Barramentos blindados: assim a eletricidade viaja por uma “autoestrada” – Parte I

Edição 98 – Março de 2014
Aula prática – Barramentos blindados –Parte I
Por Nunziante Graziano*

Em forte expansão, esse sistema elétrico de distribuição apresenta uma enorme conveniência e grande capacidade de carga com reduzidas dimensões. Vamos analisar aqui algumas das características técnicas e normativas que possibilitam essas afirmações.

Os recentes desenvolvimentos tecnológicos na construção civil, cada vez mais orientada na premissa de utilização de elementos pré-fabricados, vem deixando cada vez menos opções para o sistema elétrico de distribuição. Excluindo-se as instalações aparentes, nem sempre exequíveis devido à falta de paredes ou estruturas úteis para que se instalem eletrocalhas (e às vezes por causa do custo considerável da mão de obra), não restam muitas possibilidades, tais como: distribuição subterrânea ou de piso, eletrocalhas presas ao teto (onde o pé-direito permitir) ou a distribuição pré-fabricada por barramentos blindados.

Distribuição subterrânea ou de piso: largamente difundida no setor terciário, utiliza os espaços entre as lajes e os pisos elevados, forros do andar inferior ou enterradas quando o layout de utilização já está previsto no projeto do edifício. Este sistema é muito útil como complemento para a instalação dos circuitos terminais de distribuição, no caso de circuitos com pequenas cargas ou quando a proteção e/ou controle são centralizados num único painel de distribuição, enquanto, para a distribuição principal centralizada em um único quadro geral de distribuição com grande quantidade de circuitos alimentadores, pode ser considerado definitivamente obsoleto, especialmente para as dificuldades de alterações de cargas ou de layout após a conclusão da obra.

Distribuição pelo teto: apresenta praticamente as mesmas características de distribuição enterrada, mas presume a existência de um pé-direito baixo, sem interferências móveis como talhas ou pontes rolantes no ambiente industrial, ou de forro para ambientes de escritório. Quanto ao tipo de distribuição, convém considerar outros aspectos não negligenciáveis. Tal como é conhecido, o sistema tradicional de distribuição radial (feito a partir de um único quadro com uma linha dedicada) tem seus pontos fortes e fracos. As principais vantagens são:

• Maior continuidade de serviço, pois a operação exclusiva possibilita o desligamento de uma única carga;
• A maior facilidade na fase de projeto para o cálculo das correntes de carga e de defeito;
• Seletividade fácil de conseguir, pois, se o sistema for bem concebido, pode-se obter a intervenção exclusiva da proteção em circuitos individuais.

As desvantagens, as quais são preponderantes nas plantas com um número elevado de circuitos, podem ser:

• Um grande número de circuitos e grandes volumes de cabos devido a grandes distâncias e relevantes quedas de tensão (muitas vezes acompanhada por maiores dificuldades e custos de projeto);
• Um grande número de dispositivos de proteção nos quadros;
• Maior complexidade (sempre acompanhado por um custo mais elevado) do painel de distribuição;
• A necessidade de adotar linhas longas e de grandes seções para cargas de pequenas potências;
• Um baixo índice de utilização do cobre, pois como os cabos de distribuição para circuitos terminais são de pequenas ou médias seções, sempre calculadas com fator de simultaneidade unitário, ao invés disso, nas eletrocalhas são amontoados e então deve-se corrigir o fator de agrupamento conforme recomenda a ABNT NBR 5410, reduzindo até metade a eficiência da utilização de um cabo em eletrocalhas cheias.

Seria irrelevante dizer que estas desvantagens estão intrinsecamente ligadas a aumentos consideráveis dos custos de instalação.

Dessa maneira, a distribuição por elementos pré-fabricados ou barramentos blindados pode ser uma alternativa viável, pois:

• apresenta um número de linhas substancialmente reduzido;
• apresenta número de dispositivos de proteção substancialmente reduzido nos quadros;
• geralmente tem uma menor complexidade, muitas vezes acompanhada de custo menor.

