicionalmente, força corrente de defeito para terra rapidamente → diferencial dispara.

Combinação terra + equipotencial + diferencial = a tríade que protege em habitação.

Parte III · Arco eléctrico

Exercício 5 · Riscos (10 pts)

Indica 4 efeitos físicos de um arco eléctrico que matam.

  1. Calor — plasma a 19 000°C derrete instantaneamente vestuário, queima a pele profundamente em décimos de segundo. Queimaduras de 3º-4º grau.

  2. Pressão explosiva — sopro até 1 000+ km/h em milissegundos; pode atirar uma pessoa contra uma parede a metros de distância; ruptura de tímpano garantida.

  3. Radiação UV + IR — queima retina (cegueira) e pele exposta (semelhante a queimadura solar de 3º grau).

  4. Metais fundidos projectados — pedaços de cobre e aço a temperaturas extremas viajam como projécteis; perfuram vestuário comum.

  5. Som — > 140 dB; ruptura tímpano, perda auditiva permanente.

  6. Inalação de gases tóxicos — vapores metálicos (cobre, alumínio); poucos segundos chega para danos respiratórios.

Conjunto destes efeitos pode matar a 1 metro de distância do ponto de arco, mesmo sem contacto eléctrico directo.

Exercício 6 · Análise de risco (10 pts)

Vais trabalhar num quadro eléctrico de 600 A. A análise de energia incidente indicou 5 cal/cm² a 60 cm.

a) Que classe HRC de EPI escolhes? b) Lista o EPI completo.

a) Tabela HRC: - HRC 1 — até 4 cal/cm² - HRC 2 — até 8 cal/cm² - HRC 3 — até 25 cal/cm² - HRC 4 — 40+ cal/cm²

Para 5 cal/cm²: HRC 2 (cobre até 8, com margem).

b) EPI HRC 2 completo: - Fato arc-rated classe HRC 2 (jaqueta + calças) — ATPV ≥ 8 cal/cm². - Capuz arc-rated com viseira (cobertura completa do pescoço/cabeça). - Luvas dieléctricas classe 0 ou 00 conforme tensão, com sobre-luvas de cabedal arc-rated. - Calçado dieléctrico EN 50321 + protecção mecânica (S3) — sola anti-perfuração. - Capacete isolante (sob o capuz arc-rated). - Auriculares ou protectores auditivos (arco gera > 140 dB). - Cinto de ferramentas isoladas + ferramentas EN 60900.

Custo conjunto HRC 2 completo: 1500-3000 €. Durabilidade: anos com cuidado.

Verificação antes de cada uso: vestuário sem rasgos, ATPV ainda válido, luvas com teste de bolhas.

Parte IV · Casos práticos

Exercício 7 · Trabalho real (15 pts)

Foi-te dada esta tarefa: substituir uma lâmpada fluorescente avariada num corredor escolar.

Listar passos seguros desde chegar à zona até retomar o serviço.

  1. Identificar circuito: olhar o quadro eléctrico, identificar o disjuntor desse corredor (etiqueta ou esquema).

  2. Avisar colegas/utilizadores que a luz vai estar desligada brevemente.

  3. Cortar energia: desligar o disjuntor desse circuito.

  4. Cadeado pessoal + etiqueta no disjuntor desligado (LOTO).

  5. VAT 3 testes: testar VAT em fonte ligada (outra tomada), depois na própria armadura da lâmpada (desligar a entrada da armadura primeiro), re-testar VAT na fonte conhecida.

  6. Substituir lâmpada com luvas dieléctricas se for fluorescente com balastro electrónico (capacitor pode estar carregado mesmo com energia cortada — descarregar com resistor).

  7. Verificar conexões e armadura no geral.

  8. Recolocar, fechar armadura.

  9. Retirar cadeado e etiqueta.

  10. Religar disjuntor.

  11. Testar que a luz acende correctamente.

  12. Notar no registo de manutenção: data, intervenção, peça.

Tempo total: 15-30 min (peça em minutos, procedimento na maior parte).

Exercício 8 · Recusa de tarefa (10 pts)

O teu chefe pede para trabalhares num quadro com a corrente ligada porque "é rápido e a fábrica não pode parar 5 minutos". Não tens AT especial para trabalho em tensão. Que dizes?

Resposta clara e firme:

"Não posso. Trabalho em tensão sem AT especial é proibido por SHST e pela norma EN 50110. O risco é arco eléctrico que pode matar à distância. As 5 regras de ouro existem por causa de mortos.

A interrupção de 5 minutos é o que separa um trabalho seguro de um acidente que pode parar a fábrica por dias e pôr-me no hospital ou na morgue."

O que oferecer: - Cortar só a zona local se a instalação tem selectividade — outras secções continuam. - Avisar produção com 10 min para planearem a paragem programada (não improvisada). - Trabalho com circuito desligado corretamente — total < 30 min normalmente.

Direito legal de recusa: - Lei 102/2009 (regime jurídico SST) Art. 18: trabalhador pode recusar trabalho em risco grave e iminente sem retaliação. - Comunicar ao serviço de SST da empresa. - Documentar por escrito (email) para protecção.

Se chefe insiste após explicação: escalar a SST/comissão segurança. Em última instância, ACT (Autoridade Condições de Trabalho).

Esta recusa protege-te legalmente se algo acontecer e tem cobertura sindical/jurídica em Portugal.