Nota 1: Os disjuntores instalados nos quadros geralmente são de grandes capacidades, nem sempre garantindo custos e dimensões dos quadros menores quando comparados com o sistema de distribuição radial.

No entanto, o sistema com barramentos blindados tem desvantagens, como:

• uma menor continuidade de serviço, pois o desligamento de uma linha pode exigir, em princípio, a exclusão de todos os usuários;
• a dificuldade de calcular as reais correntes de carga e defeito, ainda na fase de projeto, especialmente para cargas não lineares;
• a calibração difícil das proteções, devido às correntes presumidas e não efetivas – especialmente se as cargas individuais não têm proteção dedicada;
• a dificuldade de solução de defeitos, pois a localização se torna mais difícil.

Nos últimos anos tem havido, entretanto, diferentes realizações das ditas soluções “mistas”. Elas consistem de alimentação tipo radial primária e uma distribuição por barramentos blindados terminal (ou vice-versa), de modo a mitigar as desvantagens de ambos os sistemas em nível local.

Amplamente usados no passado nos Estados Unidos, os barramentos blindados são constituídos de um sistema de barramento, em cobre ou alumínio, espaçados e apoiados por isoladores e contidos em um invólucro fechado. O invólucro é normalmente feito de chapa de aço galvanizado ou pintado que pode, se necessário, ser usado como um condutor de terra (PE).

A grande conveniência do barramento blindado em comparação com os cabos é a capacidade de condução muito maior nos barramentos blindados comparando-se a mesma secção condutora, além da baixa taxa de envelhecimento do isolamento, constituído por resinas ou ar, com ótimas características dielétricas e térmicas.

Outra vantagem significativa é a possibilidade
de utilização total e reutilização das peças do barramento blindado no caso de alterações de layout, mesmo depois de longos períodos de operação. Os barramentos blindados são sempre bem vistos para aplicação na distribuição em grande escala na indústria, devido às grandes correntes transportadas (da ordem de algumas centenas de Àmperes).

Recentemente, no entanto, cada vez mais vem se difundindo significativamente a utilização de condutores por barramentos como fonte de alimentação de equipamentos de iluminação, por unidade de ramificação do tipo conector.

A alternativa entre a distribuição radial e por barramentos blindados é, em última análise, negligenciando as adaptações, a escolha entre cabos e barramentos. A distribuição radial com barramentos blindados compreende a utilização muito mais eficiente do condutor que seria na mesma aplicação com cabos. De fato, o fator de agrupamento (que na maior parte dos casos são baixos) resultam em utilização de seções de condutores substancialmente menores que àquelas dos cabos. No estado atual da técnica, os barramentos podem ser preferidos aos cabos nos seguintes casos:

• As instalações têm potência relevante e são dotadas de dispositivos de proteção capazes de proteger, como retaguarda, as derivações;
• A instalação é sujeita a frequentes mudanças de layout e de localização das cargas;
• A qualidade da energia (notadamente à queda de tensão admissível no circuito) não é negligenciável, especialmente quando se trata de distribuição de energia não medida e da localização do ponto de entrega da concessionária ao consumidor, como em edifícios residenciais e/ou comerciais com medição de tarifação nos andares.

Na próxima edição, apresentaremos as características técnicas normativas relativas a barramentos blindados, para que seja possível realizar de forma eficiente a tipologia de condutor e a tecnologia adequada para a linha elétrica pré-fabricada para cada aplicação.

*Nunziante Graziano é engenheiro eletricista, mestre em Energia pelo Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP), pós-graduado em Política e Estratégia da Associação dos Diplomados da Escola Superior de Guerra ADESG-SP. É membro da ABNT/ CB-3/CE:03:17.03 – Conjunto de Manobra e Controle em Invólucro Metálico para tensões acima de 1 kV até e, inclusive, 36,2 kV; e membro do conselho diretor do   IEE/USP. Atualmente, é diretor de engenharia da Indústria, Montagem e Instalações Gimi Ltda.